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强夯地基处理技术在煤化工行业中的应用(二)

来源:山西金宝岛基础工程有限公司网站 作者:匿名 发布:2015-06-11 修改:2015-06-11 隶属:技术交流 点击:1962  

 

 二、陕西黑猫焦化项目强夯置换地基处理

该项目的强夯主要分为强夯区和强夯置换区两部分。由于煤塔、烟囱区对地基土的承载力要求一般较高,一般采用强夯置换法进行地基处理。本例主要以烟囱区为例介绍强夯置换法的效果。本例中的强夯置换使用普通夯锤,非柱锤。

(一)工程概况

陕西黑猫焦化有限责任公司120/年焦化工程烟囱区地基土为饱和湿陷性黄土,需要进行处理。设计处理工艺为强夯置换法。设计要求强夯后地基承载力特征值不小于300kPa

(二)强夯工艺参数

经过试夯后,确定本区强夯采用普通夯锤强夯置换。参数为:主夯能级8000kN.m,主夯正方形布点,夯点间距6米,夯点位于正方形四个角点和中心点;满夯2000kN.m,锤印搭接。主夯控制最后两击平均夯沉量不大于200mm

(三)强夯效果检测

1)检测方法

烟囱区面积较小,根据规范安排检测工作量如下:

 

 

2)各项检测结果

 = 1 \* GB3 载荷试验结果

夯点ZH4 fk=420kPa 夯间土ZH5 fk=300kPa

强夯置换率m0.32,复合地基承载力特征值为350kPa

 = 2 \* GB3 土工试验结果

T5压缩模量Es1-2(夯间土)为21.8MPa

 = 3 \* GB3 动探试验结果

动探主要确定置换深度,试验结果为1.7m

3)检测结论

本区经强夯置换处理后地基土强度达到设计要求,且均匀性较好。强夯置换率m0.32,复合地基承载力特征值为350kPa

 

三、新疆庆华煤制气项目地基处理

上面两个例子都是部分工程夯实例。下面介绍一个从试夯到工程夯全过程的案例。

(一)工程概况

新疆庆华煤制气项目选址位于新疆伊犁州伊宁县曲鲁海乡北山坡,场地地势东高西低、北高南低,地层为晚更新统风积粉土和洪积成因的角砾,场地内粉土具有明显的湿陷性,湿陷程度包括弱、中等、强烈三个等级。粉土既有自重湿陷性,也有非自重湿陷性,应通过强夯处理消除其湿陷性。另外装置区场地南北原始高差高达30多米,设计平均高差约9米,因而存在20多米的高填方,也必须用强夯法来处理,提高地基土的各项指标。

工程20099月开始试夯工程。20091231日开始工程夯施工。

(二)试夯工程

该煤制气项目就根据场地及工艺特点,设置了9个试夯区。其中1-7号为普通强夯,8-9号为置换强夯。九个区域主要参数如下:

1)1-2#区域:4000kN·m试夯

a) 每个试夯面积大小约为20.5×20.5㎡区域,具体位置按图纸或现场指定。

b) 技术参数(见下页)4000kN·m试夯技术参数表

 

试夯区

点夯能级

满夯能级

满夯击数

点夯击数

点夯布点

1#-2#

4000kN·m

2000kN·m

3

待  定

边长为6m的正方形中间插一点

注:停锤标准4000kN·m点夯停锤标准为最后两击平均夯沉量小于等于50㎜。

 

23-4#区域:6000kN·m试夯参数

a) 每个试夯区面积大小约为22.5×22.5㎡区域,具体位置按图纸或现场指定。

b) 技术参数

6000kN·m试夯技术参数表

试夯区

点夯能级

满夯能级

满夯击数

点夯击数

点夯布点

3#-4#

6000kN·m

3000kN·m

3击-5击

待  定

边长为7m的正方形中间插一点

注:停锤标准6000kN·m点夯停锤标准为最后两击平均夯沉量小于等于100㎜。

 

c) 3#、4#试夯区按此参数进行试夯,满夯两个区域分别打3击和5击进行对比。

3 5# 区域8000kN·m试夯

试夯面积大小约为25×25㎡区域,具体位置按图纸或现场指定。

 

8000kN·m试夯技术参数表

试夯区

点夯能级

满夯能级

满夯击数

点夯击数

点夯布点

5#

8000kN·m

3000kN·m

3

待  定

边长为7.5m的正方形中间插一点

注:停锤标准8000kN·m点夯停锤标准为最后两击平均夯沉量小于等于200㎜。

 

4) 6# 区域8000kN·m试夯

试夯面积大小约为25×25㎡区域,具体位置按图纸或现场指定。

 

8000kN·m试夯技术参数表

试夯区

点夯能级

满夯能级

满夯击数

点夯击数

点夯布点

6#

8000kN·m

4000kN·m

3

待  定

边长为7.5m的正方形中间插一点

注:停锤标准8000kN·m点夯停锤标准为最后两击平均夯沉量小于等于200㎜。

 

5) 7# 区域8000kN·m试夯

试夯面积大小约为25×25㎡区域,具体位置按图纸或现场指定。

8000kN·m试夯技术参数表

试夯区

点夯能级

满夯能级

满夯击数

点夯击数

点夯布点

7#

8000kN·m

4000kN·m

3

待  定

边长为7.5m的正方形中间插一点

注:停锤标准8000kN·m点夯停锤标准为最后两击平均夯沉量小于等于200㎜。

1000kN.m满夯是考虑直接打4000kN.m出现斜锤,故6#7#区域根据现场情况调整满夯方法及能级。

 

68#区域试夯方案

本区域要求地基承载力达到350kPa,采用置换法强夯。

a)置换区试夯面积大小约为18.8×17.5㎡区域,底夯区域按4000kN.m能级强夯布置。置换区域要保证布在底夯区域中,检测时应当避开置换边缘2m。具体位置按图纸或现场指定。

b)本区域要求地基承载力达到350kPa,采用置换法强夯。首先开挖5米深,打底夯5000kN·m

 

5000kN·m试夯技术参数表

试夯区

点夯能级

满夯能级

满夯击数

点夯击数

点夯布点

置换区一

5000kN·m

2000kN·m

3

待  定

边长为6m的正方形中间插一点

注:停锤标准5000kN·m点夯停锤标准为最后两击平均夯沉量小于等于100㎜。

 

c) 回填后用4500kN·m进行置换强夯。

 

置换强夯一般根据基础形状特点进行布置,本区域可按以下参数:

4500kN·m置换试夯技术参数表

试夯区

点夯能级

满夯能级

满夯击数

点夯击数

点夯布点

置换区二

4500kN·m

2000kN·m

3

待  定

边长为4m的正三角形

 

d)点夯置换填料用30-200mm料径碎石,根据夯沉量确定填料量及填料次数。预期置换深度为5m.

e)回填过程中注意根据土质含水情况,分层回填加水,每回填300mm注水一次,具体注水量施工时确定,保证含水率达到15%以上。

f)满夯时表面铺500mm厚石料后再夯,粒径30-50mm

g)施工过程中如场地表面软弱施工困难,则不断在表面铺石料。

79#区域(置换区)

a)试夯面积大小约为18.8×17.5㎡区域,底夯区域按4000kN.m能级强夯布置。置换区域要保证布在底夯区域中,检测时应当避开置换边缘2m。具体位置按图纸或现场指定。

b)本区域要求地基承载力达到350kPa,采用置换法强夯。首先开挖5米深,打底夯5000kN·m

 

5000kN·m试夯技术参数表

试夯区

点夯能级

满夯能级

满夯击数

点夯击数

点夯布点

置换区

5000kN·m

2000kN·m

3

待  定

边长为6m的正方形中间插一点

注:停锤标准5000kN·m点夯停锤标准为最后两击平均夯沉量小于等于100㎜。

 

c) 回填后用4500kN·m进行置换强夯。

置换强夯一般根据基础形状特点进行布置,本区域可按以下参数:4500kN·m置换试夯技术参数表

试夯区

点夯能级

满夯能级

满夯击数

点夯击数

点夯布点

置换区

4500kN·m

2000kN·m

3

待  定

边长为3m的正三角形

 

d)点夯置换填料用30-200mm料径碎石,根据夯沉量确定填料量及填料次数。预期置换深度为5m.

e)回填过程中注意根据土质含水情况,分层回填加水,每回填300mm注水一次,具体注水量施工时确定,保证含水率达到15%以上。

f)满夯时表面铺500mm厚石料后再夯,粒径30-50mm

g)施工过程中如场地表面软弱施工困难,则不断在表面铺石料。

 

(三)工程夯

2009年11月试夯工程全部结束。该工程检测与试夯基本同步进行,一个试夯区施工结束后,并达到消散时间后即进行检测工作。设计院依据试夯检测结果及试夯报告,对强夯参数进行了调整。这里需要特别指出,由于场地缺水及场地土注水试验不理想,原定的强夯置换试夯效果不理想,后改为换填强夯,即回填时直接用级配戈壁料,表层加40-50cm黄土,强夯能级提高到8000kN.m,取得良好的效果。

全部强夯工程共动用近96台强夯机,由于设计图纸变更及其他原因,整个强夯工程划分为近200个分区,历时一年半,到20114月完全结束,强夯及强夯置换处理面积达350万平米。

(四)强夯效果

强夯施工结束后,应当依据相关规范进行强夯质量检验。质量检验的数量,应根据场地复杂程度和建筑的重要性确定。对于简单场地上的一般建筑物,每个建筑物地基的检验点不应少于3处;对于复杂场地或重要建筑物地基应增加检验点数。检验深度应不小于设计处理的深度。

质量检验的方法,宜根据土性选用原位测试和室内土工试验。通常应选择有资质的检测单位对强夯区域进行平板载荷试验、土工取样试验、标准贯入实验、重型()动力触探实验。 对于一般工程应采取两种或两种以上的方法进行检验;对于重要工程项目应增加检验项目,也可做现场大压板载荷试验。

新疆庆华煤制气项目的强夯进行了平板载荷试验、土工取样试验、标准贯入实验、重型()动力触探实验。经过检测,地基承载力达到250kPa,土体压缩模量提高3-6倍; 置换强夯法处理后的地基土,地基承载力达到350kPa(未进行极限破坏试验);基本消除影响深度范围内地基土的湿陷性。由于全场共分200多个区,限于篇幅,此处不再一一列出检测结果。

此项目中绝大部分强夯过的场地都直接作为地基直接使用。从上述参数可见,强夯处理过的地基完全满足大型煤化工项目中的建构筑物对地基的要求。

6.结语

上述强夯项目中,距今最近的新疆庆华煤制气项目施工结束已有3年多。限于当时条件,此项目没有使用10000kN.m以上的超高能级强夯。近年来随着强夯技术的不断发展,10000kN.m以上直到18000kN.m超高能级已经广泛应用,强夯处理的深度、强度都有了大幅度提升,因而“以夯代桩”、“以夯代碾”的理念越来越深入人心。强夯作为一种经济有效的地基处理技术,完全适合煤化工项目地基处理的特点,而通过强夯及强夯置换法处理后的地基土承载力特征值可达到250kPa-450kPa甚至更高,可以满足大部分煤化工项目建构筑物的设计要求,因而强夯法地基处理在煤化工行业中的应用也必将进一步扩大。

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