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关于快速冲击落锤法对改良软土密度的研究

发布日期:2017-12-30 15:41:38 浏览次数:595    


摘要

      对于土地改良,一般可以认识到三种不同的方法。对于砂土,砂砾和一些粉砂等粘性土,压实方法是对土地改良的良好解决方案。如果土壤难以压实,如粘土,泥炭和软粉砂层,土壤替换可以是解决方案。这些软土不是压实的,而是通过装置砂土,砂砾或灌浆来增强土壤的特性。
 
      另一种解决方案是在软土,如粘土,泥炭和软质粉土质中排出孔隙水。通过安装垂直排水带,孔隙水被运送到地面水平面,减少土壤颗粒之间的孔隙水压力。降低孔隙水压可以更快地沉降土堤。然而,本文著重于可以在土壤压实方法下分类的快速冲击压实(RIC)技术。 
 
      本文将深入了解RIC作业的方法,方法,工程,操作,土壤调查和测试。


方法

      RIC方法非常适合上层土层的最终处理。 它提高了土壤刚性,并形成了土堤的均匀土体承载能力。 这种方法在90年代初开发用于浅层压实,如跑道,地板和道路等级。这种方法已经得到改进和开发,这使得可以将土层压实的最大值到地面以下6至9米之间。 
 
      RIC是土地开发工程中受欢迎的压实方法选择,有时与其他技术如振冲器相结合。 它是一种使用挖掘机安装液压冲击锤的压实方法,以压实如砂,粉砂和砂砾之类的粘性土壤。液压冲击锤冲击的能量被转移到具有圆形可更换的压实脚的土壤中。冲击能量转移到颗粒土壤中,为土壤颗粒提供了更好的分佈,增加了土壤密度。


步骤

一般来说,RIC 方法是按照以下步骤进行:
根据土壤调查报告,确定压实序列和网格模式
对于网格图案,可以应用 2 x D脚直径的中心到中心距离
在每个位置,土壤都被压实
根据有效性可以重复压实序列
压实结果可以通过附加的土壤调查进行测试
在实际的 RIC 操作之前,建议在测试领域中测试和实验不同的模式和能量


 

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设备

      最近 Woltman 打桩钻机推出了全新的 PVE 快速冲击压实(RIC)钻机。 这种钻机可作为完整的钻机使用包括液压挖掘机底盘,也可作为配件。这使客户能够从自己的团队使用挖掘机底盘。在图2 中,可以发现16 RIC 钻机的印象。它的开发是为了提供高效快速的压实现场操作。钻机配备多用途液压冲击锤。这些冲击锤在安装时也可用于在打桩工程上的打桩机。除了多功能性,冲击锤也受益一个简单实用的压实脚的交换系统。RIC 冲击锤由液压挖掘机底盘提供动力无需单独的电源组件。 钻机和套件这样做的设计方式便于可以将完整钻机动复员并使冲击锤转换成水平位置。
 


      远离城市敏感地带的地基使用PHC桩。在S7项目中,使用柴油锤将这些1200毫米直径的PHC桩打入地下。但在未来的高速公路项目中,在高速公路靠近城市中心的地方,14NL冲击锤将会是一个更合适的选择。14NL液压冲击锤的日生产效率更高,更安静,而且没有柴油微粒污染。它可以在起重机上自由悬挂,并且可以使用与免共振振动锤相同的动力站。


工程理念

      对于几种压实技术如振冲器和 RIC 之类的技术几乎没有文献指导,工作开始之前当涉及到明确的计算方法来预测压实程度时,为了估计近似压实深度,可以应用以下公式。
 
?确定压实深度

公式: Dmax = N √ WH
Dmax为压实深度
重量 W 为冲击锤心子重量
行程 H 为 冲击行程
因子 N 为一个取决于适用土壤的因子
指示 N = 0.5 在粉砂中清砂最多为 1.0
 
?范例计算

现场资料
土壤:松砂,含最少粉砂,N = 0.9
 
RIC 16 NL
冲击锤心子重量 16 tons
最高冲击行程15 meters
压实深度 :
Dmax = N √ WH = Dmax = 09 √ 16 x 15 = 44 m
 
      以上计算仅适用于粗略估计预期的压实深度。 RIC 操作的有效性还取决于其他土壤特性,压实时间,序列和网格图案的尺寸。 在同一个网格中重复的 RIC 操作可以增加压实深度。 对于堤防,也可以决定在几个阶段拆分土方工程,并逐层建造。

?测试区域

      强烈建议在实际 RIC 操作开始之前进行试验。该项目从土壤综合调查报告开始。为了确定压实程度,优选执行锥体渗透测试(CPT's)。锥体渗透测试的准确性比标准渗透测试(SPT)高得多。 CPT 持续提供更多相关信息。除了信息量之外,它的运行速度要比 SPT 快得多。然而,有人认为,一些非常稠密的土壤不适合于 CPT,如石灰石,风化岩石和含有巨石的土壤。在许多情况下,RIC 用于具有干净的砂或进口材料的土堤,因此在许多情况下,CPT 的性能应该是可靠的。当土壤调查报告准备好时,可以结合项目的地球工作方法确定所需的压实程度和压实深度。建议每个项目从测试领域开始,以测试不同的网格图案,冲击能量的变化,打击次数以及每个位置的 RIC 操作顺序。黄色三角形(1)表示 RIC 测试前的 CPT,橙色(3)表示





RIC 測試後的 CPT

      在 RIC 測試操作完成後,可以通過執行附加的土壤調查來發現 RIC 方法和模式的不同變化的有效性。 要注意的是,在測試領域土地調查應在 RIC 測試操作前後進行。 根據圖3 的調查順序可以在測試領域中提供有關 RIC 結果的清晰信息。 如果決定更改 RIC 序列(模式,衝擊能量,吹掃量或重複序列的變化),建議在新的測試領域中監測結果以及該特定新測試領域的另一個土壤調查計劃。


RIC 测试后的 CPT


      在 RIC 测试操作完成后,可以通过执行附加的土壤调查来发现 RIC 方法和模式的不同变化的有效性。 要注意的是,在测试领域土地调查应在此测试操作前后进行。 根据图3 的调查顺序可以在测试领域中提供有关这个结果的清晰信息。 如果决定更改 RIC 序列(模式,冲击能量,吹扫量或重复序列的变化),建议在新的测试领域中监测结果以及该特定新测试领域的另一个土壤调查计划。经过测试确定了最佳的 RIC 压实方法现场实际工程可以开始。冲击锤的能量可以根据项目要求或发现的信息进行调整在测试期间。如果 RIC 钻机或已经提供了测量冲击系统套件可以通过在驾驶室裡的控制盒来调节所需的能量。建议对它的 位置进行编号在模式内。以这种方式,RIC 锤的设置可以是注册每个位置和获得的信息可以给宝贵的与土壤调查结果比较后的资料。

      在执行此操作期间,压实程度可以是通过额外的土壤调查监测。当附近的 CPT 或 SPT 被执行建议应用在一定距离之间 “旧” 和 “新” 调查地点。这个距离可能是一个因素 05 乘以 D(压实脚的直径)。这样一个好的可以与之前和之后的压实进行比较 RIC 作业表明了它的有效性。参考图4。它的有效性达到 -5.5米以下工作水平。
 

操作

     经过项目信息,位置和锤子设置在测量冲击监控系统中进行了调整,RIC 工作可以开始。基于压实脚的沉降,每个位置的打击次数可以在大约 15 到 40 次之间变化。打击次数可以通过在试验场进行试验来确定。如果达到压实脚的最大允许穿透深度,这是在压实脚上标记的,应该停止在该特定位置的 RIC 操作。在需要增加压实度的情况下,可以决定用颗粒材料填充压实坑,并在同一位置重复压实作业。在 RIC 操作期间,有可能确定视觉是否压实脚仍然容易地进入土壤,或者穿透速度降至最低,例如每次冲 0 至 1 毫米。当穿透速度下降到最小时,可以认为该特定位置的 RIC 操作已经完成,并且 RIC 钻机准备转移到下一个位置。应特别注意锤垫。在长时间和强烈的 RIC 操作过程中,如果高温和重型压实作业的衝击计数超过 40次,锤垫应经常由备用件进行检查和更换。使用这个程序,避免了锤子垫的损坏,并且在冷却后可以再次使用更换的垫子。根据土壤类型和项目要求,RIC的生产力可以在每天 1000 到 10000平方米之间变化。

总结与结论

      快速冲击压实(RIC)是大面积土堤的高效压实方法。因此,RIC 经常用于建设道路,机场跑道,工业区和港口工程的土地开发,堤防和各种相关的工作项目。根据所需的压实深度,可以在 PVE RIC 多个钻机之间进行选择。在开工前,需要安排土地调查。锥体渗透测试(CPT)是首选,因为这些测试提供有关土壤密度的有价值且准确的信息。在实际的 RIC 工作之前,强烈建议安排一个测试领域,以便测试压实时间,冲击能量,网格图案和顺序。当 RIC 测试与准备好的土壤调查计划相结合时,可以在这个作业的有效性方面获得明确的洞察。在测试领域确定了此工作最有效的工作顺序之后,实际操作可以开始。在它工作期间,在 RIC 工程开始之前,在土地调查执行地点附近可以进行附加土壤调查。通过这种方式,可以很好地比较 RIC 土地改良前后的土壤密度。