一种高填方填筑的强夯加固优化技术及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种高填方填筑的强夯加固优化技术及其施工方法，属于土木工程领域。对于填方高度大于或等于25m的高填方强夯加固工程，控制填料含水率为最优含水率，利用填料的侧限压缩试验测试结果和填料性质指标，建立填方自重荷载和填料压实度的相关关系；结合高填方的设计高度和填方自重荷载分布，建立利用高填方自重荷载压密下部填料而无需对其进行强夯加固处理的填方高度范围d0；对d0内的高填方填料进行自然分层填筑而无需强夯加固处理，仅对超出d0的高填方填料进行强夯加固处理，即可实现全部高填方填料压实度均满足设计要求。本发明专利技术提出的一种高填方填筑的强夯加固优化技术和施工方法，能够节约高填方强夯加固的工程量和费用并提高填筑效率。量和费用并提高填筑效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高填方填筑的强夯加固优化技术及其施工方法


[0001]本专利技术涉及一种用于高填方填筑的强夯加固优化技术及其施工方法，属于土木工程领域。

技术介绍

[0002]随着我国的经济发展和平原地区土地资源的日趋紧张，山区高填方工程越来越多，大面积的开山填谷形成了较大的填方高度，如绵阳机场填方28m、万州机场填方32m、兴义机场填方42m、昆明长水机场填方高度达52m、攀枝花机场填方高度达65m、吕梁机场填方高度达127m、九寨黄龙机场填方高度达138m、承德机场填方高度达141m。此外，近年来炸山填海、围海造地、人造景观等形成的大面积高填方工程也越来越多。强夯加固技术广泛应用于机场、道路、工业和民用建筑等高填方工程填筑过程中的加固处理，而目前在对高填方工程进行强夯加固处理时，通常采用对全部高填方填料逐层强夯加固处理的方法。然而，在高填方工程的填筑过程中，一定高度范围内的下部填方填料实际上受上部高填方填料自重荷载的压密作用，利用此压密作用可以满足下部填料的压实度要求而无需再对其进行强夯加固处理。故仅对高填方上部一定高度范围内的填料进行强夯处理，即可实现对全部高填方填料的压实要求。对于山区高填方工程，巨大的施工工程量消耗大量的人力和物力，为节约高填方工程强夯加固的工程量和费用以及提高填方填筑效率，迫切需要开发一种用于高填方填筑的强夯加固优化技术及其施工方法。
[0003]本专利技术提出一种高填方填筑的强夯加固优化技术及其施工方法。

技术实现思路

[0004]专利技术人提出了一种高填方填筑的强夯加固优化技术及其施工方法。具体为：对于填方高度大于或等于25m的填方强夯加固工程，控制填料含水率为最优含水率，根据填料的侧限压缩试验测试结果和填料性质指标，建立填方自重荷载和填料压实度的对应关系；结合高填方工程的设计高度和填方自重荷载的分布，以及高填方工程对填料压实度的设计要求，建立利用高填方自重压力即可压密下部填料而无需对其进行强夯处理的填方高度范围d0；对高度范围d0内的高填方填料进行分层填筑而无需强夯处理，仅对高度范围d0以外的高填方填料进行强夯加固处理，即可实现全部高填方填料压实度均满足设计要求。
[0005]本专利技术所述的高填方工程包括但并不限于机场高填方工程、道路高填方工程、工业和民用建筑高填方工程等。
[0006]本专利技术所述的高填方填料包括但不限于土料、石料和土石混合料。
[0007]本专利技术所述的控制填料含水率方法：
①
当填料含水率大于最优含水率时，所采用的控制方法包括但并不限于将填料晾晒等处理措施；
②
当填料含水率小于最优含水率时，所采用的控制方法包括但并不限于对填料进行喷雾增湿等处理措施。
[0008]本专利技术所述的最优含水率和最大干密度是指根据《土工试验方法标准》(GB/T 50123
‑
2019)中重型击实试验所得最优含水率和最大干密度。
[0009]本专利技术所述的建立高填方填筑的填方高度
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自重荷载
‑
填料压实度的相关关系，是根据填料性质指标(重度、孔隙比等)、侧限压缩试验结果(荷载、变形、压实度等)，结合填方设计高度，确定填方高度与自重荷载及填料压实度的对应关系，从而得到利用自重荷载压密作用使下部填料满足压实度设计要求而无需强夯处理的填方高度范围d0。
[0010]本专利技术所述的强夯加固方案在实施前，需进行试夯或试验性施工，确定强夯加固采用的各项施工参数，如夯锤质量、夯点布置、夯击遍数等。
[0011]本专利技术所述的一种高填方填筑的强夯加固优化技术及其施工方法，具体的施工工艺如下：
[0012]第一步：测试填料物理力学性质指标，控制填料含水率为最优含水率，对填料进行侧限压缩试验，根据荷载和变形之间关系测试结果，建立填料压实度与填方自重荷载的关联关系；
[0013]第二步：结合高填方工程的设计高度，建立高填方填筑的填方高度
‑
自重荷载
‑
填料压实度的相关关系，得到利用高填方自重荷载压密下部填料而无需强夯处理的填方高度范围d0；
[0014]第三步：对于填方高度范围d0内的填料，正常分层填筑填料且无需强夯加固处理，通过利用上部高填方自重荷载对填料的压密作用实现该范围填料的压实度要求；
[0015]第四步：对于超出填方高度范围d0的填料，根据高填方工程对相应各层填料压实度设计要求，制定强夯加固的施工方案，进行强夯加固处理；
[0016]第五步：对最上一个强夯层进行机械碾压处理，使压实的填料干密度与最大干密度的比值符合填料压实度设计要求，最终使全部高填方填料的压实度均满足高填方设计要求。
[0017]本专利技术的优点在于：
[0018]1、本专利技术有效利用了高填方自重荷载对下部填料的压密作用，使一定高程范围的填方填料无需强夯加固处理即可满足填料压实度设计要求，故显著降低了高填方强夯加固的工程量和费用。
[0019]2、与传统逐层强夯加固全部填方填料相比，本专利技术因显著缩减了强夯加固处理的填方高度范围，施工速度和进程明显加快，使得高填方强夯加固处理的效率得到提高。
具体实施方式
[0020]下面以具体实施例对本专利技术所述一种用于高填方填筑的强夯加固优化技术及其施工方法作进一步详细的说明。但本专利技术提供的用于高填方强夯加固优化技术的使用形式及使用范围并于仅限于此。
[0021]实施例1
[0022]某东部山区机场高填方工程采用强夯优化技术进行填方填筑。机场高填方设计高度60.0m，相应各部分填筑要求如下，道基顶面以下0
‑
0.3m：填料CBR≥8％、压实度≥96％；道基顶面以下0.3
‑
0.8m：填料CBR≥5％、压实度≥96％；道基顶面以下0.8
‑
4.0m：压实度≥95％；道基顶面以下4.0
‑
60m：压实度≥93％。
[0023]采用本专利技术所述的一种用于高填方填筑的强夯加固优化技术及其施工方法。填料的天然含水率40.2％，对填料进行晾晒，根据晾晒后填料的含水率与最优含水率的差值，添
加所需水量，使得到的填方填料处于最优含水率；对填料进行侧向压缩试验确定压实度为93％对应的荷载值为300kPa，得到利用高填方填料自重荷载压密填料而无需强夯处理的填方高度范围为道基顶面以下15.0
‑
60.0m；进行现场试夯，夯锤质量20000kg，锤底静接地压力值30kPa；对道基顶面以下15.0
‑
60.0m填料进行分层填筑，每层松铺填料厚度1.2m，摊平而无需强夯加固处理；对道基顶面以下4.0
‑
15.0m填料分层填筑，第一遍点夯，能级采用3500kN
·
m，梅花形布置，每点8击，第二遍复夯，能级采用2500kN
·
m，每点6击，第三遍满夯，能级采用1500kN
·
m，每点3击；对于道基顶面以下0.8
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高填方填筑的强夯加固优化技术及其施工方法，其特征在于：对于填方高度大于或等于25m的填方工程，通过利用填方自重荷载对下部填料压密作用而替代部分强夯加固处理的技术和方法，可显著减少高填方强夯加固工程所需强夯加固处理的填方高度范围，从而有效节省强夯加固工程量和费用并提高填筑效率，具体流程如下：第一步：测试高填方填料性质指标，控制填料含水率为最优含水率并进行侧限压缩试验，根据荷载
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变形之间关系测试结果和填料性质指标，建立填料压实度与自重荷载的关联关系；第二步：结合高填方工程的设计高度，建立高填方填筑的填方高度
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自重荷载
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填料压实度的相关关系，得到利用填方自重荷载压密填料而无需强夯处理的填方高度范围d0；第三步：对于填方高度范围d0内的填料，正常分层填筑填料且无需强夯处理，通过利用上部高填方自重荷载对填料的压密作用实现该范围填料的压实度要求；第四步：对于超出填方高度范围d0的填料，根据高填方工程对相应各层填料压实度的设计要求，制定强夯加固的施工方案，进行强夯加固处理；第五步：对最上一个强夯层进行机械碾压处理，使压实的填料干密度与最大干密度的比值符合填料压实度要求，最终使全部高填方填料的压实度均满足高填方设计要求。2.根据权利要求1所述的一种高填方填筑的强夯加固优化技术及其施工方法，其特征在于：所述的高填方工程包括但并不限于机场高填方工程、道路高填方工程、工业和民用建筑高填方工程等。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世洋，王翔，程志伟，荆海滔，张毓，高旭和，徐斌，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：