关于强夯设施的毕业论文

课题名称：预处理动力固结法在明达工业(太仓)有限公司软基处理工程中的应用 一、选题依据 软粘土是软弱性粘土的简称, 又称软土, 其特点是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性差。在荷载作用下, 软粘土的地基承载能力低, 地基沉降变形大, 且存在较严重的沉降差异问题。为保证工程质量, 在实际工程中软粘土地基应采取合理有效的方法进行处理。我国的软土主要分布在东南沿海及各大江大河的入海三角洲冲积平原地区，从北至南有天津塘沽、连云港、上海、宁波、温州、福州、珠海、深圳等地。内陆主要是湖沼或者山谷冲积而成，分布范围较小，不成片分布。因此，软基处理一直是人们十分关注的课题。 明达工业(太仓)有限公司软基处理工程为江苏省重点项目。明达工业(太仓)有限公司新建厂区位于太仓市浮桥镇，为通港路以北，滨江路以西的地块，拟建的一期工程，占地面积为447亩，平面为长方形。本工程为工业工厂，设施包括厂房、仓库、办公楼、宿舍楼、辅助建筑物等。 该拟建场地位于长江三角洲前缘，其地貌属于冲击平原类型。场地地势平坦，场地内分布有河网密布;场区地面标高在～之间。地表浅层为软弱的淤泥质土，含水量大，孔隙比大，承载力低，变形量大。如果不对其进行处理，地基承载力达不到设计要求，而且会产生较大的不均匀沉降，影响将来场区的正常运营，必须采取合理有效的地基处理方法对其进行加固处理。 对于本工程，采用预处理动力固结法进行加固处理，预处理工艺采用真空降水，强夯法又称为动力固结法，故本次预处理动力固结法即为真空降水联合低能级强夯，可简称为“降水强夯法”。场区软土在真空降水下，一方面使地下水位下降，造成对土体的预压加固，使软土中的部分空隙水排出，空隙减小;另一方面又降低了软土的含水量，为后续的低能量强夯创造不发生“橡皮土”的条件。强夯法是一种经济高效的地基处理方法，利用夯锤自由落下的动能在土体中转化成很大的冲击波和高应力，从而提高地基承载力，降低压缩性，提高均匀性，改善起抵抗震动液化的能力等。 本项目为国家建设部科研攻关基金资助项目“高能级强夯地基加固机理工法研究与专用机械研制”(编号：04-2-016);现代建筑设计集团基金项目“高能级强夯与预处理动力固结法研究”(编号：2004-结-地-03)的一部分。 二、文献综述 国内外研究现状分析 1 强夯法 强力夯实法(简称强夯法)亦名动力固结法，是一种快速加固地基的方法。这种方法是60年代末法国梅那技术公司(Louis Menard Technique)首先开创的。它是将很重的锤一般为100~400kN)提起从高处自由落下(落距一般为6~40m) ，以冲击荷载夯实软弱土层，使地基受冲击力和振动，土层被强制压密，从而提高地基土强度，降低土层的压缩性，改善土的振动液化条件，以达到地基加固的目的。 强夯法自70 年代开始工程应用以来,以其机械设备简单、施工组织管理方便、加固效果显著、工程投资少等优点,很快引起世界各国工程界的注意。如今强夯法加固地基的应用范围已由最初的砂性土和碎石土发展到处理各种杂填土、湿陷性黄土、一般粘性土、软土以及工业生活垃圾等各种地基,成为常用的经济简便的地基加固方法之一。 我国于1978年首次由交通部一航局科研所进行了强夯法试验研究; 1979年8月又在秦皇岛码头堆煤场细砂地基进行了试验和强夯加固施工,效果显著;同年,中国建筑科学院在河北廊坊机械化研究所宿舍工程中也进行强夯法处理可液化砂土和轻亚粘土地基的野外试验研究,也取得了较好的加固效果。通过上述试验研究及实际工程应用,初步总结出一套适合我国情况的强夯工艺,在我国地基加固领域里填补了一项空白,促使了强夯法在我国的广泛应用。 强夯法的基本特征表现为: ①强夯法处理后的地基可使土的压缩性明显降低,不同程度地提高了地基土承载力; ②强夯处理能使地基强度趋向均匀,有效消除不均匀沉降; ③与其他夯击法相比,强夯法夯击能量大,可根据地基处理要求来确定夯点间距、夯击能量及夯击方法,特别使地基深处土体性能得到改善; ④施工中必要的夯击能量可以分几遍完成强夯法施工设备简单,无需加固材料,费用低,周期短,具有广阔的应用前景。值得注意的是强夯法的适用范围与其土质及地质构造均有关,条件适当时可以有效加固软基。由于对强夯加固软基的机理、效果、设计计算方法与工艺措施的研究仍不全面和透彻,故强夯工程实验与观测分析是必要的。 2 真空降水 真空堆载预压法是一种新型的地基处理方法，最早是瑞典皇家地质学院Kjellmen 于1952年提出的。国内1958年天津大学就开始进行真空排水固结的室内试验研究。在早期，由于工艺上存在问题，导致真空预压未能在工程中应用。直到80年代，交通部一航局、天津大学和南京水利科学院等单位对这项技术进行室内和现场试验研究，取得了成功经验，膜下真空度可以达到85~92kPa，并成功地将这项技术应用于天津新港软基加固工程中。此后，真空预压法在工程中得到了推广应用。 目前，我国在抽真空设备的研制、真空预压施工工艺的改进、真空度和预压时间的控制、设计计算理论的发展等方面均取得了进步，解决了很多技术难题。真空预压已作为较成熟的技术在港口、公路、铁路、能源、房屋建筑工程中得到了成功应用。 3 真空降水联合低能级强夯法 真空降水联合低能级强夯法是采用由真空降水和低能级强夯两道工序组成的施工工艺，其中：真空降水是由改进后的真空井点对加固范围内的地基进行强排水，这种设备功率比常用轻型井点大得多，可产生较大排气量和较高的真空度，即使在渗透系数较低的粘土中，也能通过形成的新水头梯度来加快地下水的渗流;低能级强夯主要采用锤击，即通常的强夯法。通过对上述两道工序的多遍循环，可达到加固地基的目的。真空降水联合低能级强夯法的特点：一是夯击前采用真空降水，可降低地下水位、减小被处理土体的含水量和饱和度等，使地基受击后，地下水位以上土体可产生较大的压缩变形，地下水位以下土体可减小土体中的超孔隙水压力;二是夯击后采用真空排水，以加快超孔隙水压力消散，此外，结合每遍夯击的间隔时间，可尽量避免“弹簧土”的形成;三是通过调整夯击力等参数，使浅层地基达到较高的密实度;四是大面积加固，对地基有一定的降水预压作用。 真空降水联合低能级强夯法的加固机理是以不完全破坏土体结构强度为前提，根据土体强度提高情况，逐步增加能量的动力固结。通过设置竖向排水和表面水层排水等主动排水法，使之在土体中形成微裂缝排水。因此，强夯能量的控制应掌握以下原则：激发土体孔压，并使土体产生微裂缝，但又不完全破坏土体结构强度，不形成“橡皮土”;先轻后重，少击多遍，从上至下，逐步增大加固深度与范围。 4 强夯处理地基的检测 静力触探试验 静力触探(cone penetration test)自1917年雅典正式以来，至今已有80年的历史。静力触探是通过一定的机械装备，将一定规格的金属探头用静力压入土层中，同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力，以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。 静力触探的主要优点是连续、快速、精确;可以在现场直接测得各土层的贯入阻力指标;掌握各土层原始状态(相对于土层被扰动和应力状态改变而言)下有关物理力学的性质，这对于地基在竖向变化比较复杂，而用其他常规勘探手段不可能，能大密度取土或测试来查明土的变化;对于饱和砂土、砂质粉土以及高灵敏度软粘土层中钻探取样往往不易达到技术要求，或者无法取样的情况;用静力触探连续压入测试，则显出其独特的优越性。但是，静力触探也有不足之处：不能对土层进行直接的观测、鉴别;由于稳固的反力问题没有解决，测试深度不能超过80m;对于含碎石、砾石的土层和很密实的沙层一般不适合应用等。 瑞雷波检测技术 瑞雷波(面波)检测是一种新型的无损检测方法,通过在地表进行地层波速测试,瑞雷波在地面表层传播,频率不同,影响的地层深度也不同。因此,在同一地段测出一系列不同频率的波,就可得到一条频散曲线,通过频散曲线的分析、反演优化,可对地下构造进行解释。利用瑞雷波检测是基于瑞雷波的两个特性:一是在分层介质中传播时的频散特性;二是传播速度与介质物理性质的密切关联性。 平板载荷试验 载荷试验是一种最古老的地基土原位测试技术,它实际上是模拟建筑物基础受荷条件的现场模拟试验。该方法是在刚性承压板上加荷,测定天然埋藏条件下地基土的变形,可测定地基土的变形模量、评定地基土的承载力及预估实体基础的沉降。对于不能用小试样试验的各种填土、含碎石的土等,最适宜于用载荷试验确定压力与沉降的关系。但载荷试验一般受荷面积较小,加荷影响深度不超过承压板边长(或直径)的2倍。试验点的数量≮3点,当其极差不超过平均值的30 %时,可取平均值作为地基承载力标准值。平板载荷试验( PLT)只反映承压板下1. 5～2. 0倍承压板直径或宽度范围内地基土强度、变形的综合性状,但它是最直接、最可靠的试验方法,其他试验手段的结果均以载荷试验的结果为参考依据。 参考文献 [1] 王铁宏.全国重大工程项目地基处理工程实录.北京：中国建筑工业出版社.2005 [2] 梅国雄，徐锴，宰金珉，殷宗泽.真空预压加固软土地基变形机理的探讨.岩土工程学报.2006，28 (9)：1168~1172 [3] 胡瑞林.软粘土动力排水固结机理研究综述.工程地质学报.2005，14 (1)：45~49 [4] 张新天，罗晓辉，高金岐，刘增田.强夯法加固软基的理论与工程应用分析.北京建筑工程学院学报.2003，19 (1)：55~59 [5] 施建勇，雷国辉，艾英钵，卫 丹，宋雄伟.关于真空预压沉降计算的研究.岩土力学.2006，27 (3)： 365~368 [6] 薛翊国，王清，涂齐亮. 软弱地基处理方法选择与展望.山西建筑.2006，32 (7)： 94~95 [7] 王芝定，万建华. 浅谈强夯法进行沉降量控制.西部探矿工程.2006，(10)：65~66 [8] 石蹈波.强夯法加固地基机理分析.中国农村水利水电.2006，(9)：98~102 [9] 孟庆山，王吉利，汪稔.采用不同加固方案处理软土地基的对比研究.岩土力学.2002，23 (3)：375~381 [10] 孔位学，陆新.强夯法加固软土地基有效加固深度研究.四川建筑科学研究.2001，27 (4)：45~48 [11] 陆新，朱松林.强夯处理地基的检测技术研究.施工技术.2005，34 (5)：43~45 [12] 徐培红.强夯地基处理检测方法浅析.建材技术与应用.2006，(5)：40~42 [13] 耿光旭，赵刚.强夯地基检测的有效方法——瑞雷波法.勘察科学技术.2001，(5)： 57~60 [14] ROLLINS K M, JORGENSEN S J, ROSS T E. 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你好，本人也是学土木的，这篇文章为原创，在百度或谷歌等网站绝对找不到，供你参考、修改，实为抛砖引玉之作，希望你能满意。 不良地基的处理与加固方法[摘 要] 论述了在建造建筑物之前,针对不良地基土及异常地基土的处理方法及加固方案。[关键词]不良地基;异常地基;地基处理;施工工艺;基础刚度Abstract:This paper the treatment schemes and reinforcing means of badness and abnormality foundation before thebuilding words:badness foundation; abnormality foundation; foundation treatment; construction technique; stiffness 在现实工程中,经常会出现不良地基及异常地基的情况,如若对其处理不当将对建筑物造成不良影响。本文将对不良地基及异常地基情况的处理做一简要介绍,以便能更好地解决工程实际中地基出现的问题。1 不良地基的处理1·1 置换法1·1·1 换填法:就是将表层不良地基土挖除,然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实,形成良好的持力层,从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。 施工要点:将要转换的土层挖尽、注意坑边稳定;保证填料的质量;填料应分层夯实。1·1·2 振冲置换法:利用专门的振冲机具,在高压水射流下边振边冲,在地基中成孔,再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成桩体。该桩体与原地基土组成复合地基,达到提高地基承载力减小压缩性的目的。 施工注意事项:碎石桩的承载力和沉降量很大程度取决于原地基土对其的侧向约束作用,该约束作用越弱,碎石桩的作用效果越差,因而该方法用于强度很低的软粘土地基时必须慎重行事。1·1·3 夯(挤)置换法:利用沉管或夯锤的办法将管(锤)置入土中,使土体向侧边挤开,并在管内(或夯坑)放人碎石或砂等填料。该桩体与原地基土组成复合地基,由于挤、夯使土体侧向挤压,地面隆起,土体超静孔隙水压力提高,当超静孔隙水压力消散后土体强度也有相应的提高。 施工注意事项:当填料为透水性好的砂及碎石料时,是良好的竖向排水通道。1·2 预压法1·2·1 堆载预压法:在建造建筑物之前,用临时堆载(砂石料、土料、其他建筑材料、货物等)的方法对地基施加荷载,给予一定的预压期。使地基预先压缩完成大部分沉降并使地基承载力得到提高后,卸除荷载再建造建筑物。 施工工艺与要点:①预压荷载一般宜取等于或大于设计荷载;②大面积堆载可采用自卸汽车与推土机联合作业,对超软土地基的第一级堆载用轻型机械或人工作业;③堆载的顶面宽度应小于建筑物的底面宽度,底面应适当放大;⑤作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载。1·2·2 降水法:降低地下水位可减少地基的孔隙水压力增加上覆土自重应力,使有效应力增加,从而使地基得到预压。这实际上是通过降低地下水位,靠地基土自重来实现预压目的。 施工要点:一般采用轻型井点、喷射井点或深井井点;当土层为饱和粘土、粉土、淤泥和淤泥质粘性土时,此时宜辅以电极相结合。1·3 压实与夯实法以配合堆载预压用于加速饱和粘性土地基的固结1·3·1 表层压实法:采用人工夯,低能夯实机械、碾压或振动碾压机械对比较疏松的表层土进行压实。也可对分层填筑土进行压实。当表层土含水量较高时或填筑土层含水量较高时可分层铺垫石灰、水泥进行压实,使土体得到加固。1·3·2 重锤夯实法:重锤夯实就是利用重锤自由下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基,使其表面形成一层较为均匀的硬壳层,获得一定厚度的持力层。 施工要点:施工前应试夯,确定有关技术参数,如夯锤的重量、底面直径及落距、最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量;夯实前槽、坑底面的标高应高出设计标高;夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围内;大面积夯时应按顺序;基底标高不同时应先深后浅;冬季施工时,对土已冻结时,应将冻土层挖去或通过烧热法将土层融解;结束后,应及时将夯松的表土清除或将浮土在接近1m的落距夯实至设计标高。 1·3·3 强夯:强夯是强力夯实的简称。将很重的锤从高处自由下落,对地基施加很高的冲击能,反复多次夯击地面,地基土中的颗粒结构发生调整,土体变为密实,从而能较大限度提高地基强度和降低压缩性。其施工工艺流程:①平整场地;②铺级配碎石垫层;③强夯置换设置碎石墩;④平整并填级配碎石垫层;⑤满夯一遍;⑥找平,并铺土工布;⑦回填风化石渣垫层,用振动碾碾压八遍。一般在大型强夯施土前,都应选择面积不大于400m2的场地进行典型试验,以便取得数据,指导设计与施工。1·4 挤密法1·4·1 振冲密实法:利用专门的振冲器械产生的重复水平振动和侧向挤压作用,使土体的结构逐步破坏,孔隙水压力迅速增大。由于结构破坏,土粒有可能向低势能位置转移,这样土体由松变密。1·4·2 施工工艺:①平整施工场地,布置桩位。②施工车就位,振冲器对准桩位。③启动振冲器,使之徐徐沉入土层,直至加固深度以上30~50cm,记录振冲器经过各深度的电流值和时间,提升振冲器至孔口。再重复以上步骤1~2次,使孔内泥浆变稀。④向孔内倒入一批填料,将振冲器沉入填料中进行振实并扩大桩径。重复这一步骤直至该深度电流达到规定的密实电流为止,并记录填料量。⑤将振冲器提出孔口,继续施工上节桩段,一直完成整个桩体振动施工,再将振冲器及机具移至另一桩位。⑥在制桩过程中,各段桩体均应符合密实电流、填料量和留振时间等三方面的要求,基本参数应通过现场制桩试验确定。⑦施工场地应预先开设排泥水沟系,将制桩过程中产生的泥水集中引入沉淀池,池底部厚泥浆可定期挖出送至预先安排的存放地点,沉淀池上部比较清的水可重复使用。⑧最后应挖去桩顶部1m厚的桩体或用碾压、强夯等方法压实、夯实,铺设并压实垫层。1·4·3 沉管砂石桩(碎石桩、灰土桩、OG桩、低标号桩等):利用沉管制桩机械在地基中锤击、振动沉管成孔或静压沉管成孔后,在管内投料,边投料边上提(振动)沉管形成密实桩体,与原地基组成复合地基。1·4·4 夯击碎石桩(块石墩):利用重锤夯击或者强夯方法将碎石(块石)夯入地基,在夯坑里逐步填人碎石(块石)反复夯击以形成碎石桩或块石墩。2 异常情况的地基处理2·1 松土坑(填土,墓穴,淤泥等)的处理2·1·1 将坑中松软虚土挖除,使坑底及槽帮四壁均见天然老土,然后采用与坑边的天然土压缩性相近的材料回填,回填材料及做法:①当地基为砂土时,用砂或砂石回填,回填每层厚度不大于20cm并应分层洒水夯实或用平板振捣器夯实。②当地基为较密实的干硬性粘土时,可用3∶7灰土分层夯实。③当地基为中密可塑粘土时,用1∶9灰土分层夯实回填。④当虚土挖除后,如遇地下水,则水下部分采用级配砂石回填,水上部分仍可用灰土夯实回填。2·1·2 当单独柱基下有虚土坑时,可按下述情况处理①如坑深度大于槽宽,或坑面积大于槽底面积的1/3时,宜将槽底全部落到坑底。②在粘性土中,两相邻单独柱基的槽底高差不得大于相邻柱基的净距,否则应将较浅的柱基槽底相应落深,使两柱基槽底标高取平。③在砂性土中,两相邻单独柱基的槽底高差不得大于净距的1/2,否则两柱基的槽底宜取平。④如坑底过深,可考虑加大基础底面积,或与相邻柱基础连在一起做成联合基础。2·2 局部范围内有硬土或旧结构物时的处理当基底下有局部过硬的土质或旧结构物(如旧基础,老灰土,化粪池,旧砖窑,压实的路面,大树根,大块石等)时,应全部挖除,再按上述方法回填或加深基础(应指出的是,不能认为在地基处理时,只须对松软的地基做处理。对过于坚实的地基如不做处理,也会引起建筑物产生较大的不均匀沉降)。2·3 设备管道的处理当上下水等设备管道在槽底以上穿过时,应在基础墙处管道上方留出大于房屋预估沉降量的空隙,以避免建筑物产生沉降时引起管道损坏,同时,应采取防止管道漏水的措施,以避免漏水浸湿地基而引起不均匀沉降。当管道基础穿过基础时,可将基础局部落深,使管道穿过基础墙,同时,管道上方应按上述原则留足够的空隙。[参考文献][1] 董爱飞. 常用地基处理技术综述[J]. 建筑, 2008, (03) . [2] 梁亚明,刘英华. 刚性桩复合地基在软土地基处理中的应用[J]. 科学之友(B版), 2008, (03) . [3] 王剑峰,赵竹莹. 浅谈CFG桩地基处理及工程实例[J]. 林业科技情报, 2008, (01) . [4] 曹冰. 复合地基技术在北良港淤泥吹填区地基处理中的应用研究[J]. 港口科技, 2008, (03) . [5] 钟毅. 砾料石灰土结构在软土地基处理中的应用研究[J]. 北方交通, 2008, (03) . [6] 刘震,郑忠钦. CCMG地基处理在上海长江大桥桥头路基施工中的应用[J]. 上海公路, 2008, (01) . [7] 王刚,玄力,张广范,张跃宇. CFG桩在地基处理中的应用实例[J]. 西部探矿工程, 2008, (05) . [8] 吴剑,周健,崔积弘,茅永德. 上海港罗泾港区地基处理的试验研究[J]. 工业建筑, 2007, (S1) . [9] 冯国栋. 浅谈地基不均匀沉降的原因及防治[J]. 科技创新导报, 2008, (08) . [10] 苑克伟,李国,王积鑫. 粉喷桩在箱涵地基处理中的应用[J]. 北方交通, 2008, (03) .