一种高含水量黏土强夯置换填方地基及其建造方法技术

本发明专利技术公开高含水量黏土强夯置换填方地基及其建造方法，所述建造方法以天然含水量在45％以上的高含水量黏土为基础填料并以硬质骨料为置换料，采用强夯置换法分层进行加固施工并且由下至上逐层建造获得填方地基，其中，在每层加固施工之前一次性地将高含水量黏土直接堆填至该层的预定虚铺厚度。所述填方地基则采用上述方法制得。本发明专利技术使得以高含水量黏土为填料建造的填方地基能够满足现行工程技术标准和工程使用的要求；同时无需采取晾晒等措施事先降低高含水量黏土的含水量，能够有效节省施工工期并提高投资收益；此外，该方法还可以避免高含水量黏土的过湿结团特性带来的摊铺、拌和困难，大幅提高施工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高含水量黏土强夯置换填方地基及其建造方法
本专利技术属于工程建造的
，更具体地讲，涉及一种高含水量黏土强夯置换填方地基及其建造方法。
技术介绍
根据现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011的规定，建造填方地基的填土的压实含水量应控制在最优含水量±2％。但在我国南方多雨潮湿地区，由于雨量充沛，地下水位常年较高，形成了天然含水量远高于最优含水量的高含水量黏土，这类黏土的压实含水量很难按最优含水量控制。一些工程不得不利用这样的高含水量黏土作为填方地基的填料，但是直接将其分层压实建造的填方地基的压实质量又不能满足现行工程技术标准的要求。公路行业在含水量较高的高液限土压实方面开展了大量的研究工作，刘鑫等提出高液限黏土可以用于直接填筑，压实度降按0.88控制，但填筑厚度不宜大于8m；程涛等也提出高液限土可降低压实度回填，但同时指出此举对其强度和压缩性能等均产生不利影响，应通过自密沉降量计算控制填筑高度；田见效对高液限土改良压实开展了研究，指出掺加砂石可以提高改良土的最大干密度、降低最优含水量，而掺加石灰、水泥可以提高最优含水量；张志伟在过湿土改良研究中指出，掺加石灰、水泥、NCS固化剂均可以降低土的含水量，提高土的强度和压缩性能。需要特别说明的是，以上学者研究的高液限土的天然含水量均不超过35％，对于天然含水量高达45％以上、超出最优含水量25％以上的高含水量黏土的填筑处理，学术界、工程界尚缺乏研究。综合已有研究成果和工程经验，当前高含水量黏土填筑处理方面现有的技术主要有晾晒处理、废弃换填和物理、化学改良等技术。1)晾晒处理：在我国南方地区，土壤含水量的蒸发速率一般为：夏季晴日每天1％、春秋季0.7％、冬季0.5％以下。以天然含水量超出最优含水量35％的高含水量黏土为例，如采用晾晒方式，夏季至少需要晾晒35天，春、秋、冬季则将更长，且一旦遇雨，还需重新晾晒。这使得晾晒方式在高含水量黏土的填筑处理中没有实际工程意义。2)废弃换填：即将工程场地上的高含水量黏土弃方处理，另行取用合格土料建造填方地基。但该方式需要新征取、弃土场，由此带来两个问题，一是需要占用大量宝贵的土地资源，二是需要对弃土场地进行滑坡、水保治理，在当前环境保护要求不断加强和城乡用地日趋紧张的状况下,废弃换填方式实际上既不科学又不经济。3)物理、化学改良：物理、化学改良在高含水量黏土填筑处理方面已经具有大量工程经验，其通过物理、化学作用改良土的性质、降低土的含水量，提高改良土的压实质量。可是实践证明，虽然高含水量黏土物理、化学改良处理的室内试验效果较好，但是由于其过湿结团特性，现场施工要达到均匀拌和非常困难，容易引发地基不均匀沉降等病害。因此，有必要提供一种针对高含水量黏土的填方地基建造方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种能够使以高含水量黏土为填料建造的填方地基能够满足现行工程技术标准和工程使用要求的高含水量黏土强夯置换填方地基及其建造方法。本专利技术的一方面提供了高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法，以天然含水量在45％以上的高含水量黏土为基础填料并以硬质骨料为置换料，采用强夯置换法分层进行加固施工并且由下至上逐层建造获得填方地基，其中，在每层加固施工之前一次性地将高含水量黏土直接堆填至该层的预定虚铺厚度。根据本专利技术高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法的一个实施例，所述建造方法还包括在每层加固施工之前在已堆填高含水量黏土上铺设车辆走行辅助层的步骤，其中，所述已堆填高含水量黏土的厚度与车辆走行辅助层的厚度之和等于或略大于该层的预定虚铺厚度。根据本专利技术高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法的一个实施例，所述车辆走行辅助层由硬质骨料铺成，所述车辆走行辅助层的厚度为0.6～0.8m，所述硬质骨料为块石、碎石、矿渣、钢渣或工业废渣中的至少一种。根据本专利技术高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法的一个实施例，在每层加固施工过程中，所述强夯置换法包括先后进行的点夯施工和满夯施工。根据本专利技术高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法的一个实施例，在点夯施工前预先布置并标记多行夯点，每行夯点中相邻夯点之间的间距设置为3～5m，控制相隔两行的夯点布置方式一致，同时控制相邻两行的夯点交错布置并使相邻两行夯点中的任意三个相邻夯点之间呈正三角形。根据本专利技术高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法的一个实施例，在点夯施工时，控制点夯能级为2000～4000kN·m，选择直径为2～3m的夯锤，在每个夯点的点夯过程中起锤困难或夯坑较深时填入碎石置换料，每次置换料填至夯坑深度的1/3～1/2后继续夯击，如此反复直至达到停夯收锤标准，其中，停夯收锤标准为：单点击数≥13击，最后两击平均夯沉量≤150mm且累计夯沉量≥4.6m。根据本专利技术高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法的一个实施例，在点夯施工时，先进行隔行夯点中各夯点的施工，随后将得到的各夯坑推平；再进行剩余行夯点中各夯点的施工，随后将得到的各夯坑推平获得平整基面并完成点夯施工。根据本专利技术高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法的一个实施例，在满夯施工时，控制满夯能级为1000～2000kN·m，每点3～5击并采用夯印搭接1/3～1/4锤径的方式逐行进行夯击获得填方地基并完成满夯施工。根据本专利技术高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法的一个实施例，将高含水量黏土装车运至待填方场地后卸车，卸车时将高含水量黏土连续堆放并进行简单整平，随后在其上铺设车辆走行辅助层；在每层填方地基处理验收合格之后建造上层填方地基，直至按照强夯置换分层设计达到预定设计标高。本专利技术的另一方面提供了高含水量黏土强夯置换填方地基，采用上述高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法建造获得。本专利技术提供的高含水量黏土强夯置换填方地基及其建造方法，使得以高含水量黏土为填料建造的填方地基能够满足现行工程技术标准和工程使用的要求；同时无需采取晾晒等措施事先降低高含水量黏土的含水量，能够有效节省施工工期并提高投资收益；此外，该方法还可以避免高含水量黏土的过湿结团特性带来的摊铺、拌和困难，大幅提高施工效率。附图说明图1示出了根据本专利技术示例性实施例高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法中直接堆填的剖面结构示意图。图2示出了实施例1中点夯施工的夯点平面布置示意图。图3示出了实施例1中强夯置换夯点重型动力触探试验结果。图4示出了对比例2中的压实系数结果分布图。图5示出了对比例3中的压实系数结果分布图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。本专利技术针对的基础填料是天然含水量在45％以上的高含水量黏土，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法，其特征在于，以天然含水量在45％以上的高含水量黏土为基础填料并以硬质骨料为置换料，采用强夯置换法分层进行加固施工并且由下至上逐层建造获得填方地基，其中，在每层加固施工之前一次性地将高含水量黏土直接堆填至该层的预定虚铺厚度。/n

【技术特征摘要】
1.一种高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法，其特征在于，以天然含水量在45％以上的高含水量黏土为基础填料并以硬质骨料为置换料，采用强夯置换法分层进行加固施工并且由下至上逐层建造获得填方地基，其中，在每层加固施工之前一次性地将高含水量黏土直接堆填至该层的预定虚铺厚度。


2.根据权利要求1所述高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法，其特征在于，所述建造方法还包括在每层加固施工之前在已堆填高含水量黏土上铺设车辆走行辅助层的步骤，其中，所述已堆填高含水量黏土的厚度与车辆走行辅助层的厚度之和等于或略大于该层的预定虚铺厚度。


3.根据权利要求2所述高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法，其特征在于，所述车辆走行辅助层由硬质骨料铺成，所述车辆走行辅助层的厚度为0.6～0.8m，所述硬质骨料为块石、碎石、矿渣、钢渣或工业废渣中的至少一种。


4.根据权利要求1所述高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法，其特征在于，在每层加固施工过程中，所述强夯置换法包括先后进行的点夯施工和满夯施工。


5.根据权利要求4所述高含水量黏土强夯置换填方地基的建造方法，其特征在于，在点夯施工前预先布置并标记多行夯点，每行夯点中相邻夯点之间的间距设置为3～5m，控制相隔两行的夯点布置方式一致，同时控制相邻两行的夯点交错布置并使相邻两行夯点中的任意三个相邻夯点之间呈正三角形。


6.根据权利要求4所述高含水量黏土...

【专利技术属性】
技术研发人员：何勇，贺瑞，肖鲲，余波，万增勇，杨关，冯仁德，张朋朋，刘超，伍鑫元，欧智星，李鸣萧，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司，国家电网有限公司，电力规划总院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51