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输电线路消除地基液化措施初探(4)

北极星电力网技术频道    作者:宁昭晔   2011/3/22 14:06:12   

 关键词:  砂土 输电线路 液化

1)有效加固深度。有效加固深度既是选择地基处理方法的重要依据,又反映了处理效果。

2)单击夯击能。单击夯击能越锤重伊落距。

3)最佳夯击能。从理论上讲,在夯击能作用下,地基土中的孔隙水压力达到土的自重压力,这样的夯击能称最佳夯击能。在砂土中,孔隙水压力增长及消散过程仅为几分钟,因此孔隙水压力不能随夯击能增加而叠加,可根据最大孔隙水压力增量与夯击次数关系来确定最佳夯击能。夯点的夯击次数,可按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定,其应同时满足下列条件:淤夯坑周围地面不应发生过大隆起;于不因夯坑过深而发生起锤困难;盂每击夯沉量不能过小,过小无加固作用。夯击次数也可参照夯坑周围土体隆起的情况予以确定,就是当夯坑的竖向压缩量最大,而周围土体的隆起最小时的夯击数。对于饱和细粒土,击数可根据孔隙水压力的增长和消散来决定,当被加固的土层将发生液化时的击数即为该遍击数,以后各遍击数也可按此确定。

4) 夯击遍数。夯击遍数应根据地基土的性质确定,地基土渗透系数低,含水量高,需分3~4遍夯击,反之可分2遍夯击,最后再以低能量“搭夯”1遍,其目的是将松动的表层土夯实。

5) 间歇时间。所谓间歇时间,是指相邻2遍夯击之间的时间间隔。Menard指出,一旦孔隙水压力消散,即可进行新的夯击作业。

6) 夯点布置和夯点间距。为了使夯后地基比较均匀,对于较大面积的强夯处理,夯击点一般可按等边三角形或正方形布置夯击点,这样布置便于强夯施工。由于基础的应力扩散作用,强夯处理范围应大于基础范围,其具体放大范围,可根据构筑物类型和重要性等因素考虑确定。夯点间距根据所要求加固的地基土性质和要求处理深度而定。当土质差、软土层厚时,应适当增大夯点间距;当软土层较薄而又有砂类土夹层或土夹石填土等时,可适当减少夯距。若夯距太小,相邻夯点的加固效应将在浅处叠加而形成硬层,影响夯击能向深部传递。强夯法理论计算较为复杂,参数取值不易得到,当地下水位较高时,强夯容易造成局部隆起,地基不易密实,加之输电线路杆塔基础范围较小,强夯法工程应用相对较少,缺少相对成熟的经验,所以输电线路一般不采用。

2.2 振冲碎石桩

振冲碎石桩是以起重机吊起振冲器,启动潜水电机带动偏心块,使振冲器产生高频振动,同时开动水泵,通过喷嘴喷射高压水流。在振动和高压水流的联合作用下,振冲器沉到土中的预定深度,然后经过清孔工序,用循环水带出孔中稠泥浆,此后就可从地面向孔中逐段添加填料(碎石或其他粗粒料),每段填料均在振动作用下被振挤密实,达到所要求的密实度后提升振冲器;再于第二段重复上述操作,如此直至地面,从而在地基中形成一根大直径的密实桩体,与周围土共同工作,形成复合地基。

2.2.1 挤密作用

在施工过程中通过高压水流的冲击,使松散软砂土处于饱和状态,砂土在强烈的高频强迫振动下产生液化,并使颗粒重新排列致密;且在桩孔中填充粗骨料后,粗骨料被强大的水平激振力挤入周围砂土中,这种强制挤密使砂土的密实度增加,空隙比降低,干密度和内摩擦角增大,土的物理力学性能得到改善,使地基土承载力大幅度提高,抗液化的性能得到改善。

2.2.2 排水减压作用

振冲碎石桩加固砂土时,桩孔内填卵石等过滤性好的粗颗粒料,在地基中形成渗透性能好的人工竖井排水减压通道,可有效地消除和防止超孔隙水压力的增高,从而使砂土产生液化,并可加快地基土的排水固结。

2.2.3 砂基预震效用

有研究表明,经过预震液化后重新固结的砂土,其抗液化能力比未经预震的砂土要高。在采用振冲法施工时,振冲器以1 450次/min的高频率振动,使砂土在被挤密的同时获得强烈的预震,这对砂土增强抗液化能力是极为有利的。某输电线路工程采用振冲碎石桩布置(见图2),单桩尺寸和桩间距(见图3),处理范围为铁塔基础底板向外4.5 m,碎石桩桩径0.4 m,碎石桩间距1.3 m,呈网格状布置。

振冲碎石桩是消除地基液化最有效的方法之一。采用振冲碎石桩处理液化地基与其他方法相比,施工快,节约投资,因此,是输电线路常用的液化地基土处理方法。

来源:电网与清洁能源
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