強(qiáng)夯法在加固地基工程的應(yīng)用

鐘振楠+鐘振華

摘要：文章為強(qiáng)夯法加固地基的土工程實(shí)例，提供了強(qiáng)夯試驗(yàn)數(shù)據(jù)，說(shuō)明了強(qiáng)夯加固雜填土地基效果顯著，為類似的工程場(chǎng)地積累了一定的工程經(jīng)驗(yàn)。

Abstract： This paper provides the data of dynamic consolidation test by the example of soil consolidation with dynamic consolidation method. It shows that the effect of dynamic consolidation on miscellaneous fill foundation is remarkable， and has accumulated certain engineering experience for similar engineering site.

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯；回填土；地基承載力；動(dòng)探

Key words： dynamic compaction；backfill；bearing capacity of foundation；dynamic exploration

中圖分類號(hào)：U655.51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）32-0088-03

1 工程概況

某造船廠吊車平臺(tái)位于造船廠北部的海濱，地基是近兩年在濱海潮汐帶上回填而成的，由于回填土及其松軟，無(wú)法滿足工程需要，必須加固處理。

場(chǎng)地平坦，整個(gè)處理面積為24000m2（見圖1），根據(jù)勘察報(bào)告，原設(shè)計(jì)為灌注樁，由于回填土5m左右，較厚，且堆放過(guò)大量垃圾，施工困難。經(jīng)過(guò)對(duì)已有地質(zhì)資料的分析，決定擬采用強(qiáng)夯法加固地基，但無(wú)法確定強(qiáng)夯加固能否達(dá)到設(shè)計(jì)目的，故在場(chǎng)區(qū)內(nèi)選擇區(qū)段做強(qiáng)夯試驗(yàn)，試驗(yàn)區(qū)如圖1。

2 場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件

2.1 地層

場(chǎng)地地基土的組成：①雜填土，雜色，場(chǎng)地內(nèi)回填的物質(zhì)成分很雜，主要有生活、工業(yè)、建筑垃圾及碎石土、砂土等。其中工業(yè)、建筑垃圾占回填料的50%以上。硬質(zhì)物有磚塊、混凝土構(gòu)件的碎塊、碎石及鐵物質(zhì)。碎石主要是片麻巖和花崗巖的碎塊，硬質(zhì)物的大小不均勻。厚度3.8-6.3m，平均厚度5.10cm。

②層沖填土：灰色、灰黑色，松散，呈泥漿狀、流塑狀，主要由淤砂、淤泥、礫石、卵石組成，為港內(nèi)清淤充填而成。場(chǎng)區(qū)內(nèi)普遍分布，厚度0.50-3.80m，平均2.02m。

③層細(xì)砂：灰黑色，飽和，松散-稍密，粘粒含量較多，顆粒級(jí)配一般，含有貝殼碎片及少量礫石。海積而成，一般厚度0.90-3.90m，平均2.89m；變異系數(shù)0.41；不均勻系數(shù)Cu=2.56；屬均勻的，曲率系數(shù)Cc=0.83，界限粒徑d60=0.194mm，水上休止角為37°，水下休止角為27°，內(nèi)摩擦角為27.50°；f=100kPa。

④層粉質(zhì)粘土：灰黑色，濕，軟塑-流塑，土質(zhì)極為松軟、差，內(nèi)夾少量生物貝殼碎片、略有臭味，含有大量的粉細(xì)砂、中砂等，局部接近淤泥和砂的混合土，標(biāo)準(zhǔn)貫入時(shí)自沉0.5-1.50m；海陸混合相沉積形成，厚度1.20-7.60m，平均3.96m。

土工試驗(yàn)指標(biāo)：含水率W=25.5%，重度γ=19.5kN/m3，孔隙比e=0.711，液性指數(shù)IL=0.79，壓縮模量Es=5.21MPa，內(nèi)聚力c=12kPa，內(nèi)摩擦角φ=13.6°。

⑤層粉土：灰黑色，灰色，濕，以粘質(zhì)粉土為主，含少量貝殼碎片及云母碎片。厚度1.10-7.80m，平均厚度4.28m；土工試驗(yàn)指標(biāo)平均值如下：含水率W=23.4%，重度γ=19.9kN/m3，孔隙比e=0.633，液性指數(shù)IL=1.02，壓縮模量Es=7.43MPa，內(nèi)聚力c=31kPa，內(nèi)摩擦角φ=17.8度。粘粒含量一般值均>10%。

⑥層基巖：巖性以片麻云巖、片麻狀花崗巖等組成。按風(fēng)化程度可劃分為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化，各層均呈漸變過(guò)渡關(guān)系，風(fēng)化界線不明顯，基巖面地，場(chǎng)區(qū)南高北低，起伏較大，最大坡度為15%。

2.2 水文地質(zhì)條件

本區(qū)地下水系海水滲透形成，受潮汐影響，水位變化很大，最大可達(dá)3m/d，最高潮位時(shí)，地下水位埋深不足1m。

地基上需要承受組裝XT吊車平臺(tái)臨時(shí)載荷，因此需要加固表層5m厚的雜填土。設(shè)計(jì)要求加固處理后的地基承載力180kPa。

3 強(qiáng)夯參數(shù)的選擇和施工方法

3.1 單點(diǎn)夯擊能

已知加固深度D為5m，根據(jù)國(guó)內(nèi)常用的公式得到單點(diǎn)夯擊能W·H為1417-2040kN·m（取K=0.35-0.42）。

W·H=10（）2

3.2 錘的靜壓力

夯錘靜壓力宜為20-40kPa，當(dāng)靜壓力太大時(shí)，夯錘對(duì)地基土作用以沖切力為主；若靜壓力太小，使沖擊能對(duì)地基土的影響減少，達(dá)不到加固土的有效深度。本次試驗(yàn)強(qiáng)夯錘采用圓形錘，錘的質(zhì)量是10t，夯擊面積為3.5m2。

3.3 錘重與落距

根據(jù)地基回填土的填筑時(shí)間及土質(zhì)的密實(shí)度，單位面積能量不變的條件下，確定夯錘的落距。若單位面積的能量取400kN·m，要獲得2000kN·m的夯擊能時(shí)，設(shè)計(jì)落距為14.0m。

3.4 最佳夯擊能的確定

為了確定最佳夯擊能即最佳夯擊錘數(shù)，在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)開展如下工作：①埋設(shè)土壓力盒測(cè)出沖擊壓力和歷時(shí)。埋設(shè)深度分別為2.0m、4.0m、6.0m和7.5m。②埋設(shè)孔隙水壓管用以測(cè)量夯擊過(guò)程中孔隙水壓力的變化。埋置深度為3.0m，與夯點(diǎn)的距離為2.0m、3.0m、4.5m。③進(jìn)行強(qiáng)夯深降觀測(cè)以測(cè)出每個(gè)夯點(diǎn)的每一擊夯沉量及總夯沉量、夯坑周圍的沉降量及夯坑的體積。

4 試驗(yàn)成果

通過(guò)試驗(yàn)，得到如下成果：

4.1 試夯區(qū)內(nèi)夯擊數(shù)與歷時(shí)效果見圖2。

根據(jù)本次試夯所得曲線，確定最佳夯擊數(shù)都為10擊。

4.4 在試夯過(guò)程中，量測(cè)了夯間土的沉降量如表3所示

從表3可見，被夯擊的地面沒(méi)有隆起現(xiàn)象。根據(jù)夯坑的體積計(jì)算，其體積壓縮了約24%（在加固深度范圍內(nèi)，夯坑體積與相應(yīng)土體體積之比。本場(chǎng)地實(shí)際加固深度為6.00m夯坑平均深度為1.44m，面積按5.00m2計(jì)算，1.44/6=24%）。

檢測(cè)結(jié)果表明，夯后填土的強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)要求的180 kPa。試夯檢測(cè)結(jié)果用重型（2）動(dòng)力觸探做了夯前夯后對(duì)比，其結(jié)果如圖4所示。

5 結(jié)論

根據(jù)上述試夯結(jié)果，確定夯區(qū)的強(qiáng)夯參數(shù)及施工方法：選用10t的錘，底面積3.5m2，落距14m。強(qiáng)夯區(qū)擊數(shù)為10擊，影響深度5m以上均滿足180kPa的設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

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