強夯夯點布置對濕陷性地基處理的影響

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(山西建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030006)

引言

山西建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院新校區(qū)屬省高校教育園區(qū)項目之一，建設(shè)場地位于晉中市北部山西高校新區(qū)內(nèi)。根據(jù)《巖土工程勘察報告》，勘察濕陷性土樣采用探井刻?、窦壊粩_動土樣，結(jié)果表明，場地內(nèi)第①層黃土狀粉土具有濕陷性，一般在現(xiàn)地面下2.5～11.5 m之間，濕陷系數(shù)0.015～0.185，自重濕陷系數(shù)0.002～0.066，濕陷起始壓力19～363 kPa。從整體上分析，濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)隨深度的增加而逐漸減小，濕陷起始壓力隨深度的增加逐漸變大。本文以該工程學(xué)生宿舍組團(tuán)(二)場地強夯處理為例，就濕陷性黃土地基的處理進(jìn)行探討。

1 濕陷性黃土的特點及強夯機(jī)理

濕陷性黃土是一種特殊性質(zhì)的土，在一定的壓力下，下沉穩(wěn)定后，受水浸濕時土結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著附加下沉。濕陷性黃土分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土，其劃分可按室內(nèi)或現(xiàn)場浸水壓縮試驗，在土的飽和自重壓力下測定的自重濕陷系數(shù)δzs判定。δzs<0.015時，應(yīng)定為非自重濕陷性黃土；δzs≥0.015時，應(yīng)定為自重濕陷性黃土。

山西建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院新校區(qū)項目的學(xué)生宿舍組團(tuán)(二)場地為自重濕陷性黃土場地，地基濕陷等級為Ⅱ級(中等)。該工程持力層為第①層黃土狀土，具有濕陷性并有可能發(fā)生震陷，不能采用天然地基，故需進(jìn)行地基處理。

考慮擬建場地空闊，且距周邊建筑物、道路較遠(yuǎn)，較適合采用低能量強夯法來加固該地基。起夯面為設(shè)計標(biāo)高-2.0 m，預(yù)計有效加固深度≮7.0 m，處理后的地基承載力特征值≮200 kPa。

2 試夯及綜合評價

項目部通過對現(xiàn)場的勘察和對地質(zhì)報告的分析，決定對學(xué)生宿舍組團(tuán)(二)場地進(jìn)行強夯法試夯。試夯參數(shù)見表1，試驗結(jié)果見表2。

表1 強夯試夯參數(shù)

表2 強夯試夯結(jié)果

根據(jù)對靜載試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析，該工程中夯擊能為4 000 kN·m的3個試夯區(qū)，地基承載力特征值的平均值為231 kPa，極差小于平均值的30%，根據(jù)GB 50025—2004《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》附錄J第J.0.8條的規(guī)定，判定試夯區(qū)的地基承載力特征值為231 kPa。

該工程中夯擊能為3 000 kN·m的8個試夯區(qū)，地基承載力特征值的平均值為201 kPa，極差小于平均值的30%，根據(jù)GB 50025—2004《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》附錄J第J.0.8條的規(guī)定，判定試夯區(qū)的地基承載力特征值為201 kPa。

另進(jìn)行了探井檢測，位置選在第1遍點夯與第2遍點夯之間的中心點，探井采用側(cè)壁取樣，每m取原狀土樣1個，并對所取土樣進(jìn)行了相關(guān)的室內(nèi)試驗。結(jié)果表明，學(xué)生宿舍組團(tuán)(二)場地T5孔號的濕陷量為66.0 mm，屬于非自重濕陷類，濕陷等級為Ⅰ級；T6孔號的濕陷量為22.5 mm，屬于非自重濕陷類，濕陷等級為Ⅰ級。

綜合判定：學(xué)生宿舍組團(tuán)(二)場地為非自重濕陷性場地，地基濕陷等級為Ⅰ級(輕微)，濕陷土層分布在①-1濕陷性粉土中。根據(jù)探井土樣的試驗結(jié)果，鑒于7.0 m范圍內(nèi)未全部消除濕陷的試夯區(qū)，應(yīng)在實際施工中調(diào)整強夯施工參數(shù)，以達(dá)到強夯處理的設(shè)計要求。為此將夯擊能由原來的3 000 kN·m改為4 000 kN·m，夯點布置方式由原來的正方形改為正三角形，夯點間距改為4.5 m，再次進(jìn)行檢測。

3 強夯及綜合評價

3.1 靜載試驗結(jié)果

根據(jù)靜載試驗結(jié)果，地基土承載力特征值見表3。

根據(jù)GB 50025—2004《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》，荷載加至最大加載量462 kPa，最大沉降量<10.5 mm時，地基承載力特征值取231 kPa。

表3 學(xué)生宿舍組團(tuán)(二)場地地基土承載力特征值

根據(jù)對靜載試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析，學(xué)生宿舍組團(tuán)(二)場地的5個試驗點的地基承載力特征值的平均值為231 kPa，極差小于平均值的30%，根據(jù)GB 50025—2004《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》附錄J第J.0.8條的規(guī)定，判定學(xué)生宿舍組團(tuán)(二)場地的地基承載力特征值為231 kPa。

3.2 室內(nèi)土工試驗及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗

進(jìn)行了鉆探孔(井)與室內(nèi)土工試驗及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗，結(jié)果見表4。

表4 強夯地基的物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計

根據(jù)對探井所取土樣的室內(nèi)土工試驗結(jié)果，強夯處理深度范圍內(nèi)，土樣的濕陷系數(shù)δs均<0.015，地基土的濕陷性已消除。強夯處理后的地基承載力特征值滿足設(shè)計要求，物理力學(xué)指標(biāo)良好。

4 結(jié)語

采用強夯法進(jìn)行濕陷性黃土地基的處理，在現(xiàn)場空闊的擬建場地具有明顯的優(yōu)勢。根據(jù)靜載荷試驗、土工試驗及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗結(jié)果，該工程學(xué)生宿舍組團(tuán)(二)場地的地基土濕陷性已消除，地基承載力特征值滿足設(shè)計要求。說明適當(dāng)調(diào)整強夯能級，采用正三角形布置夯點替代正方形的夯點布置，有利于更好地消除濕陷性黃土的濕陷性，消除夾層。

參考文獻(xiàn)：

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