濕陷性黃土地基處理中強(qiáng)夯法的應(yīng)用研究

韓超 鄧新?lián)P

【摘要】：強(qiáng)夯法施工具有設(shè)備簡(jiǎn)單、工期短、效率高、成本低的特點(diǎn)。在進(jìn)行強(qiáng)夯之后，地基強(qiáng)度、穩(wěn)固性以及均勻性均能滿(mǎn)足要求，并且可以進(jìn)一步滿(mǎn)足高等級(jí)建筑地基的施工要求。本文對(duì)強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基進(jìn)行了深入探討。

【關(guān)鍵詞】：強(qiáng)夯法；濕陷性黃土；地基處理

一、濕陷性黃土工程概況

濕陷性黃土一般為黃褐色或者黃色，在黃土中，粉土含量占65%左右，并且含有大量的硫酸鹽、碳酸鹽。濕陷性黃土的天然孔隙比在1左右，比較大的孔隙可以用肉眼看出。濕陷性黃土具有兩大特點(diǎn)，第一，有著較高的壓縮特性；第二，有較強(qiáng)的濕陷性。當(dāng)濕陷性黃土地基受到壓力時(shí)，經(jīng)過(guò)水的浸泡土的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，容易出現(xiàn)下沉。因此，對(duì)于濕陷性黃土的地基，要采取把地表水進(jìn)行攔截的措施進(jìn)行處理，以防地表水發(fā)生滲漏，避免地基的底層由于濕陷下沉，在它的地面排水溝渠、地下排水構(gòu)造物上要采取相應(yīng)的防滲措施。濕陷性黃土地基的土層如果壓縮性或者濕陷性較強(qiáng)，并且路堤的自重力高于允許的承受能力時(shí)，要考慮在這兩種壓力作用下會(huì)造成壓縮下沉，出現(xiàn)這樣的情況，除了要采取措施防止地表水下滲之外，還要根據(jù)工程的要求及工程特點(diǎn)，采取強(qiáng)夯、重錘夯實(shí)、換填等相關(guān)措施進(jìn)行處理。在這里，強(qiáng)夯法又可以叫做動(dòng)力加固法，在采用強(qiáng)夯法進(jìn)行施工時(shí)，用起重機(jī)把重錘吊起，從高處自由落下來(lái)，在自由墜落的過(guò)程中形成一股強(qiáng)大振動(dòng)能量以及沖擊力，這股力量對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)夯，促使地基的深層或者淺層都能受到不用壓力的加固作用，使地基變得更加穩(wěn)定，在強(qiáng)度以及穩(wěn)固性上都能夠達(dá)到要求。

二、強(qiáng)夯法施工

1.強(qiáng)夯法施工工藝

采取強(qiáng)夯法進(jìn)行施工，目前采取的方式是通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)取得施工參數(shù)，獲得一定的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)工程自身的特點(diǎn)，使地基的壓縮性、地基承載力、加固深度等都能達(dá)到要求，再結(jié)合工程水文條件、地質(zhì)條件等各方面的特點(diǎn)，對(duì)強(qiáng)夯法的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，強(qiáng)夯法一般涉及到的內(nèi)容如下：①單點(diǎn)夯擊的參數(shù)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)對(duì)單點(diǎn)最佳夯擊能量做出判斷并決定，由工程目標(biāo)值來(lái)決定夯擊的遍數(shù)；②對(duì)夯點(diǎn)進(jìn)行布置，然后確定夯點(diǎn)間的距離，夯點(diǎn)間的距離可以是夯錘直徑的兩倍左右，而單擊夯點(diǎn)則按照梅花形的圖案來(lái)進(jìn)行設(shè)置；③取得強(qiáng)夯效果之后，可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，可以根據(jù)要測(cè)試的項(xiàng)目來(lái)準(zhǔn)備儀器。

2.強(qiáng)夯法的操作要點(diǎn)

①進(jìn)行單點(diǎn)試夯。不同的地基的要求不同，因此，要根據(jù)地基的特點(diǎn)，對(duì)最佳夯擊的次數(shù)、能量進(jìn)行確定；對(duì)夯擊次數(shù)與夯沉量的關(guān)系進(jìn)行記錄；記錄累計(jì)夯沉量和夯擊次數(shù)的百分比關(guān)系；然后進(jìn)行相關(guān)的測(cè)試，對(duì)于施工參數(shù)要確定下來(lái)，然后指導(dǎo)施工；②對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整。在進(jìn)行平整時(shí)，平整度一般要求小于±10cm；③對(duì)夯擊點(diǎn)進(jìn)行定位。采用經(jīng)緯儀測(cè)量10m×10m的方格線，然后在方格線內(nèi)進(jìn)行布點(diǎn)，采用石灰線把夯點(diǎn)劃出來(lái)；④用強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)行單點(diǎn)夯擊。首先要把夯擊的次數(shù)確定下來(lái)，然后根據(jù)次數(shù)進(jìn)行夯擊，當(dāng)進(jìn)行到最后的兩擊時(shí)，平均下沉量要小于5cm，當(dāng)所有的夯點(diǎn)都完成后，使夯擊離開(kāi)場(chǎng)內(nèi)，采用推土機(jī)進(jìn)行平坑；⑤最后，對(duì)地基的承載力及密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，驗(yàn)證強(qiáng)夯所取得的效果。

三、工程實(shí)例分析

某建筑工程，其地基地質(zhì)概況比較復(fù)雜，地形的變化明顯，并且具有一定的濕陷性，經(jīng)過(guò)診斷，確定其黃土濕陷等級(jí)及類(lèi)型為Ⅱ級(jí)的自重濕陷性黃土，因此，采用強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理，以防地基濕陷。本工程地基填土大約在4～5m，再根據(jù)持力層厚度的原理，確定其處理深度在3～5m之間。

1.采取的措施

（1）處理的目的：對(duì)濕陷性黃土進(jìn)行處理，主要是為了對(duì)土的工程性質(zhì)進(jìn)行改變，以便減少土的壓縮性及滲水性，使其濕陷性得到有效控制，進(jìn)一步使其濕陷性得到完全消除或者部分消除，進(jìn)一步減少地基的工后沉降，使地基不會(huì)發(fā)生滑塌、裂縫等現(xiàn)象，從而使工程的質(zhì)量得到保證。

（2）對(duì)黃土地基的處理措施

要對(duì)濕陷性黃土地基進(jìn)行處理，首先要根據(jù)黃土濕陷等級(jí)、處理深度上的要求、材料來(lái)源以及施工條件，然后進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，最后進(jìn)行確定。地基關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范做出明確規(guī)定，對(duì)于Ⅰ級(jí)自重濕陷性黃土、Ⅰ～Ⅱ級(jí)的非自重的濕陷性黃土，可以采用沖擊碾壓或者重錘夯實(shí)的方式進(jìn)行夯擊；對(duì)于Ⅱ級(jí)以上的自重濕陷性黃土，則可以采取擠密樁、強(qiáng)夯或者孔內(nèi)深層強(qiáng)夯的方法進(jìn)行加固處理，在本工程中，由于其濕陷等級(jí)與類(lèi)型屬于Ⅱ級(jí)自重濕陷性黃土，通過(guò)研究決定采用強(qiáng)夯法的辦法對(duì)地基進(jìn)行處理。

2.強(qiáng)夯法施工重點(diǎn)及技術(shù)上的要求

（1）基本原理

當(dāng)土體受到巨大沖擊力的作用時(shí)，在土里會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊波及應(yīng)力，此時(shí)，土中的孔隙得到有效壓縮，土體的局部液化，在夯擊點(diǎn)周?chē)囊欢ㄉ疃葍?nèi)會(huì)有縫隙的產(chǎn)生，進(jìn)一步形成排氣通道，土里的孔隙水（氣）溢出來(lái)之后，土體會(huì)很容易發(fā)生凝固，使一定深度范圍內(nèi)土體的壓縮性得到有效降低，地基的承載力自然得到提高。

（2）施工重點(diǎn)：在對(duì)地基進(jìn)行處理時(shí)，它的范圍要比基礎(chǔ)的平面尺寸還大，超出基礎(chǔ)邊緣的寬度不能小于三m。在進(jìn)行施工之前，要根據(jù)原先的設(shè)計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行選點(diǎn)，然后進(jìn)行試夯，如果是在同一個(gè)場(chǎng)地，而這個(gè)場(chǎng)地土性基本相同，那么，試夯可以在同一個(gè)位置進(jìn)行，如果出現(xiàn)比較大的差異，那么，要選擇在不同的地段進(jìn)行試夯。在進(jìn)行試夯的過(guò)程中，要對(duì)夯沉量進(jìn)行測(cè)量，最后兩擊的平均夯沉量不能超過(guò)1至2cm，或者也可以根據(jù)試夯的結(jié)果來(lái)進(jìn)行定奪。試夯完成之后，要從夯擊結(jié)束之后的夯面到底下5～8m的深度，每隔50cm進(jìn)行取土試驗(yàn)，對(duì)土的壓縮系數(shù)、干密度、濕陷系數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，或者也可以做其他的原位檢測(cè)。

采用強(qiáng)夯法對(duì)濕陷性黃土地基進(jìn)行處理時(shí)，要注意夯錘的質(zhì)量、夯點(diǎn)的布置、落距、夯擊的次數(shù)等各個(gè)參數(shù)要和原來(lái)進(jìn)行試夯參數(shù)保持一致。一般夯擊的次數(shù)在兩到三遍之間，在進(jìn)行第一遍夯擊時(shí)，夯點(diǎn)可以按照正三角形來(lái)進(jìn)行設(shè)置，夯點(diǎn)中距以錘底直徑的1.5～2.2倍為宜，其他遍數(shù)的夯點(diǎn)采用滿(mǎn)堂布置的形式來(lái)進(jìn)行。當(dāng)土的含水量居中時(shí)，對(duì)各遍夯點(diǎn)可以采用連續(xù)夯擊的形式來(lái)進(jìn)行，在進(jìn)行最后一遍夯擊時(shí)，可以以4～6m的落距把表層的松土進(jìn)行夯實(shí)，或者把表層的松土清除或是壓實(shí)亦可，在夯面上面則要鋪上一層灰土墊層，墊層要具有一定的厚度。

（3）技術(shù)上的要求：①對(duì)基土的含水量要進(jìn)行控制。雖然采取強(qiáng)夯加固時(shí)對(duì)土體的含水量沒(méi)那么高的要求，不過(guò)，基土的含水量對(duì)強(qiáng)夯的效果還是有一定影響，在采用強(qiáng)夯法對(duì)黃土地基進(jìn)行施工時(shí)，對(duì)土體的含水量進(jìn)行控制使其達(dá)到最佳狀態(tài)，可以對(duì)強(qiáng)夯法施工質(zhì)量造成影響，因此，土的含水量一般要低于塑限含水量的1%～3%。在將要進(jìn)行夯實(shí)的土地層內(nèi)，當(dāng)土的含水量低于10%時(shí)，要進(jìn)行加水達(dá)到塑限含水量為止；當(dāng)土的含水量超過(guò)塑限含水量3%時(shí)，可以采取一定的措施，使土體的含水量降低下來(lái)。②控制施工質(zhì)量。在對(duì)強(qiáng)夯的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，一般分為強(qiáng)夯施工過(guò)程的檢測(cè)、夯后檢測(cè)，檢測(cè)指標(biāo)一般指對(duì)施工夯沉量的控制、對(duì)深度的有效處理。在進(jìn)行強(qiáng)夯的過(guò)程中，一般是以最后兩擊的平均夯沉量來(lái)確定每夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)。當(dāng)強(qiáng)夯大于6，000kJ時(shí)，主夯夯沉量要小于8cm；當(dāng)強(qiáng)夯小于6，000kJ時(shí)，主夯的夯沉量小于5cm；當(dāng)強(qiáng)夯處于1，000～1，200kJ時(shí)，夯沉量要小于2cm。除此之外，夯坑的周邊地面不能有過(guò)大的隆起；同時(shí)，夯坑不要太深，以免起錘發(fā)生困難。

四、結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)以上所進(jìn)行的分析可以看出，對(duì)于濕陷性黃土地基而言，與其他處理措施進(jìn)行比較，采用強(qiáng)夯法進(jìn)行施工不僅可以使工程質(zhì)量得到有效保證，更可以減少工程的造價(jià)，進(jìn)一步促進(jìn)工程的順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

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