強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法在鐵路路基地基加固中應(yīng)用

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1、強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法在鐵路路基地基加固中應(yīng)用　　摘要:強(qiáng)夯法在處理低飽和度的軟弱土地基時(shí)是一種比較經(jīng)濟(jì)、快捷的加固地基方法,但當(dāng)?shù)叵滤宦癫剌^淺,或地基土處于高飽和度時(shí)該法受到了限制。通過真空輕型井點(diǎn)降水的強(qiáng)排水措施,降低地下水位,使地基土體部分得到固結(jié)沉降的同時(shí)再加以強(qiáng)夯措施,即強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法可以突破這種限制。以邯黃鐵路一工點(diǎn)為例,闡述該法加固地基的機(jī)理,并詳細(xì)介紹其設(shè)計(jì)與施工。關(guān)鍵詞:鐵路路基;強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法;加固地基機(jī)理;設(shè)計(jì);施工中圖分類號(hào)：S276文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：在松軟土地基上修建鐵路路基,當(dāng)?shù)叵滤宦癫剌^深,地表以下

2、至水位線間為低飽和度的松軟土,在場地環(huán)境條件許可時(shí),采用強(qiáng)夯法(動(dòng)力固結(jié)法)是比較經(jīng)濟(jì)、快捷的一種加固地基方法;但當(dāng)?shù)叵滤宦癫剌^淺,或地基土處于高飽和度時(shí),根據(jù)Menard動(dòng)力固結(jié)理論7,飽和土雖然是可壓縮的,但在夯擊作用下,含氣孔隙水不能立即消散而具有滯后現(xiàn)象,同時(shí)強(qiáng)夯過程會(huì)使土體產(chǎn)生局部液化,夯坑中易積水,造成施工困難等因素,制約強(qiáng)夯法加固高飽和度松軟土地基的應(yīng)用。強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法有效地突破這一局限。1搖強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法加固地基機(jī)理。1強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法加固地基機(jī)理1.1強(qiáng)排水強(qiáng)排水是通過真空輕型井點(diǎn)降水法使加固區(qū)域地下水位降低,一

3、般地下水位可降低2.0~4.0m。1.2強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法又名動(dòng)力固結(jié)法或動(dòng)力夯實(shí)法,這種方法是反復(fù)將夯錘提到一定高度使其自由落下,給地基以沖擊和振動(dòng)能量,從而提高地基的承載力并降低其壓縮性,改善地基性能。該法因具有加固效果顯著、設(shè)備簡單、施工方便、施工期短、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于處理低飽和度的軟弱土地基。1.3強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法是由排水系統(tǒng)和強(qiáng)夯動(dòng)力加壓系統(tǒng)兩部分共同組合而成的地基加固方法。為了使“強(qiáng)夯法冶能在地下水位埋藏較淺、高飽和度的軟弱土中得以使用,先采取“強(qiáng)排水冶措施降低地下水位,使得土體含水量降低和孔隙比減小,這個(gè)過

4、程使土體產(chǎn)生部分固結(jié)沉降為強(qiáng)夯施工創(chuàng)造條件,然后再強(qiáng)夯,可以提高強(qiáng)夯加固效果。反復(fù)幾次強(qiáng)夯,使地基先期得到充分固結(jié)沉降,減少工后沉降量,同時(shí)提高地基承載力。2工點(diǎn)概況2.1工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件7新建鐵路工程(玉級(jí)鐵路)DK341+800~DK342+120段地處濱海平原,地形平坦。地基表層分布有鹽漬土,鹽漬土類型為氯鹽漬土~堿性鹽漬土,易溶鹽平均含量為0.32%~0.95%,為弱鹽漬土,毛細(xì)水上升高度為2.5~3.0m。地下水埋深約1.5m,主要靠大氣降水補(bǔ)給,受大氣降水及地表水影響,水位變幅2.0~4.0m。地下水具硫酸鹽侵蝕性,環(huán)境作用等級(jí)為H2,

5、具氯鹽侵蝕性,環(huán)境作用等級(jí)為L2。2.2設(shè)計(jì)方案比選DK341+800~DK342+120路基填土高度約6.0m,通過對(duì)路基穩(wěn)定和沉降檢算,在控制填土速率的情況下,路基穩(wěn)定滿足要求,但工后沉降不能滿足規(guī)范要求。如采用袋裝砂井加固,工后沉降大,且沉降穩(wěn)定需要時(shí)間長。該段表層分布有鹽漬土,地下水具硫酸鹽侵蝕性,如按常規(guī)采用水泥土攪拌樁加固地基,需采用抗硫酸鹽水泥,成本較高。整個(gè)工點(diǎn)采用水泥土攪拌樁加固地基的費(fèi)用要高出強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法加固地基約210萬元。為探索鐵路軟土地基處理新技術(shù),設(shè)計(jì)采用強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法。3強(qiáng)排水復(fù)合型動(dòng)力固結(jié)法加固地基設(shè)計(jì)3

6、.1降水設(shè)計(jì)降水系統(tǒng)主要由井點(diǎn)管和集水管構(gòu)成。首先在擬加固地基兩側(cè)邊界外5m左右處開挖排水溝,排水溝上寬為3m,底寬為1.0m,深為1.0~1.57m,要確保明溝流水暢通。在擬加固地基兩側(cè)各2m范圍內(nèi)并排設(shè)置1排外圍封閉管,外圍封閉管為1排深管(6m)和1排淺管(4m),井點(diǎn)管縱向間距為2.0m;加固區(qū)內(nèi)采用1排深管與1排淺管隔排布置,深管管長6m,淺管管長4m,集水管(臥管)間距為4m,井點(diǎn)管縱向間距2m。3.2強(qiáng)夯設(shè)計(jì)強(qiáng)夯采用3遍,每遍夯點(diǎn)間距4.0m*4.0m,3遍夯點(diǎn)布置見圖3。在正式施工前應(yīng)進(jìn)行試夯,試夯區(qū)域不小于10m*10m。通過試夯確定單

7、點(diǎn)總夯擊能與夯入度、夯擊遍數(shù)、夯遍間歇時(shí)間、有效加固深度等施工參數(shù)。夯點(diǎn)的夯擊次數(shù),應(yīng)按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定,并應(yīng)同時(shí)滿足下列條件:(1)最后2擊的平均夯沉量不大于15cm;(2)夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起;(3)不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。夯擊時(shí),夯擊點(diǎn)中心位移偏差應(yīng)小于0.1D(D為夯錘直徑);當(dāng)夯坑底傾斜大于30度時(shí),將坑底填平后再進(jìn)行夯擊。每夯擊1遍完成后,將場地整平,同時(shí)測(cè)量整平后場地的高程。當(dāng)進(jìn)行下一遍夯擊時(shí),應(yīng)重新布置夯擊點(diǎn)位。點(diǎn)夯完成后,再以低能量滿夯夯擊2遍,滿夯采用輕錘或低落距錘多次夯擊(滿夯單擊能500kN

8、·m)。夯印彼此搭接部分不應(yīng)小于錘底面積的1/4。7圖3點(diǎn)夯3遍平面布置設(shè)計(jì)(單