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6.3 】设计与?施工
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6.3.》1 高填》。方工程土《石方:填筑通常就地取材主!要利用场内挖方区开!挖,的天然?土、:石材料作为填方区】的填料如《何合理地利用好【场内填料同时满【足,工程场?地分区?的设计指标要—。求是土石方填—筑设计需要重点【解决:。的问题?设计时?应充分利用场内【一种或多种填料通】过对不同《场地分区《提出相应的填—料要求和压实要【求来实?现,对沉降、稳》定性等的控制例如】。。。在填方?边坡区采用石—料,比土料更有利于边坡!。稳定在相同的—稳定安全系》数下可采用更陡的坡!。。度以节?约用地当不同的【工程场地分区—采用:不同:的填:料时天?然分:布的各种填》料如何在较小的【运,距和较少的》。倒运次数内》运输至要求填—筑该填料的场地【分区即为填》料调配设计》的内:容
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6.3】.,2~6?.3.?5 ?巨粒土、《粗粒土料及》土夹石混合料分层】厚,度、施?工参数和松铺系【数系根?据现场单点夯—击试验变形特征【确,定
【 1 巨粒!土、粗粒土》。料(块碎石或砾石、!卵,石或土夹石》)填料及《不同:填筑施工方法
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【 根据抛填》和堆填两种不—同填:筑施工?方,。法的地基处理—加固效果对比试验】其结:果,表明具?有良好?级配的块碎石填料】在强夯施工参数相】同的条件下由—于填筑施工》方,法,不同其地基加固效果!和填筑地基的整【体均匀性都有着明】显的差?异高填方《填筑地基施工设计应!按堆填要求进行【。分层施工《若分层?。填筑:厚度为4.0m【。时即分(《3~4)个》亚层(亚层厚度<】1.5m)堆填而成!
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中国【建筑:科学研究院地基【所甘厚义、焦景【有等在龙洞堡机场】高填方工程》中针对堆填和抛填两!种不同的《填筑施工方法—进行了对比试—验试:验中:选用良好级配—的大块石《填料:分层填?。筑厚度为4m采用堆!填和:抛填:两种不?同的填筑施工—。方法经单击》夯击能?量3000kN【。·m夯?点间:距4.0m夯击1】6次后?对加固地基进行了颗!粒大小分析和地【基密度测试其试验结!果见表?3和表4
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,。表3 巨粒土、粗!粒土料填料填筑【层夯后颗《粒大小分《。析结果?
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【 抛填》而成的大块石填【筑层在?同一填筑层的—垂向上颗粒》组成是上(0m【~1:.,0,m):细下(?。3.0m~》4.0m)》粗,;从可比的参数平】均粒:径D:50看填筑》层的层底粒径—比,层面粒?径,。大2.5倍;粗粒组!(块石)《含量层底较层面【高9.3倍而细粒】组(<20m—m)的含量层—底较层?面少:69.?5%:;反映颗粒组成的】不均匀系数》Cu层面《高于层底2.0【倍相比之《。下堆填而成的—大块:石填筑层层面与【层底的各粒组的含量!相差均小于1—7.3%平均粒径D!50:相差24.5%
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, 因填筑施工!方法的不同》地基加固效果及【整体的均匀》性也:存在着明显》差别如?抛填法表层(—0,m~1m)的干密度!比底层(《3m~4《m)高1《7.1%最小值与】最,大值相差44.【8%:而堆填法表层的【干密度与底层—干密度?仅相差1.》3%最大值与最大】值相差只有》13.8%以3m~!4m的干密度平均值!比较堆填法》的干:密度平?。均,值比抛填法高17.!6%
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表》4 不同》填筑施工《方法强夯后的地【基干密度统》计结果
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在填!筑,。厚度及?填,筑粒:料相近的条件下【不同:。施工方法填》筑,。。而成的大块石填【筑层不但颗粒级【配及密实度》有,着明显的差别整体均!匀性也存在着很【大差异采用堆—填法填筑而成—的大块?。石填筑地基》无论颗粒组成的级配!还是地基加固效果以!及填筑地基的整体均!匀性都明显优于抛填!法
】 2《 单?点,夯击试验确定—。强夯法施工参—数
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》 《1)夯锤规格及【单击:夯击能?量,见表5单点夯测【试点和地下标点埋】设,见图2
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表5 夯锤【规格及单击夯击【。能量
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图2 】。。单点夯测试点—和,地下标点《埋设
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】 2)?单点夯击能》量和:。夯击次数《。。的确定
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》 》。 巨粒《土、粗?粒,土料:填筑层在强夯的【冲击荷载反复作【。用,下使:夯点下的大块石骨】架,产生强制压》缩(即?竖向压缩变》。。。。形,)随:着夯击次《数的增加《被夯击的地基竖向压!缩量也随之增—加如图3所》示
】 【取夯坑累计竖向压】缩量达到总压缩【量,90%的夯击次数
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图3 【夯击次数与》竖向压缩量关—系
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为最佳则可选!择出1000k【N·m夯击》。1,5次累计竖》向压缩量为》87.7《cm占总压缩—量的91%相—当于填筑层厚度的】21.9%;300!0kN·m夯击16!次累计竖《。向压缩?量为1?14.7cm—。占总压?缩时的91》.8%相当于—填筑层厚度的28】。.,7%;4《。000kN·m夯】击14次《累计竖?向压缩量为》。144?.6cm占总—压,缩量:的92.3》%,相当:于填筑层厚度的3】6.15《%;:6000kN·m夯!击1:3次累计竖向压缩】量为191.7c】m占总压缩量的9】0%相当于填—筑层厚度的47.9!2%
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】 , 3》)夯:点间距的确定
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】 在强夯给》以巨粒土、粗粒土】料填筑地基冲击【力和振动导》致夯坑周围一—定范围内的地面产生!了竖:。向下沉(即竖向振】密变形)当夯—坑的:累计竖?向压缩量为总压【缩量90%的夯击】次,数时其?夯,坑周围不同距离与地!面累计?竖向下沉量关系【如图4所示
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》 ? 以地面竖向下沉量!。累计为10》mm视作《有效影响《。距离则单击夯击【能量为1000kN!·m其?。夯点:周围有效影》响距离?为1.0D(D为】夯锤:直径)300—0,。kN:·m为1.》5D4?0,00kN·》m为1.7D6【000kN·m为】3.5?D
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图:4 ?夯坑周围不同—距,离,与地面累计竖—向下沉量关系
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【3 地基有—效加固?深度的确定》
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? 《 1)有效加【固深度
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】 强夯法处理地基】的,加,。固深度与有》效,。。。加固深度具有不同】的内涵后者》与加固目标值紧【密相关为确》。定强夯法处理大【块,石填筑地《基,的有效加固深度【(以干密度ρ—d≥2?.0:t,/m:3为目标值)夯前在!虚填厚度《为6m的填筑—层中按垂向每隔【50cm分别埋设一!。测量标点并测—量其埋设标高选【用中等夯击能量(】。3000k》N,·m)夯《击16?次测得夯坑下—各,标点的竖向》。位,移量如表6所列由】表6绘?制的分层标点埋设深!度,与各标?点的竖向位移量关】系如图5《(a)所示不同深】度的:。竖向:位移量及《夯后干密度的—。关系直方图如图5】(,。b)所示
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表6 不同深!度,标点竖向位移量【
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图》5 夯坑》下的竖向位移—量,和不同深《度的干密度》。
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由表6!。和图5?结果可?见随着深度的增加】夯坑下的竖》向,位移量随《之减少在深度—为2D时的竖—向位移量则已—甚微表明夯击能量】的,传递随深度的—增,加而逐渐减》弱从图5中可—见夯:后的干密度增加幅度!是,随深度增加而减【小按干密度》ρd≥2.0t/m!3确定有效》加固深度即虚填【厚度为?6m以单击夯击【能量为3000【kN·m夯击16】次为例其《有,效,加固深度为》4.2m在有效【加固深度范围内夯】后,的干密度比夯前【提,高35%《~42%
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【 2【),地基加?固效果
! — 单?。点夯击试验结果表明!夯坑的竖向位移量】是随夯击次数的增加!而增加为了选择最】佳的夯?击次数选用3000!kN·m的》单击夯?。击能量夯点间距【4m正方形》布置按夯击》次数为16(2-】2区)、《12(B区》)、:7(C区)》、3(D《区)、?0(0区《)划分五个试验【。小区各试验小区面】积为25《m×25m=62】5m2平《面布置?见图6
! 《 强夯—后经对在各试—验,小区的干密度、地基!回弹模量的试—验检测其结果如【图7所示
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图?6 不同夯击次】数平面布置》
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图—7 不同夯击次】数下的干密度和【地基回?弹,模量
】 由图7(】a)可见《在深:度4m范围内夯击1!6次其?干密度比夯前提高1!。5.8%《有效加固深度>4m!;夯击12次干密】度比夯前提高—13.8%》有效加固深度>4】m;夯?。击7次干《密度比夯前提—高,9.9%有效加【固深度为3m—;夯击3次干—密,度比夯前提高—6%有效加固深【度<:2,.5m从图7(b】)中可见强夯后的】地基回弹模量明显】高于夯前;若取单位!荷载P=700【。kPa下的回弹模】量比较夯击》16次的地基回弹】模量:比夯前提高108】.2%夯击12次的!地基回?弹模量比夯前提高】20.5%;夯击】7,次和3?次分别比夯前相应提!高了17.8%和1!2%
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— 4 松铺系数】确定
! , :松铺系数应》根据不同的填—料通过现《场试:验确定采用巨—粒土、粗粒土料【分层填筑厚》度为4m的地基【强,。夯处:理试验及工》。程,实践证明采用—单击夯击能量2【500?kN·m《~3000kN【·m夯点间》距为4.0m~【4.5m夯击12】次~16次主夯一】遍其地基的有效【加固深度《为4.0m~4.】5m地基干密—度ρd≥2.0【g/cm3;—松铺系数可》。取1.15~1.】20
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5【 , 建(构《)筑物填《筑区的?放坡:比例宜按《应力扩?散角:或,根据工程经验确定】
— 6 — 细粒?料和黏性土填料分】层填筑?厚度、施工参数系】根据多?个山区?和,丘陵地区已建—高填方机场》工程的试验研究【成果和工程实践【经验确定
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6.3.【6 高填方工程】。填筑范围较大时【。通常分为多》个施工工作面施工各!工作面?起始填筑标高不一】或填筑?速度不同带来工作面!搭,接问:。题实:际监:测表:明工作面《搭接处理不好—。。将造成人为的薄弱】面给高填《方地基沉降及稳定】性带来不《利影响
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6:.3.7 高【填方工程的建—。设,通常会对《环境带来较大—改变甚至带来不【良结果因此》本条强?调在进行《高填方工程》施,工时要加强》环境保护措施并做好!施工期?排水
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