某工程強夯地基試驗對比分析與評價

于建華++唐文

摘 要：通過對中鋁固原煤電鋁一體化項目自備電廠強夯地基處理試驗區(qū)檢測，對強夯地基處理前后的地基的穩(wěn)定性、濕陷性、承載力進行了評價，提出了檢查結(jié)論和有關(guān)巖土參數(shù)。

關(guān)鍵詞：強夯地基 濕陷性黃土 土工實驗 靜載荷試驗

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0106-02

1 強夯法處理濕陷性黃土地基的加固機理及影響因素

濕陷性黃土地基處理的常用方法有墊層、重錘夯實、強夯、土（或灰土）樁擠密和深層孔內(nèi)夯擴等，可以完全或部分消除地基的濕陷性，或采用樁基礎或深基礎穿透濕陷性黃土層，使建筑物基礎坐落在密實的非濕性土層上，保證建筑物的安全和正常使用。

強夯法處理濕陷性黃土地基，是在重錘夯實的基礎上發(fā)展起來的一種地基處理方法。其優(yōu)點為施工簡單、效率高、工期短、經(jīng)濟性較好、對濕陷性黃土濕陷性消除的深度較大；缺點是振動和噪音較大。我國目前在濕陷性黃土地區(qū)應用強夯進行地基處理，取得較成功的經(jīng)驗，夯擊能量已超過12000 kN.m，強夯對濕陷性黃土土濕陷性的消除效果明顯，一般可達8～10 m。其對地基的影響深度按梅納公式進行計算：

式中：H為影響深度；Q為重錘，kN；h未落距，m；γ為修正系數(shù)，據(jù)不同條件（地質(zhì)、物理力學性能、孔隙率等）可取0.3～0.7 g為重力加速度。

2 擬建工程檢測概況

擬建的中鋁固原煤電鋁一體化項目自備電廠位于寧夏固原市，場區(qū)屬濕陷性黃土地區(qū)。設計采用強夯進行地基處理，采用8000 kN·m的主夯點單擊夯擊能進行試驗，廠區(qū)濕陷性黃土厚度不小于10 m，強夯的處理深度，本次實驗強夯處理深度按10 m考慮。預估處理后地基承載力特征值fak≥300 kPa。并檢測處理后地基土濕陷消除情況。強夯前進行背景值檢測，并和強夯處理后數(shù)據(jù)進行對比。該次強夯法地基處理試驗區(qū)具體檢測方法有：平板靜載荷試驗、擊實試驗、標準貫入試驗、重型動力觸探試驗、工程探井、土工實驗。該文著重對擊實實驗、平板靜載荷試驗、土工實驗及地基土濕陷性進行對比分析。

3 場地工程地質(zhì)條件

3.1 地層巖性

地表下50 m以內(nèi)地層以第四系沖洪積黃土、粉土和粉質(zhì)粘土為主。根據(jù)地層的物理力學性質(zhì)，將該次勘測所揭露的地層自上而下分為五大層，分述如下：

（1）馬蘭黃土，褐黃色，稍密，稍濕，土質(zhì)均勻，含水量非常低，無搖震反應，切面無光澤，干強度高，韌性低。該層土底板埋深一般為10.00～16.80 m，相應標高1652.35～1665.95 m，厚度一般為10.00～16.80 m，平均厚度12.77m。該層土浸水具有濕陷性。

（2）粉質(zhì)黏土，褐紅色，硬塑-堅硬，稍濕，無搖震反應，切面光滑，干強度高，韌性中等，土質(zhì)均勻。該層頂板埋深一般為12.00～16.80 m，相應標高1652.35～1665.95 m，底板埋深一般為14.00～19.50 m，相應標高1650.65～1663.85 m，厚度一般為1.70～3.00 m，平均厚度2.11 m。

（3）粉土，黃褐色，密實，稍濕，土質(zhì)均勻，無搖震反應，切面無光澤，干強度中等，韌性低。該層頂板埋深一般為10.00～19.50 m，相應標高1650.65～1665.40 m，底板埋深一般為23.00～28.00 m，相應標高1645.00～1656.65 m，厚度一般為5.50～14.00 m，平均厚度10.05 m。不具有濕陷性。

（4）粉質(zhì)黏土，黃褐色，可塑，稍濕，無搖震反應，切面光滑，干強度中等，韌性中等。該層頂板埋深一般為23.00～28.00 m，相應標高1645.00～1656.65 m，底板埋深一般為39.00～41.50 m，相應標高1630.50～1637.90 m，厚度一般為11.30-14.70 m，平均厚度13.38 m。

（5）粉土，黃褐色，密實，稍濕，土質(zhì)均勻，無搖震反應，切面無光澤，干強度中等，韌性低。該層頂板埋深一般為39.00～41.50 m，相應標高1630.50～1637.90 m。該次勘測未揭穿該層。

3.2 場地水文地質(zhì)條件

勘測期間主選廠址區(qū)地下水埋深一般為27.50～28.20 m，相應標高1643.80～1652.15 m。地下水類型為第四系孔隙潛水，主要接受大氣降水補給，年變幅約為0.50 m。

4 檢測概況

4.1 標準擊實試驗

在一定的擊實功能作用下，能使填筑土達到最大密度所需的含水量稱為最優(yōu)含水量，與其相應的干密度稱為最大干密度。該次試驗為標準擊實試驗。強夯前背景值檢測擊實試驗土樣采自不同深度土層黃土經(jīng)拌合后土樣，取6個擊實樣，樣品為素土。送至實驗室進行標準擊實試驗。由擊實試驗得出最佳含水量11.8%，最大干密度1.765 g/cm3。

4.2 探井施工及土工試驗

探井施工采用圓形開口，機械沖擊開挖，井口直徑0.5 m。Ⅰ級原狀土樣采用探井內(nèi)人工刻切塊狀土樣，蠟封，取樣間距1.0 m。采取的原狀土樣委托實驗室進行試驗。

試驗區(qū)強夯前背景值檢測及強夯后檢測各布置探井3個，深度15 m，每隔1 m取原狀土樣，取樣在探井內(nèi)人工刻切土樣，送實驗室進行室內(nèi)壓縮試驗。室內(nèi)土工試驗主要用于判斷測定土的含水量、密度、液限、塑限、濕陷系數(shù)、壓縮模量及抗剪強度等。具體試驗結(jié)果見表1。

4.3 平板靜載荷試驗

試驗采用慢速維持荷載法?，F(xiàn)場共做3個點的單樁復合地基靜載荷試驗，試驗點位在強夯后試驗區(qū)均勻分布。靜載荷試驗承壓板為圓形，面積為2.0 m2，承壓板直徑1.60 m。

試驗采用等量分級加載，依照有關(guān)規(guī)范，加荷級別定為10級，每級加荷值為60 kPa。試驗時首級加荷值為60 kPa，終止荷載為600 kPa（見表2）。endprint

5 檢測結(jié)果評價

5.1 黃土濕陷性評價

依據(jù)中國濕陷性黃土工程地質(zhì)分區(qū)略圖，固原地區(qū)屬Ⅱ區(qū)，濕陷量計算表有關(guān)參數(shù)也按Ⅱ區(qū)選用。根據(jù)試驗資料并依據(jù)規(guī)范中的計算公式（1.5-6.5m取1.56.5-10.5m取1.0，，取1.2）計算結(jié)果見表3。

從以上數(shù)據(jù)看出，試驗區(qū)強夯前15.0 m深度范圍內(nèi)自重濕陷量小于196.80 mm，總濕陷量在496.10～591.50 mm之間，強夯處理前地基土屬于Ⅲ級（嚴重）自重濕陷場地。試驗區(qū)強夯后15.0 m深度范圍內(nèi)自重濕陷量為0.0 mm，總濕陷量在31.0～87.50 mm之間，處理后地基土屬于非自重輕微濕陷場地。

5.2 土工試驗分析

從土工試驗資料反映出，濕陷性黃土在強夯地基處理后抗剪強度、壓縮兩項指標均有明顯的提高，孔隙比大幅下降，明顯降低地基的壓縮變形。

5.3 平板靜載荷試驗分析

根據(jù)資料分析，該次靜載試驗點各P-S曲線均為平緩光滑曲線，比列界限不明顯。1#靜載荷試驗點按相對變形值確定承載力特征值fak=290 kPa；2#、3#靜載荷試驗點最大加荷值為600 kPa，安全系數(shù)取2，則2#、3#靜載荷試驗點承載力特征值fak≥300kPa。

6 檢測結(jié)論

（1）由平板靜載荷試驗確定：1#靜載荷試驗點承載力特征值fak=290 kPa；2#、3#靜載荷試驗點承載力特征值fak≥300 kPa?？紤]到強夯地基處理施工的特點，建議在設計時強夯處理后地基承載力特征值不宜大于290 kPa。

（2）試驗區(qū)強夯前15.0 m深度范圍內(nèi)自重濕陷量為196.80 mm，總濕陷量在496.10～591.50 mm之間，強夯處理前地基土屬于Ⅲ級（嚴重）自重濕陷場地。試驗區(qū)強夯后15.0 m深度范圍內(nèi)自重濕陷量為0.0 mm，總濕陷量在31.0～87.50 mm之間，處理后地基土屬于非自重輕微濕陷場地，該試驗區(qū)經(jīng)強夯處理后消除濕陷效果良好。

（3）由標準擊實試驗確定試驗區(qū)地基土強夯前最大干密度平均值為1.765 g/cm3，最佳含水量平均值為11.8%。

參考文獻

[1] 鄭升寶.強夯法地基處理技術(shù)及工程實例分析[J].科技與企業(yè)，2012（10）：220.endprint