淺談注水強夯法處理濕陷性黃土地基

梁海濤

(山西機械化建設(shè)集團有限公司，山西 太原 030009)

1 概述

山西某大學(xué)東山校區(qū)整個場地占地面積 99.9727萬平方米,根據(jù)地勘報告，本工程場地為自重濕陷性場地，濕陷等級為Ⅲ-Ⅳ級，對場地內(nèi)道路、管線、管溝及綠化區(qū)域的地基都需采取消除濕陷性的處理方法。由于含水量偏低，土層處于干硬狀態(tài)，強夯處理地基施工時，低含水率無法消除濕陷性，這就需要一種新的工藝處理低含水率，以達到強夯加固效果，這便是注水強夯增濕法。

通過擊實試驗得出該場地土的最低含水率為 7.6%，平均含水率為 8%，最優(yōu)含水率為14.7%。需要運用注水強夯法處理濕陷性地基來提高地基的承載力和密實度，經(jīng)過這樣處理的地基在強度、變形及穩(wěn)定方面都能達到預(yù)期良好的效果。

2 注水強夯施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→注水孔孔位測量放線→機械就位→成孔→驗孔→注水準(zhǔn)備→注水施工→含水率檢測→點夯施工→滿夯施工→驗收。

3 施工方法

3.1 注水施工方法

3.1.1 施工要求

注水孔施工：采用導(dǎo)桿式柴油錘（2t～2.5t），孔徑 180～200mm，孔內(nèi)回填料采取砂石礫料，粒徑10-20mm，3000KN·m區(qū)域注水孔深度8m。

3.1.2 灑水增濕工藝流程圖

3.1.3 施工順序

1）劃分注水施工單元，每個單元為 3000～5000m2。挖孔前按照設(shè)計孔位測量放線。采用導(dǎo)桿式柴油錘，將柴油錘打入土中至設(shè)計深度，然后緩慢拔出即成注水孔。注水孔布置采用2×2米正方形布點，孔距2m，孔徑180～200mm。注水孔的深度為8.0m。邊成孔邊測定孔深，并選擇一定數(shù)量的孔位，監(jiān)測不同深度的含水量，以調(diào)整整體注水量。

2）成孔完成后采用小型裝載機拉砂石礫料向孔內(nèi)人工回填2/3孔深的砂石礫料，粒徑10-20mm,回填完進行注水孔施工注水，將注水分管移至施工區(qū)內(nèi)逐排逐孔注水，切不可大水漫灌。注水管前端應(yīng)安裝水表，記錄每孔每次的注水量。注水時將水管插入孔底，待孔內(nèi)水灌滿后，抽出插入下一個注水孔，每單元注完一遍后，緊接著開始第二遍注水。注水應(yīng)預(yù)先設(shè)計注水路線順序，有序注水，并有專人負責(zé)指揮，不得漏注或多注，每個注水孔一般經(jīng)過5～7遍，每遍時間間隔為12小時，達到最優(yōu)含水量。

3）注水孔施工完成7天后，在注水孔四點間用洛陽鏟鉆孔取土，檢測含水量，處理深度內(nèi)土層平均含水量達到最佳含水量±3%以內(nèi)時，停止注水。靜置10～14天后，開始強夯施工。

3.2 強夯施工方法

3.2.1 施工要求

用白灰標(biāo)明夯點的位置，并測量場地高程；起重機在規(guī)定位置就位，夯錘對準(zhǔn)夯點位置，將夯錘起吊到預(yù)定高度，自動脫鉤，使夯錘自由下落夯擊回填土，測量夯擊夯沉量單點擊數(shù)≥12擊，且最后兩擊的夯沉量平均值≤50mm；完成全部夯點的夯擊；用推土機將夯坑推平，并平整場地。

3.2.2 強夯施工工藝流程圖

強夯區(qū)域測量放線-→強夯起夯面高程測量-→測放第一遍夯點-→第一遍點夯后場地高程檢測-→測放第二遍夯點-→第二遍點夯后場地高程檢測-→滿夯施工測放-→場地高程檢測-→竣工測量。

3.2.3 施工順序

4.2.3.1 主夯3000KN·m施工

1）夯位放樣，用白灰灑出夯位輪廓線。

2）架設(shè)水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)儀設(shè)在夯區(qū)邊50米之外。

3）測量夯擊點地面高程。

4）夯機就位，穩(wěn)車后調(diào)整臂桿角度至65度。

5）測量錘頂高程并記錄。

6）提升脫鉤器，標(biāo)定落距并鎖定脫鉤器鋼絲繩長度。

7）提升夯錘，脫鉤器打開夯錘自由落下。

8）測量錘頂高程。

9）進行強夯夯擊并逐擊記錄夯坑深度。直至滿足規(guī)定的夯擊次數(shù)（≥12擊）及控制標(biāo)準(zhǔn)（最后兩擊夯沉量≤50mm）完成一個夯點施工為止。

然而，在校內(nèi)的課堂教學(xué)中，尤其是“生物進化”等教學(xué)內(nèi)容較抽象，如果僅用教材進行教學(xué)，并不利于學(xué)生理解“生物進化”歷程和“生物進化”的相關(guān)知識。雖然，教師可通過大量的網(wǎng)絡(luò)資源找到相關(guān)的圖片和視頻等資料，也可在實驗室或戶外找到標(biāo)本。但由于資源缺乏系統(tǒng)性，學(xué)生較難通過直觀感受和切身經(jīng)歷，來體驗和理解“生物進化”的基本內(nèi)容。

10）移機進行下一點夯擊，直至完成本遍全部夯點。

11）推平場地，準(zhǔn)備滿夯施工。

4.2.3.2 滿夯1500KN·m能級施工

1）放出滿夯基準(zhǔn)線。

2）夯機就位，鎖定落距。

3）錘印搭接1/4，每點夯擊次數(shù)4擊。且最后兩擊夯沉量≤50mm。

4）整平場地，標(biāo)高測量。

4 質(zhì)量控制要點

4.1 注水增濕質(zhì)量控制要點

4.1.1 根據(jù)濕陷性黃土層的深度確定成孔深度。

4.1.2 孔中注水應(yīng)分遍逐孔注水，在注水開始時，可先在注水管口安裝水表，了解一次性注滿水的單孔注水量，由一次性單孔注水量可確定注水的遍數(shù)。

4.1.3 每遍注水后，按0.5天、1天的間隔，采用洛陽鏟成孔或人工開挖探井的方法進行取樣，測定孔內(nèi)土的含水量，直至水量達到最佳含水量的要求。

4.1.4 注水不可大水漫灌，注水滿足要求時測試土的最佳含水量。

4.1.5 成孔后灌砂過程中要不斷搗實，速度要快。

4.1.6 嚴(yán)格按要求測量土的含水量，以確保后續(xù)強夯施工質(zhì)量。

4.2 強夯施工質(zhì)量控制要點

4.2.1 強夯施工中夯沉量和夯擊數(shù)是雙控指標(biāo)，當(dāng)夯擊數(shù)滿足要求但夯沉量不滿足要求時，應(yīng)繼續(xù)夯擊直至夯沉量符合要求。

4.2.2 施工機具應(yīng)在強夯前進行檢查,并加強對夯錘重量、落距等控制手段的管理，確保單擊夯擊能符合設(shè)計要求；夯點放線應(yīng)在每一遍夯擊前進行復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯應(yīng)及時糾正；

4.2.3 在強夯過程中應(yīng)加強施工質(zhì)量檢驗工作，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。

5 經(jīng)濟效益或社會效益

5.1 通過注水，使得含水率達到最優(yōu)含水率，開始強夯施工。對處理低含水率濕陷性黃土起到了重大的作用，同時降低了施工成本。

5.2 采用的柴油錘成孔機，安裝及轉(zhuǎn)場快捷，施工時容易調(diào)集。

5.3 該施工方法施工簡單、維護安全、投資成本少。

6 結(jié)束語

經(jīng)檢測，本場地內(nèi)壓實系數(shù)≥95%，濕陷系數(shù)≤0.015，達到設(shè)計要求。用注水強夯法處理低含水率濕陷性黃土地基，能夠滿足設(shè)計要求的承載力和壓縮模量，且具有施工工藝、設(shè)備簡單,易操作和控制,工程造價低等諸多優(yōu)點,可為類似地質(zhì)條件的工程施工提供借鑒。