深厚砂層地基15 000 kN·m能級(jí)強(qiáng)夯試驗(yàn)研究

呂本超 呂云峰

(1.鄭州金成房地產(chǎn)有限公司，河南 鄭州 450000； 2.河南四建股份有限公司，河南 開封 475000)

深厚砂層地基15 000 kN·m能級(jí)強(qiáng)夯試驗(yàn)研究

呂本超1呂云峰2

(1.鄭州金成房地產(chǎn)有限公司，河南 鄭州 450000； 2.河南四建股份有限公司，河南 開封 475000)

依據(jù)強(qiáng)夯設(shè)計(jì)和檢測(cè)要求，對(duì)某沿海深厚砂土地基15 000 kN·m能級(jí)強(qiáng)夯試驗(yàn)進(jìn)行了研究，并采用夯前、夯后標(biāo)貫試驗(yàn)、靜力觸探、多道瞬態(tài)面波測(cè)試和平板載荷試驗(yàn)等檢測(cè)手段，對(duì)強(qiáng)夯加固效果進(jìn)行了分析，得出了一些有參考價(jià)值的結(jié)論。

深厚砂土，強(qiáng)夯試驗(yàn)，檢測(cè)

1 概述

強(qiáng)夯法是反復(fù)將重錘提到高處使其自由落下，給地基以沖擊和振動(dòng)能量，將地基土夯實(shí)的地基處理方法。強(qiáng)夯法適用于處理砂土、素填土、雜填土和粉性土等，在處理深厚砂土地基中，主要用于壓實(shí)砂土、消除砂土液化性，提高地基承載力、減少工后沉降為目的。

本文通過某沿海深厚砂土地基15 000 kN·m能級(jí)強(qiáng)夯試驗(yàn)研究，對(duì)強(qiáng)夯加固效果進(jìn)行分析，為類似場(chǎng)地工程強(qiáng)夯設(shè)計(jì)和施工檢測(cè)提供參考。

2 強(qiáng)夯設(shè)計(jì)和檢測(cè)要求

15 000 kN·m強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

1)第一、二遍采用15 000 kN·m能級(jí)強(qiáng)夯，夯點(diǎn)間距為10 m，第二遍點(diǎn)為第一遍夯點(diǎn)插點(diǎn)。

2)第三遍夯點(diǎn)加固夯采用8 000 kN·m能級(jí)，在一、二遍點(diǎn)之間插點(diǎn)。

點(diǎn)夯和加固夯收錘標(biāo)準(zhǔn)均按最后兩擊平均夯沉量不大于200 mm，當(dāng)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)可進(jìn)行調(diào)整。

3)第四遍和第五遍滿夯分別采用3 000 kN·m和1 000 kN·m能級(jí)各一遍，夯印搭接1/4，每點(diǎn)2擊。

4)夯后14 d安排檢測(cè)，檢測(cè)手段包括平板載荷試驗(yàn)、靜力觸探、標(biāo)貫試驗(yàn)和面波測(cè)試。

試驗(yàn)區(qū)夯點(diǎn)布置見圖1。

3 施工情況

采用專用強(qiáng)夯機(jī)，夯錘重為46.6 t，錘徑為2.5 m，落距為32.2 m。

試驗(yàn)區(qū)表層1 m下有淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層，厚度在0.5 m左右，該層的存在導(dǎo)致A1區(qū)夯坑單擊夯沉量、累計(jì)夯沉量偏大，施工期間需進(jìn)行夯坑填料。第一、二遍點(diǎn)夯(15 000 kN·m)夯擊數(shù)在12擊～13擊，夯坑累計(jì)夯沉量在5 m～8 m之間，期間需填料2次～3次。第三遍加固夯(8 000 kN·m)夯擊數(shù)在10擊～12擊左右，A1區(qū)夯坑深度1.9 m～2.6 m，A2區(qū)夯坑深度1.7 m～2.1 m。點(diǎn)夯后進(jìn)行兩遍滿夯施工，能級(jí)分別為3 000 kN·m，1 000 kN·m(錘重18 t，錘徑3.2 m)，錘印1/4錘直徑搭接，每夯點(diǎn)2擊。

A2夯區(qū)具有代表性的夯點(diǎn)(A2-B3，A1-B2，A9-B9)累計(jì)夯沉量與夯擊數(shù)關(guān)系曲線見圖2。

試驗(yàn)場(chǎng)地地面標(biāo)高較夯前下沉約100 cm。

4 試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

夯后采用平板載荷試驗(yàn)、靜力觸探、標(biāo)貫等手段進(jìn)行檢測(cè)，各檢測(cè)結(jié)果如下。

4.1 標(biāo)貫試驗(yàn)結(jié)果分析

夯前、夯后典型標(biāo)貫擊數(shù)對(duì)比曲線詳見圖3～圖5，根據(jù)夯前、夯后標(biāo)貫結(jié)果分層統(tǒng)計(jì)成果見表1。

根據(jù)標(biāo)貫檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)過15 000 kN·m能級(jí)強(qiáng)夯后，有效加固深度的土層均勻性得到較好的改善，有效加固深度為14 m；有效加固深度范圍內(nèi)，砂土液化現(xiàn)象已消除。

4.2 靜力觸探試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果分析

根據(jù)夯前、夯后的靜力觸探試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析如表2，表3所示。

表1 標(biāo)貫確定地基承載力和壓縮模量統(tǒng)計(jì)表

表2 A1區(qū)靜探檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表 MPa

表3 A1區(qū)靜探確定地基承載力和壓縮模量統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)靜探檢測(cè)結(jié)果可以得出，A1區(qū)經(jīng)過15 000 kN·m能級(jí)強(qiáng)夯后，有效加固深度的土層均勻性得到了改善，有效加固深度為13 m。

4.3 多道瞬態(tài)面波測(cè)試檢測(cè)結(jié)果分析

A1區(qū)面波測(cè)試剪切波速對(duì)比曲線如圖6～圖8所示，通過夯前、夯后面波測(cè)試剪切波速曲線對(duì)比分析，A1區(qū)經(jīng)過15 000 kN·m能級(jí)強(qiáng)夯以后，地基的均勻性得到了改善，有效加固深度為15 m。

4.4 平板載荷試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果分析

A1區(qū)平板載荷試驗(yàn)P—S曲線見圖9。

根據(jù)載荷試驗(yàn)結(jié)果，3個(gè)載荷試驗(yàn)點(diǎn)均加載至最大加載量500 kPa，P—S曲線沒有出現(xiàn)陡降，S—lgt曲線也沒有出現(xiàn)明顯彎折，3個(gè)點(diǎn)均沒有加載至地基土破壞；根據(jù)規(guī)范，緩變形P—S曲線，承載力特征值取S=0.01b對(duì)應(yīng)的荷載，且不大于最大加載量的一半，判定1號(hào)點(diǎn)、2號(hào)點(diǎn)的地基承載力特征值為250 kPa；3號(hào)點(diǎn)試驗(yàn)期間由于地基土受雨水浸泡，沉降量較大，地基承載力特征值為241 kPa。根據(jù)強(qiáng)夯施工和檢測(cè)結(jié)果，考慮到3號(hào)點(diǎn)受降雨影響，本試驗(yàn)區(qū)夯后地基承載力特征值建議取250 kPa。夯后載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表4。

表4 A1區(qū)夯后載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

地基承載力建議值取250 kPa，壓縮模量建議值取25 MPa。

5 結(jié)論和建議

A1區(qū)經(jīng)過15 000 kN·m能級(jí)強(qiáng)夯處理后，根據(jù)夯前、夯后標(biāo)貫試驗(yàn)、靜力觸探、多道瞬態(tài)面波測(cè)試和平板載荷試驗(yàn)等檢測(cè)手段綜合分析，結(jié)論如下：

1)淺層土地基承載力特征值以及模量主要以載荷試驗(yàn)來確定，深層土地基承載力和模量主要以標(biāo)貫試驗(yàn)和靜探試驗(yàn)確定。本區(qū)域地基承載力特征值與壓縮模量的分層統(tǒng)計(jì)建議值如表5所示。

表5 地基承載力特征值與壓縮模量分層統(tǒng)計(jì)表

2)根據(jù)標(biāo)貫、靜探和面波等方法對(duì)夯前、夯后的檢測(cè)結(jié)果對(duì)比，綜合判定本區(qū)強(qiáng)夯有效加固深度為13 m。

3)根據(jù)標(biāo)貫試驗(yàn)結(jié)果，按照建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范判定，有效加固深度范圍內(nèi)的砂土液化現(xiàn)象已消除。

4)A1區(qū)施工和檢測(cè)期間，地基土受到雨水浸泡，載荷試驗(yàn)沉降量較大，建議后期進(jìn)行地基處理施工、檢測(cè)工作時(shí)，采取合理排水措施，避免雨水浸泡；竣工后場(chǎng)地應(yīng)注意保護(hù)。

5)后期地基處理施工過程中，如遇淺層3 m以內(nèi)存在淤泥等軟弱土層時(shí)應(yīng)及時(shí)清理換填，以免影響強(qiáng)夯加固效果。

[1] GB 50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)[S].

[2] JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[3] JGJ 106-2003，建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

Research on 15 000 kN·m energy dynamic compaction test of deep sand foundation

LV Ben-chao1LV Yun-feng2

(1.ZhengzhouJinchengReal-estateCo.,Ltd,Zhengzhou450000,China; 2.Henan4thConstructionCo.,Ltd,Kaifeng475000,China)

According to the dynamic compaction design and test requirements, the paper researches some coastal 15 000 kN·m energy dynamic compaction test of deep sand foundation, the paper adopts various measures, including the standard penetration tests before and after the compaction, the static sounding, the multitrace transient surface test and the plate loading capacity tests, analyzes the consolidation effect of the dynamic consolidation, and achieves some valuable conclusions.

deep sand, dynamic compaction test, inspection

1009-6825(2014)15-0068-03

2014-03-17

呂本超(1965- )，男，工程師； 呂云峰(1975- )，男，工程師

TU472.31

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