濕陷性黃土地基的強(qiáng)夯處理

1、<p>　　濕陷性黃土地基的強(qiáng)夯處理</p><p>　　摘要根據(jù)強(qiáng)夯法施工的具體實(shí)踐，介紹了該方法的施工工藝、檢測(cè)項(xiàng)目、控制標(biāo)準(zhǔn)等。 </p><p>　　關(guān)鍵詞強(qiáng)夯法施工技術(shù) </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)： TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　強(qiáng)夯法由法國(guó)Menard技術(shù)公司于1969年首創(chuàng)，該法又稱(chēng)為動(dòng)力固結(jié)法

2、或動(dòng)力壓密法。這種方法是將一定重量的重錘以一定的落距給予地基以沖擊和振動(dòng)，從而達(dá)到提高土的強(qiáng)度，增大密實(shí)度，改善土的振動(dòng)液化條件，消除濕陷性黃土的濕陷性等目的。 </p><p><b>　　前言 </b></p><p><b>　　1.1工程概況 </b></p><p>　　丹拉國(guó)道主干線宣化至老爺廟（冀蒙界）公路，

3、路線穿越區(qū)位于華北平原與內(nèi)蒙古高原過(guò)渡帶的冀西北山地邊緣，屬冀西北山間盆地。路線穿越區(qū)的黃土狀亞砂土，黃土狀亞粘土分布較廣，但規(guī)模不大，分布不連續(xù)。其厚度為2～10米，具垂直節(jié)理、大孔隙特征，其濕陷程度為I～I(xiàn)I級(jí)，其中K73+700～K74+800為自重中等濕陷。 </p><p>　　設(shè)計(jì)要求經(jīng)強(qiáng)夯加固后其靜力觸探比貫入阻力當(dāng)量值大于2Kpa，標(biāo)貫擊數(shù)當(dāng)量值大于6擊，地基反應(yīng)模量大于30MN/m3，墊層干密度

4、大于1.9g/c m3。 </p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)參數(shù) </b></p><p>　　(1)錘重20t，底面積4m2。 </p><p>　　(2)夯點(diǎn)采用正方形布置，夯點(diǎn)間距4.5m。 </p><p>　　(3)夯擊3遍，第一遍：主夯，按規(guī)定間距；第二遍：副夯，在各主夯點(diǎn)中間穿插進(jìn)行，仍按規(guī)定間距；第

5、三遍：滿(mǎn)夯，利用夯點(diǎn)彼此搭接1/4連續(xù)夯擊。 </p><p>　　(4)主夯、副夯采用單擊夯擊能為3000kN·m，夯擊次數(shù)均為4次；滿(mǎn)夯采用單擊夯擊能為700~1000 kN·m，滿(mǎn)夯擊次為最后一擊夯沉量小于50mm。 </p><p>　　(5)如果機(jī)械設(shè)備在清除表土后能直接進(jìn)行強(qiáng)夯，則不加墊層，否則增加50cm砂礫墊層后進(jìn)行強(qiáng)夯施工。 </p>&

6、lt;p><b>　　強(qiáng)夯試驗(yàn) </b></p><p><b>　　2.1 試驗(yàn)?zāi)康?</b></p><p>　　強(qiáng)夯參數(shù)包括錘重、落距、加固深度、夯點(diǎn)布置、加固范圍、最佳夯擊能、夯擊遍數(shù)及間歇時(shí)間、墊層厚度及材料等。鑒于目前國(guó)內(nèi)外尚未形成一套確定強(qiáng)夯參數(shù)的理論和計(jì)算方法，在大面積強(qiáng)夯施工前，應(yīng)先根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的施工參數(shù)及類(lèi)似工程的施

7、工經(jīng)驗(yàn)，在夯區(qū)范圍內(nèi)選點(diǎn)試夯。以確定合理的強(qiáng)夯參數(shù)及施工工藝，確保處理效果。 </p><p>　　2.2 確定強(qiáng)夯的基本參數(shù) </p><p><b>　　有效加固深度 </b></p><p>　　強(qiáng)夯加固地基的有效深度，是指經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯處理后，地基土體強(qiáng)度提高，壓縮性降低，其加固效果均達(dá)到或超過(guò)進(jìn)行加固所要求的最低值的土層深度范圍。 <

8、/p><p>　　由于強(qiáng)夯處理效果受多種因素影響，一方面受夯擊能、夯點(diǎn)間距、夯擊次數(shù)、錘底形狀、施工工藝等影響；另一方面受需處理地層的原始結(jié)構(gòu)、均勻性及地下水位等影響。因此，確定強(qiáng)夯處理的有效深度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察情況、當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)及試驗(yàn)夯區(qū)來(lái)確定。 </p><p><b>　　單位夯擊能 </b></p><p>　　表一 強(qiáng)夯法的有效加固深度與單位夯

9、擊能的對(duì)應(yīng)關(guān)系 </p><p>　　單位夯擊能 有效加固深度（m） </p><p>　?。╧N.m） 碎石土、砂土系 粉土、粘性土、濕陷性黃土等 </p><p>　　1000 5.0~6.0 4.0~5.0 </p><p>　　2000 6.0~7.0 5.0~6.0 </p><p>　　3000 7.0~8

10、.0 6.0~7.0 </p><p>　　4000 8.0~9.0 7.0~8.0 </p><p>　　5000 9.0~9.5 8.0~8.5 </p><p>　　6000 9.5~10.0 8.5~9.0 </p><p>　　2.3 施工方法及控制 </p><p>　　(1)點(diǎn)夯分兩遍完成，隔點(diǎn)不隔行；滿(mǎn)

11、夯分兩遍完成，先夯間滿(mǎn)夯，再普夯。 </p><p>　　(2)控制間歇時(shí)間，兩遍點(diǎn)夯的間歇時(shí)間不少于20天，以超孔隙水壓力消散大于70%以上控制，點(diǎn)夯與滿(mǎn)夯間歇時(shí)間不少于15天，以超孔隙水壓力消散大于50%控制。 </p><p>　　2.4 施工注意事項(xiàng) </p><p>　　(1)路塹段應(yīng)首先開(kāi)挖后夯擊，并根據(jù)路堤強(qiáng)夯段的下沉量資料，在開(kāi)挖至高于路基設(shè)計(jì)標(biāo)高一

12、定值后進(jìn)行夯擊，使夯擊后地面標(biāo)高低于并接近設(shè)計(jì)標(biāo)高。 </p><p>　　(2)斜坡段路堤基底的橫向或縱向坡度陡于1：5的陡坡段，須先把斜坡推出處理范圍外，開(kāi)挖出滿(mǎn)足機(jī)械作業(yè)要求的臺(tái)階后，再進(jìn)行夯擊。 </p><p>　　(3)當(dāng)原地面表層較濕或含水量較大時(shí)，在夯擊前應(yīng)在該段鋪墊10cm~20cm厚的碎石，然后進(jìn)行夯擊。 </p><p>　　(4)冬季施工時(shí)，

13、如凍土層厚度0.5m時(shí)，則不宜施工。 </p><p>　　最佳夯擊能與控制標(biāo)準(zhǔn)的確定 </p><p>　　由動(dòng)力固結(jié)理論，使地基中產(chǎn)生孔隙水壓力達(dá)到土的覆蓋壓力時(shí)的擊實(shí)能稱(chēng)為最佳擊實(shí)能，當(dāng)單擊夯擊能一定時(shí)，與最佳擊實(shí)能相對(duì)應(yīng)的夯擊次數(shù)稱(chēng)為最佳夯擊數(shù)。恰當(dāng)選擇夯點(diǎn)擊數(shù)，是取得良好加固效果的一個(gè)重要因素。夯點(diǎn)擊數(shù)小，達(dá)不到壓實(shí)加固效果，擊數(shù)過(guò)大，不僅費(fèi)用高、不經(jīng)濟(jì)，有時(shí)還會(huì)降低地基承載力。

14、因此，夯點(diǎn)數(shù)應(yīng)根據(jù)地層結(jié)構(gòu)等選擇最佳數(shù)值。 </p><p>　　最佳擊實(shí)能的確定可采用單點(diǎn)夯沉量與夯擊次數(shù)關(guān)系曲線確定，且滿(mǎn)足最后兩擊平均夯沉量≯5cm，夯坑周?chē)孛娌话l(fā)生過(guò)大隆起及不因夯坑過(guò)深而發(fā)生起錘困難。在試夯過(guò)程中，對(duì)每一夯點(diǎn)的每一擊的夯沉量進(jìn)行測(cè)量，并繪出夯沉量與夯擊次數(shù)的關(guān)系曲線。 </p><p>　　一般，夯擊最初的幾擊，夯擊數(shù)—夯沉量曲線陡增，各擊夯沉量增加幅度較大，此

15、時(shí)地基受到?jīng)_擊擠壓，土的密實(shí)度增加，承載力提高，壓縮性降低，主要表現(xiàn)為塑性變形。其后，隨著夯擊數(shù)的增加，每擊的夯沉量逐漸減小，此時(shí)地基土的變形包括塑性變形和彈性變形，當(dāng)達(dá)到一定擊數(shù)以后，每擊夯沉量顯著減?。ㄔ?cm以?xún)?nèi)），夯擊數(shù)—夯沉量曲線趨于平緩，每擊夯沉百分率也<5%，夯擊能主要消耗于地基的彈性變形。 </p><p>　　單點(diǎn)夯擊同時(shí)滿(mǎn)足條件1、2中的①、②兩項(xiàng)時(shí)可以止夯。 </p>&

16、lt;p>　　條件1 ①同一夯位最后兩擊的平均夯沉量<5cm; </p><p>　?、趩吸c(diǎn)夯擊次數(shù)≮4擊； </p><p>　　條件2 ①單位面積累計(jì)夯擊能>2000kN.m; </p><p>　?、诤豢由疃?gt;120cm； </p><p>　　滿(mǎn)夯結(jié)束7天后對(duì)強(qiáng)夯處理地基取樣進(jìn)行濕陷性系數(shù)、干密度、承載力等項(xiàng)目

17、的檢測(cè)。強(qiáng)夯施工段檢測(cè)頻率500米鉆探一處，每隔一米的深度范圍取樣，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)如下： </p><p><b>　　濕陷性系數(shù)s </b></p><p>　　每處的平均值s≤0.005，最大值不超過(guò)0.015； </p><p><b>　　(2) 干密度d </b></p><p>　　強(qiáng)夯的平均

18、值d ≥1.58g/cm3，最小值不小于1.50 g/cm3。 </p><p>　　(3) 地基土容許承載力 </p><p>　　強(qiáng)夯的平均值大于210kPa. </p><p>　　如果濕陷性系數(shù)的檢測(cè)結(jié)果不能滿(mǎn)足上述標(biāo)準(zhǔn)，則該鉆探處所代表路段重新夯擊，如干密度或承載力不能滿(mǎn)足上述標(biāo)準(zhǔn)，可在相鄰鉆探檢測(cè)。 </p><p><b&

19、gt;　　試驗(yàn)檢測(cè) </b></p><p>　　對(duì)強(qiáng)夯的整個(gè)夯擊過(guò)程應(yīng)該采取夯前、夯中、夯后三個(gè)階段的控制。 </p><p><b>　　4.1 夯前檢測(cè) </b></p><p>　　(1)檢測(cè)夯錘的重量及錘底面積； </p><p>　　(2)檢測(cè)場(chǎng)地平整情況； </p><p&g

20、t;　　(3)對(duì)需夯擊處理范圍內(nèi)的地基原狀土取樣，分別進(jìn)行物理力學(xué)性能的分析； </p><p><b>　　4.2 夯中檢測(cè) </b></p><p>　　夯錘的落距不得小于設(shè)計(jì)落距； </p><p>　　夯錘的落點(diǎn)誤差不得大于15cm； </p><p>　　(3)控制單位時(shí)間內(nèi)的夯擊處理面積； </p>

21、;<p>　　(4)控制夯擊遍數(shù)間的間隔時(shí)間； </p><p>　　(5)夯擊過(guò)程中的異?，F(xiàn)象，如夯坑周?chē)霈F(xiàn)隆起，夯沉量異常等情況； </p><p><b>　　4.3 夯后檢測(cè) </b></p><p>　　(1)每一遍夯擊完后，應(yīng)檢測(cè)夯坑深度、夯點(diǎn)間距及處理寬度合格后方可填平； </p><p>

22、　　(2)滿(mǎn)夯后，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整和壓實(shí)，應(yīng)達(dá)到規(guī)范要求的原地面的各項(xiàng)指標(biāo)，并測(cè)量高程，填寫(xiě)地面標(biāo)高變化； </p><p>　　(3)滿(mǎn)夯結(jié)束7天后，在夯擊處理范圍內(nèi)垂直取樣，每隔一米的深度范圍取樣，分別進(jìn)行物理力學(xué)性能的分析。 </p><p><b>　　5 結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　地基強(qiáng)夯施工技術(shù)含量高，采用上述方法所用設(shè)備簡(jiǎn)

23、單，原理直觀，適用范圍廣泛，可用于加固各種填土、濕陷性黃土、碎石土、砂土、一般粘性土、軟土以及工業(yè)、生活垃圾等地基，特別是對(duì)非飽和土加固效果顯著。對(duì)飽和土地基加固效果的好壞，關(guān)鍵在于排水，如飽和砂土地基，滲透性好，超孔隙水壓力容易消散，夯后固結(jié)就快。對(duì)于飽和的粘土或淤泥土，由于滲透性差，土體內(nèi)的水排除困難，加固效果就比較差。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p>

24、;<p>　　1鄭晏武，中國(guó)黃土的濕陷性．北京：地質(zhì)出版社，1982 </p><p>　　2葉書(shū)麟.地基處理.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1988 </p><p>　　3巖土工程勘察規(guī)范。GB50021-2009 </p><p>　　4 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范．JGJ 79-2012 </p><p><b>　　作