弱含水次生黃土濕陷性消除技術研究

郭訓平

(中國水電十五局第二工程公司，陜西 西安 710016)

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弱含水次生黃土濕陷性消除技術研究

郭訓平

(中國水電十五局第二工程公司，陜西 西安 710016)

新疆伊犁河北岸干渠工程位于伊寧市西北部的北山坡，該段表層粉土多來源北部丘陵區(qū)的黃土，屬次生黃土，具有濕陷性。為了渠道后期運行安全，須對該段地基進行濕陷性消除處理，主要對強夯法處理濕陷性黃土的方案進行試驗論證，針對不同厚度濕陷性，擬定不同的夯擊能，通過試驗數據分析，判定強夯處理方法的可行性，并確定適用于本工程的強夯處理參數，指導后續(xù)強夯施工。

次生黃土；濕陷性；強夯；夯擊能

新疆伊犁河北岸干渠工程位于伊寧市西北部的北山坡，該段濕陷性土大部分為第四系更新統～全新統沖洪積(Q3～4al+pl)的低液限粉土、含砂質低液限粉土，少部分為粉土質砂，屬次生黃土，多分布于各沖溝溝底及兩岸斜坡上，溝底厚度10～20 m，兩岸斜坡厚度5～10 m。該段粉土多具有濕陷性，有非自重濕陷，也有自重濕陷。輕微濕陷性下限多位于地表下5～7 m，局部達11 m；中等濕陷性下限多位于地表以下2～3 m，少部分為地表下4～5 m，局部達9.5 m。土層含水很低，含水區(qū)間基本為7%～2%，約往下含水越低。

1　強夯試驗參數設計

1.1強夯試驗內容

強夯試驗內容包括擬定試夯區(qū)個數及位置、試夯區(qū)劃分及大小、試夯區(qū)強夯施工、夯前原狀土取樣要求及物理力學指標(干密度、濕陷系數、含水率)檢測、試夯振動監(jiān)測試驗、夯后土樣取樣要求及物理力學指標(干密度、濕陷系數)檢測。

1.2強夯試夯參數

強夯試夯區(qū)面積20 m×20 m，即400 m2。采用強夯法進行處理，不同濕陷性土厚度采用的夯擊能見表1。不同夯擊能處理不同厚度濕陷性土層時，均要求消除土層內土樣的濕陷性，即濕陷性系數δs≤0.015。

表1　強夯試驗參數特性表

1.3強夯檢測項目及要求

強夯檢測項目分為一般項目和主控項目。

1)一般項目要求，見表2。

2)主控項目

(1)渠堤基礎土樣干密度不小于1.55 g/cm3(密度作為參考)；

(2)土層濕陷系數小于0.015；

(3)強夯處理深度為4～7 m不等；

(4)夯擊能點夯為7 000 kN·m和5 000 kN·m，滿夯2 000 kN·m；

(5)夯點采用正方形布置，間距7.5 m×7.5 m；

1.4強夯施工技術要求

1)夯點間距

點夯正方型布置，夯點中心距7.5×7.5 m，第二遍點夯布置于第一遍點夯夯點之間。滿夯夯擊是點與點之間搭接1/4錘徑。

2)夯擊次數

根據規(guī)范要求，最后兩擊平均夯沉量：當單擊夯擊能為4 000～6 000 kN·m時為100 mm；當單擊夯擊能大于6 000 kN·m時為200 mm。

3)間歇時間

根據《強夯地基處理技術規(guī)程》相關規(guī)定，第一遍點夯完成后間歇2～3 d，再進行第二遍點夯，第一遍點夯完成后間歇2～3 d，再進行滿夯一遍，也可通過強夯試驗驗證采取連續(xù)夯擊，不需要時間間隔。

4)探坑數量及取樣深度

1#試夯區(qū)布置探坑不少于2個，各探坑間距10 m左右，2個點均布置在夯點之外，兩夯點之間；

2#試夯區(qū)布置探坑不少于3個，三角形布置，各探坑間距10 m左右，1個探坑布置于即將夯擊的夯點上(或附近)，另2個點布置在夯點之外；

每個探坑取樣深度為整個濕陷土層(按設計圖紙確定)，并深入非濕陷土層1 m，沿垂直方向每隔1.0 m取原狀樣1組，分別通過室內土工試驗測定土樣干密度、濕陷系數、含水率。

表2　一般項目檢驗標準表

2　強夯施工方法

2.1施工流程

強夯施工流程見圖1。

圖1　強夯施工流程圖

2.2施工方法

1)測量放線

先由測量人員將場地邊線及各區(qū)分界線以木樁、白灰標出。

圖2　夯點夯序布置圖

2)清理及平整場地

為保證強夯質量，強夯施工前，首先清除場地內的植耕土、植物根系、污染物及有機物質；然后，當基底坡度小于20%時采用推土機進行場地平整密實。當基底坡度大于20%時，采用推土機及1.2 m3液壓反鏟整平基底，使其成為高寬比為1:2的若干臺階(每級臺階高1 m)，臺階寬度不大于12 m。

表3　強夯試驗數據統計表

3)夯點布置

由各機組施工技術人員按每區(qū)夯

點間距以白灰標出待夯點，第一遍夯點的間距為7.5 m，正方形布置；第二遍夯點在第一遍四個相鄰主夯點的中間插點，間距亦為7.5 m，正方形布置；夯點整體呈梅花形布置。滿夯的夯印彼此搭接1/4。詳見圖2。

4)對布置好的待夯點進行夯擊

強夯夯點中心位移偏差應小于50 mm，夯錘應保持垂直，傾斜度應不大于30°；當夯坑底傾斜大于20°時，應將坑底填平后再進行夯擊，夯坑過深起錘困難時，應填料后再進行夯擊，記錄總夯沉量及最后兩次夯沉量之差，最后兩擊的平均夯沉量(7 000 kN·m)不大于20 cm，(5 000 kN·m)不大于10 cm。

5)重復(2)～(3)步驟進行第1、2序點夯。

6)每一區(qū)點夯結束等夠設計間歇時間后，推土機將該已點夯區(qū)推平，然后進行滿夯。

7)滿夯后由推土機將場地進行整平，滿足間歇時間后，試驗人員進行取樣檢測。

3　夯前夯后檢測數據統計

夯后檢測數據共42組，1#夯區(qū)采用夯擊能為5 000 kN·m，夯點間距分別為7.5 m，梅花形布置；2#夯區(qū)采用夯擊能為7 000 kN·m，夯點間距分別為7.5 m，梅花形布置。滿夯夯擊能為2 000 kN·m。夯后具體檢測數據見表3。

4　分析結論

(1)經試夯試驗而采取相應的施工工藝(如夯擊能、夯距、夯擊遍數及擊數等)是合適的，土體的濕陷性均已消除，且處理效果較好。

(2)從夯后檢測數據可知，土層含水率較低，但采取加大夯擊能的干夯措施，土體濕陷性均已消除。

5　結語

按照強夯設計參數及技術要求，經強夯試驗數據檢測分析，采用大夯擊能強夯法處理低含水次生黃土濕陷性的方案可行。目前該工程強夯施工基本完成，經檢測濕陷性已全部消除，效果良好。此外，強夯法與翻填法處理濕陷性相比較，強夯法費用低，速度快。大夯擊能強夯法處理低含水次生黃土濕陷性的方法對類似工程也具有一定的參考價值，值得推廣。

2016-03-14

郭訓平(1980-)，男，陜西富平人，高級工程師，主要從事混凝土工程工作。

P642.13+1

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1004-1184(2016)04-0054-02