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        強夯施工

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        水利壩基強夯-采用強夯法來完成地基的加固工作

        來源: | 瀏覽量:6000 | 發布時間:2021-02-10 08:57:05

        在進行水庫壩基的建設過程中,通過采用強夯法來完成地基的加固工作,耗費的材料比較少,使用的機械設備較為簡單,并且加固效果良好,具有較高的施工效率,目前該方法已經廣泛的應用于實際的施工中?;诖?,本文主要結合實例對水庫壩基工程中強夯法的施工措施進行了探討。

        目前針對各類型的松軟地基都開始普遍應用強夯法來有效去除黃土濕陷性等問題。在進行強夯施工的過程中,需要對錘重、錘高、夯擊的具體次數等參數進行合理控制,以此來提高強夯質量。

        1實例概況

        某水庫的規模屬于中型水庫,總體空容量達到了2860萬m2,壩體屬于粘土均質壩,最大壩高可以達到43.4m,壩頂長度大約為620m;在處理壩基的時候采用強夯法,加固范圍是從樁號0-008開始一直到0+430,加固總面積大約為5.5萬m2。壩基工程的地質情況分別為:在樁號0-008~0+217之間表層土土質是apIQ2-2重粉質壤土,并且濕陷性深度大約在0~3.5m之間;樁號0-008~0+217之間表層土土質是apIQ3-2重粉質壤上,并且濕陷性深度大約在0~6m之間。在進行設計的過程中要求對全部壩基進行強夯處理,并且經過處理后地基在8米的范圍內濕陷性a不能超過0.015,土體干密度d不能低于1.6g/cm3,采用強夯法的根本目的是提高水庫在蓄水之后壩基具有的承載能力。

        2壩基強夯法的施工措施

        2.1強夯方案

        由于大壩自然建基面具有較大的破碎性,在建立的過程中無法確保具有較好規則性,而且在壩基區域里的黃土層大多都是III~IV級具有嚴重濕陷性的黃土,地質條件較差,需要采取相應的措施對濕陷性黃土進行適當的改造和調整,這會直接決定大壩工程的施工質量以及后期的使用安全性。在進行工程設計的過程中需要進行現場強夯試驗,要求夯擊應該高于4000 kN·m,并且優先使用夯擊能較高的器具。在進行基礎強夯處理施工的過程中需要遵循隔行跳打的原則,并且間隔距離控制在4.0m,夯點的布置應該呈等邊三角形狀,如果土的天然含水率只在8%-10%之間,需要適當泡水提高濕度,并要求主夯兩遍,主夯時間隔時間要求保持3周,在第三遍夯實的時候應該利用1 000 kN·m進行滿夯,在完成壩基最低位置處的夯實操作后要求干密度能夠達到1.7 kg/cm3以上。

        2.2強夯試驗

        為了提高強夯施工的質量水平,在正式強夯之前應該在壩基現場做相應的強夯試驗,并且在試驗夯實之前通過采用鉆機再次勘察強夯范圍里濕陷性黃土的具體分布情況、土體的厚度以及土質情況等,確保下一步強夯施工時能夠獲得充足的資料。試驗場地可以選擇在壩基的上游位置,試驗范圍控制在30 m×30 m以內,場地高程保持在1575~1578 m之間。

        根據設計規定需要對強夯過程中用到的各項技術參數進行合理的編制,并且在現場試驗夯實范圍內按照正三角形來選擇夯點,要求將夯點的間隔距離保持在4M,現場需要對設備為2臺40 t履帶式起重機并設置輔助門架,夯錘直徑2.2 m,夯錘質量23.0 t,提升18 m,即可達到4 000 kN·m的夯擊能。第1遍夯擊為主夯,夯擊能達4 000 kN·m,每個夯點的夯實能平均達到10~12擊,在最后的2擊沉降量低于5 cm作為判斷標準。在第1遍夯擊完成后的1周后再進行第2遍夯擊,第2遍夯擊同為主夯,夯擊能在4 000 kN·m,夯點需設置于第1遍夯點之間,現場的控制與第1遍夯擊相同,在第2遍夯擊結束后,隔2周后實施第3遍低能滿夯,夯擊能達1000 kN·m,滿夯試驗重錘低落夯擊,錘印搭接。滿夯達2周后,在現場雖已劃定檢測位置,采用人工開挖的方式探坑至基巖,利用分層取樣的方式對夯后土體干密度進行測量,夯后壩基8 m深處土體干密度均在1.70 kg/cm3以上,把原狀樣帶放到試驗室當中進行詳細的檢查,發現夯實完成之后土體具有的濕陷性已經全部去除,要求試驗檢查要細致深刻,設計的時候確保各項技術參數的設定科學合理,只有這樣才可以確保夯實施工的效果能夠充分發揮出來,最后需要在施工現場按照實際夯實情況來確定各項施工參數并完成大面積范圍內的強夯處理。

        2.3強夯法施工

        (1)強夯施工之前的布置情況:由于水庫壩基面的地形相對來說較為破碎,而且在強夯的過程中還需要同時開挖主截水槽以及1#~8#溝壑,會對整個壩基進行進一步的切割,導致整體壩基更加破碎,各個施工區域無法連接在一起。根據實際情況,在設計的過程中可以將整個壩基劃分為7個強夯施工區域,分別標號A-G。為了確保各個施工階段可以有序展開,應該按照“從低到高,夯實之后立即填埋”的原則設定施工計劃。水庫壩基呈現東高西低的狀態,因此可以根據壩基的實際高程劃分為西側、中部以及東側壩基,其壩肩周圍分別為1570m、1580m、1590m,針對地勢相對較低的西側壩基,可以優先展開壩體的填筑工作,之后在按照順序完成中部壩基和東側壩基的填筑和強夯。(2)施工準備工作:根據強夯試驗情況確定強夯施工過程中使用的各項技術參數,合理控制施工工序,確保施工質量,并采取一定的安全措施保證施工順利進行。在進行強夯施工的時候需要配備兩臺重量為40T的履帶式起重機,并且裝置自動脫鉤,為了防止落錘的時候機架出現傾覆現象,在臂桿端安置輔助門架。合理設置強夯施工,可以采用分區域的形式進行分別夯實。在強夯之前應該根據設計圖紙完成施工范圍的測放工作,按照正三角形來選擇夯點,要求夯點的間隔距離保持在4m。(3)施工過程中采取的具體措施。起重機到達指定施工位置之后開始第一遍的主夯操作,將夯錘提高到18m的高度,利用自動脫鉤裝置進行逐點夯擊,并安排專門人員監督夯實施工,測量每次沉陷量,計算出各個區域的最終沉降量。如果強夯過程中出現異?,F象,需要做好詳細記錄并及時處理,例如壩基局部位置出現的孔洞等會導致夯錘偏離實際位置,針對這種情況就應該及時組織現場施工人員采取有效措施認真處理。

        3效果試驗

        3.1密度

        在完成夯實的兩個月之后,需要由監理單位組織建設單位、設計單位以及施工單位檢測強夯施工的質量,在施工現場選擇一處探坑并開挖到基巖位置,分層選取夯實后的土樣,測定土樣的實際干密度,夯實前、夯實后以及兩個月后的天然干密度和深度關系之間的曲線情況如下圖1所示。從圖中我們可以看出,夯實之后密度有所提高,不過隨著深度的不斷加大,密度的增大幅度會隨之降低。


        3.2 壓縮性

        地基本身的壓縮性會對不均勻沉陷產生直接的影響,建筑物的穩定性也會隨之受到一定程度的影響。在夯實前、夯實后以及完成夯實兩個月之后進行壓縮性的檢驗,要求在試驗點選取原狀樣來完成試驗,試驗結果如下圖2所示。從圖中我們可以看出,采用強夯法能夠明顯改善地基本身具有的壓縮性,對樣品進行試驗發現高中壓縮性都已經明顯降低為中低壓縮性,并且曲線主要由強夯之前呈現的鋸齒狀轉化為兩個月后的相對平直狀,這就說明不同性質的土已經得到了充分的壓實。


        3.3 抗剪強度

        在對抗剪強度進行檢驗的時候可以利用原狀樣直接剪切試驗指標來完成具體的分析和研究,但是由于對土凝聚力產生影響的因素比較多,本文只將內摩擦角作為主要研究對象,而內摩擦角與深度關系曲線之間的關系如下圖3所示。從圖中我們可以看出,在完成強夯后以及經過兩個月之后的內摩擦角均有一定的提高,并且提高了大約1.0°~5.0°,不過有一個位置上的內摩擦角出現明顯的降低現象,主要由于這一位置上的粘土夾層相對較薄,如果針對性質一致的土,內摩擦角是不會出現大幅變化的,而且通過強夯可以將內摩擦角適當提高2°~3°,由此我們可以看出,強夯能夠有效的提高地基本身具有的抗剪強度。


        4 結語

        總而言之,通過采用強夯法來有效加固處理水庫壩基表面的松散層獲得了良好的施工效果,提高了地基具有的密實度,增強了地基的承載力,并且有效降低了地基原本的壓縮性,對于工程存在的各種地質問題的處理效果良好。



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