专利名称：饱和松砂的爆炸强夯联合密实法的制作方法
技术领域：
本发明属土木工程地基处理方法，主要是用于水上或水下饱和松砂的密实。
目前在处理饱和松砂地基的工程中主要采用的是振冲法。这种方法是通过振冲器产生水平向振动力，振挤砂体达到提高地基承载力，减少沉降量。这种方法存在的问题是对砂层下部密实质量较差，施工难度大，同时由于实施该方法时需要振冲器，行走式起吊装置、泵送水系统，功率50～75千瓦的电机以及控制系统等设备，故施工成本较高。
本发明的目的在于提供一种可使饱和松散砂基在全深度范围内提高到中等密实状态，达到提高地基承载力与减少地基沉降量的施工方法。
针对已有技术存在的问题，本发明采用在砂基中钻孔埋入小药量炸药包，并逐排逐孔起爆，利用爆炸振动对砂基下层密实，然后利用强夯夯实作用对砂基上层压实。
图1是爆炸强夯联合加密原理图。
图2是砂基厚度5米＜H0＜8米的单药包布药图。
图3为砂基厚度8米≤H0＜15米的双层药包布药图。
现结合附图对本发明的原理加以详细介绍，检验砂基密实质量一般用标准贯入击数N法，未经处理的天然或人工砂基通常N＝3～10击，不能满足中密砂基(N＞15击)的检验要求，对厚度大于5米的砂基，用强夯法密实其有效(N＞15击)加密深度在5米以内。检验结果如图1中曲线(2)所示。用爆炸法密实其有效(N＞15击)加密深度在6米以下，检验结果如图1曲线(1)所示。
本发明采用先在需密实的砂基中钻孔，在孔中放置小药量炸药包，利用爆炸振动与压密效应使深度6米以下的砂基得到有效密实(N＞15击)，然后采用强夯使深度5米以内的砂基得到有效密实(N＞15击);深度4米～7米的砂层，由于爆炸和强夯的双重作用也得到有效密实(N＞15击)。这样就使砂基在全深度即图1中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区内达到中密(N＞15击)要求。
本发明在实施中可采用埋置单药包或双药包的两种布药方式，当砂基的厚度为5米＜H0＜8米时，可选用单药包布药方式。其布药图如图2所示。先在砂基钻孔(4)将药包V1埋入，药包V1的埋深H1与砂基层厚度H0的关系为H1＝(0.5～0.7)H0(米)。单个药包V1的药量Q1与其埋深H1的关系为Q1＝(0.03～0.08)H31(公斤)。相邻装药孔(4)之间的距离
在砂层厚为8米≤H0＜15米时，采用如图3所示的双层药包布药方式，上层药包V2到砂基表面(5)之间的距离H1和下层药包V3到所需加密砂基基底(3)的距离H2基本相等，与砂基厚度H0之间的关系为H1≈H2≈(0.35～0.45)H0，且(H1+H2)＞0.75H0，上、下层药包V2、V3之间的距离H3应满足如下关系式H3＜ (H1+ H2)/3 。上层药包V2的药量Q2与其埋置深度H1的关系为Q2＝(0.03～0.08)H31(公斤)，下层药包V3的药量Q3与其到砂基基底(3)的距离H2的关系为Q3＝(0.08～0.16)H32(公斤)，相邻装药孔(4)之间的距离
无论采用单层药包布药或双层药包布药方式，均采用逐排逐孔起爆，相邻两孔爆炸时间相隔20分钟以上。在爆炸加密施工结束后，采用强夯进行二次动载加密，强夯加密分两步进行。先进行点夯，然后采用满夯对砂基加密。点夯时，单点夯击能量(300～400)T-m，夯点间距(3～5)米，分两遍点夯，两遍间隔时间不少于(2～4)天，单点击数不少于(10～15)击，点夯结束(3～5)天后进行满夯，满夯夯击能量(150～250)T-m，满夯单点击数不少于(2～3)击，相邻两锤适当重叠。图2、图3中标志(6)为水位线。
采用本发明对饱和砂基加密后，用标准贯入击数法检验，砂基在全深度范围内，平均N值大于25击，能完全满足中密砂基的设计要求。同时，采用本发明与现行振冲密实法相比可降低成本50%。
本发明的一个实施例如下，所施工区砂基厚度为12～15m，采用图3所示双层布药方式，装药孔间距a2为5m，单孔药包2个，上层药包V2到砂层表面(5)的距离H1为4.5米，上层药包V2与下层药包V3之间的距离H3＝3～3.5m，下层药包V3的药量Q3＝10Kg，上层药包V2药量Q2＝8Kg，采用逐排逐孔起爆。爆炸处理后采用强夯加密，锤重19.6T，锤径Φ2.2m，点夯吊高18.6m。单点夯点能量365T-m，点夯间距4×4m，分两遍点夯，两遍间隔三天。第一遍单点夯击15次，第二遍单点夯击12次。满夯吊高10.2m，单点夯击能量200T-m，相邻两锤重叠 1/4 锤径，单点击数3次。
权利要求
1.一种密实饱和松砂的方法，采用了爆炸和强夯技术，其特征在于先在砂基中钻孔埋入小药包，并逐排逐孔起爆，利用小药量爆炸对砂基下层密实；爆炸密实后再用强夯夯实对砂基上层压实，利用二者联合动力密实作用使全砂基达到中密要求。
2.根据权利要求1所述的密实饱和松砂的方法，其特征在于当需加密的砂基层厚H0为5米＜H0＜8米时，在砂基中埋置单药包V1;药包V1埋置深度H1与砂层厚度H0的关系为H1＝(0.5～0.7)H0(米);单药包V1的药量Q1与其埋置深度H1的关系为Q1＝(0.03～0.08)H31(公斤)相邻装药孔(4)之间的距离a1与单药包药量Q1的关系为
3.根据权利要求1所述的密实饱和松砂的方法，其特征在于当砂层厚H0为8米≤H0＜15米时，采用双层药包;上层药包V2到砂基表面(5)的距离H1和下层药包V3到砂基底(3)的距离H2与砂层厚度H0之间的关系为H1≈H2＝(0.35～0.45)H0，且(H1+H2)＞0.75H0，上层药包V2与下层药包V3之间的距离H3应满足如下关系式H3＜ (H1+ H2)/3 ，上层药包V2的药量Q2与其埋置深度H1的关系为Q2＝(0.03～0.08)H31(公斤)下层药包V3的药量Q3与其到砂基基底(3)之间的距离H2的关系为Q3＝(0.08～0.16)H32(公斤)相邻装药孔(4)之间的距离a2为
4.根据权利要求1所述的密实饱和松砂的方法，其特征在于先进行点夯，然后采用满夯对砂基加密。
5.根据权利要求1和4所述的密实饱和松砂的方法，其特征在于点夯时单点夯击能量为(300～400)T-m，夯点间距(3～5)米，分两遍点夯，两遍间隔不少于(2～4)天，单点击数不少于(10～15)击。
6.根据权利要求1和4所述的密实饱和松砂的方法，其特征在于满夯击能量为(150～250)T-m，单点击数不少于(2～3)击，相邻两锤适当重叠。
全文摘要
一种密实饱和松砂的方法，把爆炸和强夯技术有效的结合起来，先利用小药量爆炸振动与压密作用对砂基下层密实，然后利用强夯夯实作用对砂基上层压实，并利用二者联合动力加密作用，使饱和松散砂基在全深度范围内达到中密状态，起到了提高地基承载力与减少地基沉降量的作用，加密质量优于振冲法，且降低成本50％。
文档编号E02D3/10GK1065503SQ92100099
公开日1992年10月21日 申请日期1992年1月17日 优先权日1992年1月17日
发明者张建华, 顾道良, 李世海, 石成 申请人:中国科学院力学研究所