動力固結法加固飽和土地基的適用條件研究

張春波

【摘 要】在現(xiàn)代的建筑工程中，隨著科學技術的進步，涌現(xiàn)出了大批先進的施工技術和施工理論，其中動力固結法就是加固飽和土地基中最常用的方法之一，隨著動力加固法在現(xiàn)代建筑工程基礎工程中的應用，使得基礎工程的質量和性能都得到了大幅度提升，同時也使基礎工程的施工效率得到了提高，并且還為社會節(jié)約了大量的能源資源。然而動力固結法加固飽和土地基卻有一定的限制，因此就目前動力固結法加固飽和土地基的實際情況而言，其中還存在著一些問題，這些問題主要是由于對動力固結法加固飽和土地基適用范圍的分析不夠透徹。而為了提高動力固結法的實用性，加大對動力固結法加固飽和土地基適用條件的分析研究力度不僅意義重大，而且迫在眉睫。本文通過對動力固結法的深入分析研究，然后對動力固結法加固飽和土地基的使用條件進行了詳細闡述，以供同行參考。

【關鍵詞】動力固結法；加固；飽和土地基；使用條件

0.引言

隨著科學技術的日新月異，在當前社會的各領域和行業(yè)中，各種技術和理論的水平都得到了大幅提高，尤其是在當前的建筑行業(yè)中，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，在建筑工程的施工中施工技術和施工設備以及施工材料都得到了長足的發(fā)展，同時還涌現(xiàn)出了大批更加先進的施工技術和施工材料以及施工設備，而隨著這些技術和設備在當前建筑工程中的應用使得現(xiàn)代建筑的質量和性能都得到了大幅度提升。在現(xiàn)代的建筑工程中，動力固結法就是加固飽和土地基中最常用的方法，該方法不僅能夠提高基礎工程的施工效率和質量，而且還能夠為國家和社會節(jié)約大量的能源資源。然而動力固結法加固飽和土地基卻有一定的限制，因此就目前動力固結法加固飽和土地基的實際情況而言，其中還存在著一些問題，這些問題主要是由于對動力固結法加固飽和土地基適用范圍的分析不夠透徹。而為了提高動力固結法的實用性，還必須要加大對動力固結法加固飽和土地基適用條件的分析研究力度。本文從場地工程地質條件出發(fā)，對動力固結法的深入分析研究，然后對動力固結法加固飽和土地基的使用條件進行了詳細闡述，希望能夠起到拋磚引玉的效果，使同行相互探討共同提高，進而為我國今后的基礎工程施工應用動力固結法時起到一定的參考作用。

1.場地工程地質條件

處理場地為海灘海濱區(qū)的一個大水塘，后經平整場地回填而成，場地土層條件自上而下大致為素填土 主要為開山土回填而成，由塊石、砂、砂頁巖等組成，結構疏松，稍濕～濕，厚l17～415m；o淤泥主要由粘性土組成，厚4～6m，最厚達1213m；礫混粘土 含2～30mm的棱角石英礫砂，可塑，稍密～中密，濕，厚016～413m；1/4強風化泥質砂巖夾頁巖。場地內存在兩種不同類型的地下水，一是賦存于填土及淤泥層中的上層滯水，鉆探期間測得水位主要為此種類型的地下水，初見水位埋深約211～513m，穩(wěn)定水位埋深約015～317m，主要由大氣降水及海水補給，水量一般；另一類是賦存于強風化泥質砂巖夾頁巖中的孔隙潛水，其富水性較差，水量不豐富。

2.現(xiàn)場試驗設計

在建筑的基礎工程中，為了能夠充分保證建筑工程的質量和性能，并且為后續(xù)的工作提供可靠充分的數據，在施工之前進行現(xiàn)場試驗設計就顯得尤為重要。在現(xiàn)場試驗過程中，為了確保數據的準確性，通常會選擇具有代表性的兩個試驗區(qū)進行施工之前的現(xiàn)場試驗設計。在進行現(xiàn)場試驗時，都采用動力固結法進行基礎工程的加固，并且對試驗過程中各組所得出的各種數據進行詳細的記錄，從而才能夠使后續(xù)施工能夠有所依據。在現(xiàn)在試驗設計過程中，為了充分對實驗數據進行充分的應用，還應該進行一些列的后續(xù)處理工作。強夯采用80t履帶式吊機，夯錘重15t，錘直徑215m，采用自動脫鉤裝置。夯擊擊數是根據以下條件綜合確定的，最后兩擊的平均夯沉量不大于100mm；夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起；不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。

3.試驗結果分析

3.1孔隙水壓力變化分析飽和軟粘土在夯擊荷載作用下將引起超靜孔隙水壓力的迅速增長，超靜孔隙水壓力增長和消散的大小及速度在一定程度上反應了軟粘土加固效果的好壞和強夯加固的有效影響范圍，并且可用超靜孔隙水壓力的消散情況來控制夯擊相鄰遍之間的間歇期。超靜孔隙水壓力隨時間、深度及距主夯點水平距離的典型變化曲線，其中w1-1測點埋深511m、至主夯點水平距離211m，w2-1測點埋深511m、至主夯點水平距離419m，w3-1測點埋深716m、至主夯點水平距離718m。由圖中曲線變化情況可以看出，動力排水固結法處理軟土地基，其孔壓的增長和消散具有其獨特的規(guī)律性：

（1）單擊夯能大，其強夯加固的影響范圍亦大且孔壓增長快、增幅大，但消散較慢。相同能量下，后一遍孔壓的增幅大于前一遍孔壓的增幅，且消散較慢。這是因為在前一遍夯擊時土體表面己形成一硬殼層，因而由動荷載反復沖擊及上覆土層形成的附加壓力使孔隙水壓力不斷增大，淤泥受到一定程度的擾動，滲透性及觸變性變差，孔隙水不易排出的緣故。（2）同一遍夯擊淺層孔壓增幅大于中、深部孔壓的增幅，說明素填土的孔壓在外界動荷載的作用下變化大，而淤泥質粘土在相同載荷作用下變化小。（3）由于設置了良好的水平及豎直排水體系，在動荷載反復作用下，素填土土體內產生一定程度的破壞并形成裂隙，其滲透性有所提高，因而淺層孔隙水易排出，而塑料排水板貫穿整個淤泥層，在強夯中動荷載反復沖擊形成的附加應力起作用，即相當于增加了靜載荷，使得孔隙水通過豎直排水體排出地面，從而使軟土地基孔隙水壓力明顯低于初始靜壓值。（4）試驗區(qū)各遍間歇時間內，孔壓消散至少達到了80%，因此在具體施工時，還可適當縮短間歇時間，這就是以信息化指導施工。

3.2加固效果檢測分析在強夯施工前后分別對兩試驗區(qū)進行了土的物理力學試驗、載荷試驗、重型動力觸探、靜力觸探和十字板剪切等試驗檢測項目。S1區(qū)和S2區(qū)加固前后土的物理力學試驗典型結果。 2個試驗區(qū)經動力排水固結法處理后，土的物理力學性質均得到了明顯改善。S1區(qū)和S2區(qū)表層土載荷試驗表明，加固后S1區(qū)的地基土承載力特征值達到200kPa，地基土變形模量為1114MPa；S2區(qū)的地基土承載力特征值達到198kPa，地基土變形模量為1112MPa。滿足工程要求。S1區(qū)和S2區(qū)填土層重型動力觸探（N63.5）試驗結果填土層經加固后其承載力和壓縮模量得到了大幅度提高。

4.結束語

隨著科學技術的發(fā)展，在當前的建筑工程中，各種施工技術和施工方法水平都得到了大幅度提升。其中動力固結法就是加固飽和土地基中最常用的方法，該方法不僅能夠提高基礎工程的施工效率和質量，而且還能夠為國家和社會節(jié)約大量的能源資源。然而動力固結法加固飽和土地基卻有一定的限制，因此就目前動力固結法加固飽和土地基的實際情況而言，其中還存在著一些問題，這些問題主要是由于對動力固結法加固飽和土地基適用范圍的分析不夠透徹。通過本文對動力固結法加固飽和土地基使用條件的深入分析研究，相信讀者動力固結法加固飽和土地基的使用條件也有了深刻的認識?？偠灾瑸榱颂岣邉恿探Y法的實用性，還必須對其進行進一步的分析研究，從而才能夠將動力固結法得心應手的運用。