強夯法在濕陷性黃土地基處理中的應用研究

劉維民 趙文英

（陜西省機械施工公司，陜西 西安 710032）

濕陷性有自重濕陷性和非自重濕陷性。我國濕陷性黃土地質(zhì)主要分布于隴西地區(qū)、隴東陜北地區(qū)、關(guān)中地區(qū)以及山西、河南、翼魯和北部邊緣地區(qū)，其中隴西地區(qū)和隴東陜北地區(qū)自重失陷性黃土分布廣泛，濕陷性黃土層厚度通常大于10m,地基濕陷等級一般為Ⅲ、Ⅳ級，濕陷性較敏感，對工程建設(shè)的危害性較大，而其他地區(qū)多屬非自重濕陷性黃土，對工程建設(shè)的危害性較小。

I級非自重濕陷性土對路基不構(gòu)成危害,一般不作特殊處理。對II級及II級以上濕陷土,若處于挖方段,可以全部挖出,挖出后對路基不作特殊處理;不能全部挖出的,挖至路床底面進行沖擊碾壓,路床換填石灰。填方路段的II級及II級以上濕陷土,無構(gòu)造物影響的采用強夯處理,強夯施工對周圍影響較小,處理深度7m左右。

強夯法是濕陷性黃土地基處理較常用的方法。強夯法是依據(jù)巨大的沖擊能而獲得深層壓實效果的方法。這種方法是將重錘提高到一定高度后自由落,多次重復夯擊地面,使地基土在巨大的沖擊力和下振動作用下,產(chǎn)生很大的動應力和沖擊波,致使土中,土體局部液化,在夯擊點周圍一定深度內(nèi)空隙壓縮產(chǎn)生裂隙,形成良好的排水、排氣通道,土體內(nèi)的水分和空氣順利逸出,土體隨之固結(jié),從而有效地在影響深度范圍內(nèi)提高土基強度,降低土體壓縮性,消除黃土的濕陷性。

1 強夯法技術(shù)參數(shù)

1.1 強夯設(shè)備的選擇

強夯設(shè)備可選用履帶式起重機，起重高度大于15m，夯錘質(zhì)量10t，夯錘平面為園形，底面直徑2.0m，鑄鋼制成，夯錘中設(shè)置5個上下相通的排氣孔。當夯錘超過卷揚機的起重能力時，需要利用滑輪組，并借助自動脫鉤裝置來起落夯錘，自動脫鉤裝置可用杠桿或其它脫鉤設(shè)施解決。

1.2 強夯施工參數(shù)的選擇

根據(jù)工程地質(zhì)條件及設(shè)計要求，濕陷性黃土地基有效加固深度為5～6m。點夯單擊夯擊能采取先低后高，以 1000、1500、2000kN.m試用，滿夯單擊夯擊能采用1000kN.m。夯點按梅花形布置，沿道路縱向每6m布置5個夯點，即在6×5角點布置4個夯點、中心點布置1個夯點。強夯分兩次完成：第一遍為點夯，夯點每點夯擊次數(shù)5～8擊；第二遍為滿夯，滿夯時采用排夯，以較低的夯擊能進行夯擊，夯跡彼此重迭搭接20～30cm，每點搭接夯擊1～2擊。在施工中，還要滿足下列條件：對于點夯最后兩擊的平均沉降量不大于5cm，滿夯最后兩擊的平均沉降量不大于2cm；夯坑周圍地面不發(fā)生較大的隆起，一般控制在10cm以內(nèi)；不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。

兩遍夯擊間應有一定的時間間隔，以利于土中超靜水壓力的消散，所以間歇時間取決于超靜水壓力的消散時間。地基采用兩遍間歇時間5～7天。

2 強夯施工工藝

2.1 施工前準備

在強夯施工前,應認真查明強夯場區(qū)內(nèi)及周邊地下管線的位置、標高等,并在地面作標志,劃出。

強夯的邊線對于須要強夯的路段和區(qū)間,應先實測土壤、最大干密度及濕陷系數(shù),當含水量小于7%時,應增大其含水量;對于地基含水量大于20%的過濕地段,為防止強夯時產(chǎn)生的“彈簧土”現(xiàn)象,應等其晾曬得較為合適時再行施工,或進行換土處理。對于地下水位較高的地方,要用人工降低地下水位的辦法,并在表層鋪填0.5～2.0m的砂礫層,確保機械通行。為防止雨水或場外地表水流入場內(nèi)對強夯的影響,還要在場區(qū)和場區(qū)周圍挖臨時排水溝。

鏟除夯區(qū)內(nèi)的植被和垃圾,挖出樹根,將場,以保證夯錘落地時基本處于內(nèi)基本推平或2.2分段推平水平狀態(tài)。

2.2 施工工序

2.2.1 按夯點布置圖,用白灰標出第一遍夯點位置,測量夯前場地高程。

2.2.2 起重機就位,夯錘對準夯點位置,測量夯前錘頂高程。

2.2.3 將夯錘起吊到預定高度,脫鉤自由下落后放下吊鉤,測量錘頂高程。夯錘應保持平穩(wěn),若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時,應及時將坑底整平。

2.2.4 按以上2.2.1～2.2.3步驟完成第一遍全部夯擊點的夯擊。

2.2.5 用推土機將夯坑推平,按確定的夯點布置要求,用上述步驟完成第二遍,再用低能量滿夯法將場地表層松土夯實。

2.2.6 為了使表層的擾動土進一步壓實,在強夯區(qū)實施了強夯后再用8～21t振動壓路機振壓處理。使其滿足路基規(guī)范設(shè)計要求的壓實度,壓實后再測量場地高程。

2.2.7 對強夯后路基進行相應的沉降量觀測。

2.3 施工檢測

2.3.1 強夯過程的監(jiān)測必須由專人負責,并對其各種參數(shù)及施工情況做好詳細記錄。

2.3.2 開夯前檢查夯錘重量和落距,夯錘吊環(huán)是否準確處于重心位置。

2.3.3 按設(shè)計數(shù)據(jù)檢查每個夯點夯擊次數(shù)和每夯的夯沉量及周圍隆起和擠出的情況。

3 注意事項

為防止降雨對強夯的影響,采用分段施工方法為好；冬季施工時,先要將凍土擊碎,然后再按各點規(guī)定的夯擊數(shù)進行強夯；對于強夯過的地基,在檢查各項指標達到設(shè)計要求和規(guī)范要求后,應及時回填,起到保護作用；為保證建筑物的安全,強夯場地邊緣距最近建筑物的安全距離不小于30m；經(jīng)常檢查設(shè)備狀況,發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施；建立以崗位責任制為中心的安全生產(chǎn)逐級負責制。

4 結(jié)語

強夯后土體密實度增加，使土體有一定的防隔水作用，動力固結(jié)消除了土體的濕陷性，進而增加了土基的強度和穩(wěn)定性。強夯處理后，地基的強度有了較大程度的提高，地基的不均勻性得到改善，處理后的地基能滿足新建公路要求。該處理工藝可在今后濕陷性黃土地基處理中進行推廣。

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