[发明专利]强夯半置换施工工艺

说明书

技术领域

本发明属于建筑地基处理技术领域，具体是一种适用于处理高饱和度一般粘性土和湿陷性黄土地基的强夯半置换施工工艺。

背景技术

强夯法是一种将几十吨(一般8～40t)重锤从几十米(一般6～40m)高处自由落下，对土进行强力夯实的方法。强夯以其强大的冲击能(一般在500～8000kN·m)使土中产生很大的冲击波和应力，引起土中一系列孔隙压缩的瞬间效应，并引起土的局部液化和产生加速排水的途径(裂隙)。关于强夯法的机理，梅纳提出了以下四点：

1由于存在微小汽泡，孔隙水具有压缩性。

2由于冲击力的反复作用，孔隙水压力上升，地基发生液化。

3由于裂隙以及土接近液化或处于液化状态，还由于细粒土的薄膜水有一部分变为自由水，土的透水性增大。

4由于静置，孔隙水压力降低，土的触变性得到恢复。

以上强夯机理，对于砂土、粉土、低饱和度的湿陷性黄土、一般粘性土的强夯工程实践中是显而易见的，但对于高饱和度的一般粘性土、湿陷性黄土地基是否还成立呢？答案是肯定的，但在应用时是有条件的。

首先，当强夯能级适当，夯击数恰当时，孔隙水是可以消散的，当由于夯击数过少，势必夯击遍数增加，使施工时间过长，或者由于孔隙水消散时间过长而失去工程意义。

其次，当大面积施工时，由于裂隙不连续，或者消散通道过长，使孔隙水消散受阻，而形成橡皮土，实际上使强夯机理不能正常发挥作用。

所以，根据梅纳的强夯机理，在强夯工艺上作适当改进，促进孔隙水的快速消散、粘性土体的快速固结，便成了强夯加固饱和粘性土的关键技术。

发明内容

本发明为了解决现有技术中强夯方法不适合处理高饱和度的一般粘性土和湿陷性黄土地基的问题，提供了一种强夯半置换施工工艺。

本发明采用如下的技术方案实现：强夯半置换施工工艺，适用于处理高饱和度一般粘性土和湿陷性黄土地基，其步骤为先铺设垫层，然后用夯锤夯击，夯击的过程中在夯坑中加填料形成碎石墩，其特征在于所述的碎石墩的长度小于软土层(高饱和度粘土层)的厚度，填加的填料为硬质粗颗粒骨料。

碎石墩的设计墩长≥1/2设计处理深度，累计夯沉量为1.5倍的设计墩长。垫层材料和夯坑中加填的填料中的土石比≤3∶7，即粒径大于2mm的硬质粗颗粒骨料≥填料总质量的70％，而填料中粒径300mm～500mm的颗粒含量≤填料总质量的30％。

强夯半置换即：置换不穿透全部软土层，在设计要求的深度内进行夯坑加填硬质粗颗粒骨料强夯，以便在夯点形成架空结构(也是一种碎石墩)，碎石墩的长度小于软土层的厚度，碎石墩的架空结构为夯间和夯坑底部孔隙水的排泄创造了充分的通道与空间。它与强夯置换的区别如下表1所示：

表1

强夯置换强夯半置换适用范围淤泥、淤泥质土、软土地基高饱和度(Sr≥60％)一般粘性土与湿陷性黄土地基使用夯锤置换夯锤(锤底静压力大，底直径普通夯锤(底直径≥2.0m)