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强夯法是一种经济高效的地基处理方法。高能级强夯有效加固深度大,可加固处理沿海非均匀回填的抛石填海且下卧层夹杂淤泥质土地基、山区非均匀回填地基、湿陷性砂土液化地基、以及冻土地基。经过高能级强夯地基处理后的地基土强度和均匀性得到了有效的提高,降低压缩性,消除湿陷性。本文研究重点为国内首次成功实施的18000kN·m高能级强夯联合超长灌注桩处理沿海碎石土深厚回填土地基及试验分析。
本论文依托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(04-2-016)、上海市青年科技启明星项目(08Q1314026)、上海现代建筑设计集团基金资助项目:高能级强夯与预处理动力固结法研究(2004-结-地-03)和上海现代建筑设计集团基金资助项目(08-1A类-0215-基),对不同类型土体的强夯法加固机理以及参数选择进行分析,对所处理的抛石填海夹杂淤泥质土的地基进行分区选择不同能级的高能级强夯试夯试验(8000kN·m、15000kN·m、18000kN·m),在这基础上成功实施了国内首次18000kN·m的高能级强夯试验方案,对试验中数据进行整理分析。试验结果显示18000kN·m高能级强夯有效加固深度达到15.3m,比8000kN·m增加了61%,同一能级下陆域加固效果明显优于海域,有效加固深度平均提高了29%。所得结论为国内大面积高能级强夯地基处理设计、施工与检测提供了依据。
在此基础上本文提出了18000kN·m的高能级强夯施工方案,在某沿海碎石土回填地基上成功实施了国内首次18000kN·m高能级强夯试验,对试验中取得的大量数据进行了详尽的分析整理。为18000kN·m的碎石回填土地基的处理、施工组织设计与检测提供了参数依据。试验结果表明罐区经18000kN·m钝级强夯处理后,场地地基承载力特征值不小于300kPa,压缩模量不小于25MPa,有效加固深度达到15.5m。若用Menard公式计算,其修正系数为0.37。若用于规范表格,建议对碎石土,砂土等粗粒土取14~17m。
目前超长钻孔灌注桩已经在工程中大量应用,地基土承载力强度经过18000kN·m高能级强夯处理后得到提高。为满足油罐对地基承载力以及场地均匀性的要求,在高能级强夯基础上采月钻孔灌注桩的施工方法,以减少灌注桩荷载作用时的负摩阻力,提高桩基的承载力。本文对超长钻孔灌注桩进行国内首次采用最大加载量为24000KN的竖向抗压静载试验,对桩基的承载力进行检验。试验结果显示,陆域及海域的钻孔灌注桩单桩竖向抗压承载力达到11600KN。测得在竖向抗压静载荷试验过程中桩身轴力,桩侧摩阻力分布以及端阻力的变化,分析得到各土层桩侧摩阻力及端阻力。本试验为高能级强夯联合钻孔灌注桩处理深厚填土夹杂淤泥质土地基提供了工程先例。