高能级强夯在大型石化工程中的应用

大面积的多孔隙、粗颗粒非饱和土地基的加固处理宜采用强夯法。加固深厚地基,特别是大孔隙湿陷性地基、山区大厚度非均匀块石回填地基和抛石填海地基,应该施加高能级强夯进行处理。我国的高能级强夯主要用于石化工程施工中的生产装置和大型储罐地基。结合青岛重交沥青有限公司4座5万m3原油储罐和配套附属设施地基处理工程,对高能级强夯的关键技术、检测方法和综合评价进行了阐述,可供强夯设计施工参考。

高能级强夯工程实践与推广应用

加固处理多孔隙、粗颗粒非饱和土宜采用强夯法。为了加固深厚地基，特别是山区非均匀块石回填地基和抛石填海地基，必须施加高能级强夯进行处理。本文简要评述了国际上高能级强夯的施工机械，以及工程实例与高能级强夯在我国二十多个工程中的应用情况和研究现状，探讨了高能级强夯施工中的几个主要参数对加固效果的影响，提出了高能级强夯施工中的一些问题和有待研究的课题。

不同土质条件下高能级强夯加固效果测试与对比分析

为了探讨山谷型与滨海型两种不同土质条件下碎石回填地基的强夯加固效果,开展了8000kN·m能级的现场强夯对比试验;同时考虑滨海大型工程建设地基处理施工的需要,在沿海地区实施了10000,15000kN·m高能级强夯的现场试验。通过对各场地不同能级试夯前后地基动力触探与静力载荷试验结果的分析与对比研究,得出如下结论:①采用8000kN·m夯击能处理山谷型厚层碎石回填地基,其有效加固深度可达10.0～11.5m;处理滨海型下卧软弱夹层且存在地下水的碎石回填地基,其有效加固深度为8.5～9.0m;②采用10000kN·m夯击能处理滨海山前厚层碎石回填地基,其有效加固深度为12～12.5m;③采用15000kN·m夯击能处理滨海型下卧软弱夹层且存在地下水的碎石回填地基,其有效加固深度为11.5m;④若采用梅纳公式的修正形式预估强夯的有效加固深度,其修正系数取值范围建议为0.29～0.40;对于软弱下卧层浅、高地下水等不利情况应取低值,对于回填碎石层厚、且级配较好时可取高值。

沿海碎石回填地基上高能级强夯系列试验对比研究

针对沿海下卧软弱夹层、高地下水位的厚层碎石回填地基,开展了3个试验区的强夯系列试验与对比研究。试验区A:14000,10000和8000 kN.m能级单点夯试验;相同能级(6000 kN.m)、不同压强夯锤对比试验,即34 kPa(18 t),50 kPa(25 t)和90 kPa(46 t)夯锤单点夯。试验区B:12000 kN.m能级强夯群夯试验。试验区C:15000 kN.m能级强夯群夯试验。通过现场圆锥动力触探试验、标准贯入试验与钻孔取样室内土工试验,对同一能级强夯前后、不同能级夯后的地基承载力进行对比分析,给出了沿海复杂地质条件下碎石回填地基上不同夯击能的有效加固深度及梅纳深度公式的修正系数,为同类地区高能级强夯工程的设计、监测与检测提供了参考。

沿海下卧软弱夹层碎石回填地基15000kN·m高能级强夯试验

针对某沿海下卧软弱夹层的碎石回填土地基,在国内首次开展了15000kN·m高能级强夯的现场试验。通过单点夯试验各夯点与夯坑周围地面沉降观测及强夯前后地基动力触探测试结果的对比分析,揭示了下卧软弱夹层的碎石回填地基上15000kN·m高能级强夯的作用机制,得出该条件下强夯的有效加固深度为11.5m,主夯点间距宜为12.5m,夯击数宜为18～22击的有关结论。其结果可为类似工程参考。

10000kN·m高能级强夯时的地面变形与孔压试验研究

通过在某沿海碎石土回填地基上成功实施的国内首次10000kN·m高能级强夯系列试验,为10000kN·m高能级强夯的的设计、监测和检测提供了依据。根据对试验过程中的地面变形和孔隙水压力的监测分析及与3000kN·m监测结果的对比,得到了碎石土地基上10000kN·m强夯的施工参数和孔压变化特征。

强夯法有效加固深度的确定方法与判定标准

本文统计收集了国内外强夯法地基有效加固深度的9类40多种确定方法及10多种判定方法和标准,对有效加固深度——这一强夯技术理论中重要而未得到根本解决的问题进行了分析。从工程实用角度澄清了有效加固深度的定义及与影响深度的区别,建议规范明确界定有效加固深度的深刻内涵和量化指标,避免由于概念分歧在合同中产生纠纷。提出并推荐了综合确定有效加固深度的原则、方法和判定标准,对工程应用具有一定的参考价值。

基于ADAMS的新型液压脱钩器系统仿真

采用基于ADAMS的虚拟样机技术,建立了新型液压脱钩器的仿真模型,对液压脱钩器在脱钩过程中动态特性进行仿真,通过试验验证模型正确可行,并对模型进行了不同通径二通插装阀下脱钩器系统的动态响应曲线的分析。

碎石回填地基上10000kN·m高能级强夯标准贯入试验

通过在某沿海碎石土回填地基上成功实施的10000kN.m高能级强夯系列试验(3000,6000,8000,10000kN.m),为10000kN.m高能级强夯的的设计、监测和检测提供了依据。本文根据对不同能级强夯夯后地基的标准贯入试验分析与对比,得到了碎石土地基上10000kN.m强夯的有效加固深度等检测结果。建议若用于规范表格,对碎石土、砂土等粗粒土在10000kN.m强夯能级下的有效加固深度可取13～16m。

高能级强夯地基土载荷试验研究

通过在某沿海碎石土回填地基上成功实施的10000 kN.m高能级强夯系列试验,为10000 kN.m高能级强夯的设计、监测和检测提供了依据。本文根据对不同能级强夯后地基土平板载荷试验结果的分析与对比,得到了碎石场地强夯后P–S曲线为直线(缓降)型,其极限承载力和变形模量高,变形量小;夯点与夯间地基土的密实度基本一致;无需过大增加荷载板的面积等试验结果。

瑞雷波检测10000kN·m高能级强夯地基

采用瑞雷波法对强夯地基进行大面积普查,既能降低成本、扩大检测面,又能提高检测速度和精度。通过对广东惠州某沿海碎石土回填地基上成功实施的国内首次10000kN·m高能级强夯系列试验前后瑞雷波检测结果的对比分析,得到了碎石土地基上10000kN·m强夯的地基承载力等。瑞雷波法检测得到的结论可指导强夯地基处理的检测工作。

10000kN·m高能级强夯作用下孔压测试与分析

结合在沿海某回填地基上实施的国内首次10000.kN.m高能级强夯系列试验,对试验过程中不同深度与距离的孔隙水压力(以下简称孔压)进行较为全面的测试与分析,得到夯击过程中孔压增长与消散特征。结果表明:犬牙式孔压增量曲线显示的孔压消散速率较台阶式曲线为快,10000 kN.m强夯的有效加固深度超过11.8m,主夯点间距宜为12￣13.5m,夯击击数宜为14￣16击。提出一些可供高能级强夯地基处理工程设计、施工和监测参考的建议。

碎石回填地基在10000kN·m高能级强夯前后土性变化研究

通过碎石土回填地基采用强夯法加固的工程实例,叙述了国内首次应用10000kN·m高能级强夯加固的效果,分析了碎石土地基上强夯前后压缩试验、剪切试验的结果,得到了粉土层、粉质粘土层的压缩系数、压缩模量、内摩擦角和粘聚力在10000kN·m强夯前后的变化特征,为10000kN·m高能级强夯的的设计、监测和检测提供了依据,并为规范的修订提供参数。

强夯施工机械研究现状与发展述评

强夯法是一种经济高效的地基处理方法。近年来在我国的开山填淤、围海造田、山区回填地基处理中得到了广泛的应用。强夯技术对机械设备具有独特的要求并受其限制。改装的履带式起重机是目前国内中低能级强夯施工的主要设备,但事故频出。文中分析了国内外强夯施工机械的研究现状,对事故发生的原因作了分析,通过对强夯机作业特点和设备要求的研究,在国内首次提出了强夯施工机械的研究和发展方向,创立了新颖强夯机概念,并建议形成关于强夯机设计开发的规范性文件。

强夯施工引起的环境振动监测分析

根据沿海某碎石场地强夯施工过程中成功实施的地面振动加速度实时监测分析,得到了碎石土地基在强夯施工时的加速度衰减和传播特点,实现了动态化设计和信息化施工,保证了工程的顺利进行,所得结论可用于分析强夯地基处理的环境效应。

10000kN．m高能级强夯作用下地面变形实测分析

通过在某沿海碎石土回填地基上成功实施的国内首次10000kN．m高能级强夯系列试验（3000kN．m、6000kN．m、8000kN．m、10000kN．m），为10000kN．m高能级强夯的的设计、监测和检测提供了依据。本文根据试验过程中地面变形的监测分析及与3000kN．m监测结果的对比，得到了碎石土地基上10000kN．m强夯的施工参数和地面变形特征，所得结论对高能级强夯地基处理的设计、施工具有实用价值。

湿陷性黄土在强夯作用下的非完全弹性碰撞与冲击应力解析

在考虑夯锤自重的基础上,结合动力基础半空间理论,并基于夯锤与土体的非完全弹性碰撞,导出了强夯夯锤位移、速度、加速度和锤底冲击应力时程关系等一系列解析式。同时利用工程实测数据,对湿陷性黄土地基上夯锤与土体的共同作用进行了研究。研究表明,恢复系数影响夯锤的冲击速度,冲击速度显著影响强夯的冲击应力。

对湿陷性黄土在强夯作用下冲击应力的分析

从动力平衡方程式出发,对土体的屈服滞后现象运用碰撞理论,并考虑参振土体对夯锤速度的影响进行了研究。提出了其边界条件中的初速度应为形变过程初速度,导出了强夯冲击应力时程关系的解析式,明确了恢复系数及速度效应在强夯冲击应力中的显著作用。并与某湿陷性黄土强夯加固工程的实测冲击应力结果对比,所得结论对强夯工程设计具有重要的参考价值。

对高能级强夯技术发展的全面与辩证思考

高能级强夯法处理碎石、块石填土和深厚湿陷性黄土地基,当要求有效加固深度在10m以上甚至达到15-20m时,具有很大的优越性。目前国内多个工程的强夯能级超出规范,带来了设计、施工、监测、检测等一系列复杂问题。结合6个国家重点工程,就高能级强夯技术发展的客观性、必然性、经济性、复杂性等问题进行了阐述,并对超出规范能级的设计参数等提出了建议,为工程界应用和规范发展提供了依据。最后,简述了其在节能环保方面的贡献。