[發明專利]水運工程大面積復雜場地地基動力固結智能化施工控制方法及設備

在審

• 申請號: 202010538193.1
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111735493A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 陳運濤;田雋;盛利;侯建飛;左大偉;袁方龍;張楊;孫玉濤;王雷;朱飛虎
• 申請（專利權）人: 中交天津港灣工程研究院有限公司;中交第一航務工程局有限公司;天津港第二集裝箱碼頭有限公司;天津津港建設有限公司;天津港航工程有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G05B19/04;E02D3/046
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 謝萌

本發明公開了一種水運工程大面積復雜場地地基動力固結智能化施工控制方法及設備，選取具有代表性的試驗區，在土層中設置孔隙水壓力傳感器；夯機配備夯錘后就位至試驗區；進行夯擊，并實時獲取夯擊數，采集每次夯擊的孔隙水壓力，獲取每次夯擊中的孔隙水壓力最大值；實時顯示相鄰兩次夯擊中的孔隙水壓力最大值的差值與夯擊數的時程變化關系，從中得到差值隨夯擊數的增加趨于穩定時的有效夯擊數；對整個待固結場地進行夯擊，每個夯擊點位的夯擊次數為有效夯擊數。本發明以孔隙水壓力作為水運工程地基加固過程中的收錘標準，并同步實現夯點定位、夯擊數記錄、孔隙水壓力觀測等，避免了過夯、少夯情況的發生，有效的保證了現場施工進度和質量。

技術領域

本發明屬于軟土地基加固技術領域，特別涉及一種適用于水運工程大面積復雜場地地基動力固結智能化施工控制方法及設備。

背景技術

強夯法即強力夯實法，又稱動力固結法，是利用大型履帶式強夯機將8-30噸的重錘從6m-30m高度自由落下，對土進行強力夯實，迅速提高地基的承載力及壓縮模量，形成比較均勻的、密實的地基，在地基一定深度內改變了地基土的孔隙分布。經過多年的實踐及強夯設備的更新，強夯法施工已廣泛運用到高速公路鐵路、機場、核電站、大工業區、港口填海等基礎加固工程，并對相對較復雜的地質如高填方基礎、高含水量基礎、港口填海基礎、海水吹填基礎等都有成功的施工案例。

目前，相關地基加固規范中明確規定了以夯沉量作為強夯施工的控制標準，即單擊夯擊能E＜4000kN·m，最后兩擊平均夯沉量不大于50mm；單擊夯擊能4000kN·m≤E＜6000kN·m，最后兩擊平均夯沉量不大于100mm；6000kN·m≤E，最后兩擊平均夯沉量不大于200mm，且各等級夯擊能對應的地基加固深度不同。但實踐表明，該標準在指導水運工程地基加固時存在諸多問題，如：對于吹填粉土和粉質黏土地基加固，一般有效加固深度為5m-6m，采用平錘所對應的夯擊能為2000kN·m，現場施工過程中，每個夯點夯擊8-10擊后，最后兩擊平均夯沉量仍大于100mm，但此時已達到預期加固效果，若為滿足規范收錘標準繼續夯擊將出現沒錘現象，嚴重影響現場施工進度，且過度夯擊將增大施工成本；對于表層存在厚度較大且不均勻的雜填土等硬殼層的地基加固工程，為了滿足使用要求，有效加固深度一般不小于7m,先采用中-高能量柱錘破除硬殼層，再用平錘以“輕夯多遍”的原則，逐步分層加固土體，采用柱錘破除硬殼層時，因硬殼層厚度不均導致每個夯點夯擊數為6-15擊，終錘擊數難以控制，甚至出現少夯、過夯的情況，致使下臥黏土層內的超靜孔隙水壓力增長幅度偏差較大，地基出現局部剪切破壞或影響深度不夠的現象，嚴重影響現場施工質量。綜上所述，僅靠夯沉量作為動力固結法加固飽和軟土地基收錘標準無法滿足工程需要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種水運工程大面積復雜場地地基動力固結智能化施工控制方法。

本發明的另一個目的在于提供一種用于實現上述方法的水運工程大面積復雜場地地基動力固結智能化施工控制設備。

本發明的技術目的通過下述技術方案予以實現。

一種水運工程大面積復雜場地地基動力固結智能化施工控制方法，包括以下步驟：

步驟1：在場地中選取地質條件具有代表性的區域作為試驗區，然后在試驗區土層中設置孔隙水壓力傳感器。

步驟2：根據試驗區地質情況為夯機配備相應的夯錘，并就位夯機至試驗區；

在步驟2中，對于以吹填粉土或粉質黏土為主的軟土地層，為夯機配備錘徑為2.0～2.5m的平錘進行步驟3至4的操作；

在步驟2中，對于場地存在厚度大于1.5m的雜填土等結構層地質，首先為夯機配備錘徑為1.0～1.5m的柱錘，就位夯機至試驗區進行夯擊預處理，破除結構層；然后再為夯機配備錘徑為2.0～2.5m的平錘進行步驟3至4的操作。