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强夯在喀斯特地貌中高回填区域的应用


发布时间:

2014-09-24

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喀斯特地貌在我国范围内分布较广,主要集中在华南和西南,其次是长江中、下游的华中区。

一、喀斯特地貌的形成、分布

喀斯特(KARST) 即岩溶,是水对可溶性岩石(碳酸盐岩、 石膏、岩盐等)进行以化学溶蚀作用为主,流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用,以及由这些作用所产生的现象的总称。由喀斯特作用所造成地貌,称喀斯特地貌(岩溶地貌)。喀斯特地貌在我国范围内分布较广,主要集中在华南和西南,其次是长江中、下游的华中区。
二、岩溶地质的主要形态及不同形态下存在的施工问题

岩溶地质的主要形态分为以下几类:
(1)溶沟、溶槽、石芽和石林。由于地表凹凸不平,易于出现填料碾压时,因石芽顶抬,凹处不易压实,形成填筑体强度不均。

(2)漏斗、落水洞、整井。多具有直径小,深度大的特点,容易形成填筑体下部处理不密实。

(3)帘利、暗沟、岩济谷地、天生桥:项板安全何题突出容易发生顶板坍塌。

(4)溶蚀洼地:洼地底部多呈锅底形,多有较厚充填物,开挖工程量大,但冲填体软弱,地耐力差。
三、高回填过程中土石方回填要求

土石混合的合理回填,对强夯施工整体质量起主导作用,回填物料级配控制不好,会造成整体施工区域质量不一:同样回填物料配比控制不好,会造成整体施工区域质量差,无法满足未来建(构)筑物对地基土的要求,所以,在场区回填当中,必须对回填物料的级配和配比做统-实验和安排,使强夯后的地基土达到设计要求。

1.人工填土强夯地基的填料选择应满足以下要求:

(1)级配良好的粗粒料:

(2)以粉质粘土、粉土混合石料作为填料时,其最优含水量可采用重型击实

试验确定:

(3)湖湿多雨地区的填土地基不宜采用成份单的粉质粘土、 粉土作填料, 应掺入不少于30%的粗骨料,即土石比不宜大于7: 3;

(4)不得使用淤泥、耕土、冻士、强膨胀岩士及有机质含量大于5%的土:
(5)大块石填土材料最大粒径不应大于800m。

①泥岩、页岩、板岩等易软化、泥化岩石可作为地下水以上部位填土地基

的材料。在气候湿润、雨量丰富的地区,适用于排水条件良好的高填土地带。

②砂岩、泥岩等易风化岩作为填土材料,应考虑地基发生渗透变形和渗透

破坏的可能性,并制定相应的控制标准和措施。

2.块石、碎石填土地基除抛石填海和抛石挤淤地基外,碎石、块石填土地基

均采用分层堆填,禁止抛填。分层堆填的厚度可取0.8m ^1.2m

3.当填土区有地下还流、泉水、裂腺水出露时,应在填筑体中构筑排水百沟网,排水官沟网应设在两个强夯地基处理分层的中间,排水盲沟网可根据填土区的高度设一层或数层。

4.回填地基地表应设置截水、排水设施。

5.填土地基的填土厚度可按强夯有效加固深度确定,当填土厚度过大时,应 将填土分层回填分层强夯。(填土分层厚度参照表 1)

6.当填土地基遭受雨水、洪水较长时间浸泡,地基土高度饱和,岩块软化、

泥化严重时可采用强夯置换处理:

7.在气候湿润雨水丰富的地区,易实化、泥化岩块填土地基,应及时回填,及时强夯,不宜久置和长期受雨水浸泡,受水浸泡后的泥岩填土地基表层软化层在强夯时应予以去除。

表1

强夯加固块石土有效加固深度预估值(m)

四、在喀斯特地貌中高回填区域地基处理强夯方案1.岩溶地区原地貌(石芽、溶洞、漏斗、溶蚀洼地)处理

(1)般的处理方式为 先进行石芽爆破,使地基表面较为平整后, 再分层回填。或结合现场石芽分布密度、石芽高度,采用不爆破石芽,直接填石强夯处理根据填充的厚度或实际要求有效加固深度来确定强夯施工能级。
(2)不稳定岩溶洞体的地基处理设计,对于不同区域,不同填土深度、充填类型,采取不同能级的处理方式。①埋深小于2m时,洞体处理采用清爆换填法。即清除洞体表面覆盖层后,对其顶板进行爆破破碎,首先消除顶板坍塌可能。然后清除全部破碎物、充填物后,分层回填粒径及级配良好块碎石,根据填充的厚度或实际要求有效加固深度来确定强夯施工能级。②洞体埋深较大时,首先对洞体采用高压泵站充填低标号混凝土,保证洞体充填密实件对洞体内原有充填物有一定胶结、加固效果后,再进行表层强夯处理。表层强夯能级的确定根据洞体埋藏深度不同来确定强夯施工能级。
(3)与岩溶润体的处理不同,岩溶温斗、岩常注地和地面塌陷的处理,主要是对原有充填物的加固处理,即根据充填物厚度的不同,进行不同能级的填石强夯处理。

(4)淤泥质粉质粘土的处理,对于贵州带施工,经常会遇到淤泥质粉土的困扰,究竟是该将淤泥质粉土清除后回填再做处理,还是直接回填进行强夯置换施工,都是需要认真讨论的,结合我公司多年施工经验,在此我公司是主导将淤泥质粉土清除后再回填施工,如果选用强夯置换施工,既费工又费时,强夯置换后,仍然会有下部大量淤泥质粉土挤压至置换表层,影响下一步施工,在综合考忠工期、质量、费用前提下,建议选择清淤回填再强夯的方式是更科学的。
2.岩溶原地貌处理后,高回填区域强夯处理方案

①回填时,块碎石堆填虚铺厚度为0 4m以内的,强夯采用300.■能级, 点夯6m正方形中间插点布置, 分两遍完成,单点击数约为6~8击,最后两击平均夯沉量≤50m。满夯采用1500kN.m能级。1/4搭接布置,单点击数2击。②回填时,块碎石堆填虚铺厚度为4-5m以内的,强夯采用400kN.m能级,点夯6m正方形中间插一点布置,分两遍完成,单点击数约为6~8击,最后两击平均夯沉量≤100mm。满夯采用2000kN.m能级。1/ 4搭接布置,单点击数2击。

③回填时,块碎石堆填虚铺厚度为5 -6m以内的,强夯采用600kN. m能级,点夯7m正方形中间插一点布置,分两遍完成,单点击数约为6~8击,最后两击 平均夯沉量≤150m.满夯采用200N能级。1/ 4搭接布置,单点击数2击。

④回填时,块碎石堆填虑铺厚度为6-8m以内的,强夯采用8000能级,点夯8m正方形中问插一点布置,分两遍完成,单点击数约为8-10击,最后两点夯8n正方形中间插点布置, 分两遍完成,单点击数约为8~10击,最后两 击平均夯沉量≤200m.满夯采用300N.m 能级。1/4搭接布置,单点击数2击。

⑤回填时,块碎石堆填虚铺厚度为8-10m以内的,强夯采用0000kN.m能级,第一遍夯点呈正方形状布置, 夯点间距 10m,夯击能为0000k.m; 第二遍夯点位于第一遍夯点所成正方形中心,夯击能为1000kN.m第三遍点夯为遍点夯 夯点中间位置,夯击能为500kN.m. 第四遍点夯为二遍点夯夯点中间位置,夯击能为500.m.0,单点击数约为6~8击,最后两击平均夯沉量100 200m 50 m≤150m.满夯采用30.0级1/4搭接布置,单点击数2击。
⑥回填时,块碎石堆填虚铺厚度为10-11m 以内的,强夯采用100m能 级,第一遍夯点呈正方形状布置,夯点间距10m,, 夯击能为100.第二遍夯点位于第一遍夯点所成正方形中心,夯击能为10.;00第三遍点夯为一遍 点夯夯点中间位置,夯击能为600N. m.第四遍点夯为二遍点夯夯点中间位置, 夯击能为600kN.m。,单点击数约为6~8击,最后两击平均夯沉量10000. m ≤200mm、6000kN. m≤150m。满夯采用3000kN.m能级。1 / 4搭接布置,单点击数2击。

⑦回填时,块碎石堆填虚铺厚度为11-12m以内的,强夯采用15000kN. m能 级,第一遍夯点呈正方形状布置,夯点间距10m, 夯击能为15000kN.m; 第二遍夯点位于第一遍夯点所成正方形中心,夯击能为1000N.m;第三遍点夯为遍点夯夯点中间位置,夯击能为800k..第四遍点夯为二遍点夯夯点中间位置, 夯击能为800kNm.,单点击数约为6~8击,最后两击平均夯沉量100 m ≤200m、800k0. a≤20om。满夯采用300.能级。1/4 搭接布置,单点击数2击。

⑧回填时,块碎石堆填虚铺厚度为12 -15m以内的,强夯采用18000kN.m能级,第一遍夯点呈正方形状布置,夯点间距10m.夯击能为18000kN.m;第二遍夯点位于第一遍夯点所成正方形中心,夯击能18000kN.m;第三遍夯点为一遍点夯夯点中心位置,夯击能级为18000kN.m.

第四遍点夯为二遍点夯夯点中间位置,夯击能为18000kN.m,单点击数约为6-8击,最后两击平均夯沉量18000kN. m≤ 200mm、8000kN. m≤200mm.满夯采用300kN.m能级。1/4搭接布置,单点击数2击。

⑨回填时,块碎石堆填虚铺厚度超过8m以上时,可以采用分层回填,再根据回填深度对应上述有效加固深度来确认强夯能级。五、结束语

综上所述,针对岩溶地质高回填区域选用分层强夯处理,强夯后的地基土承载力特征值可达到: 250kPa- 450kPa甚至更高,这样强夯处理后的地基土可以满足场区内大部分建(构)筑物对地基的要求,真正做到“以夯代碾”、“以夯代桩”的目的,近年来强夯在岩溶地质的应用正在迅猛推广,“以夯代碾”、“以夯代桩”的地基处理理念,作为施工操作简单、易行、造价低廉的方式,在电厂、水泥厂、化肥厂等大型土石方地基处理中比比皆是,也正在为各行各业的业主节省大量费用和工期发挥着重要的作用。
 

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