強(qiáng)夯法在濕陷性黃土地基中的應(yīng)用

【摘要】本文根據(jù)工程實(shí)例闡述了強(qiáng)夯法在濕陷性黃土地基中的應(yīng)用，必須用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，統(tǒng)籌安排，進(jìn)行有針對(duì)性的合理施工，通過嚴(yán)密的質(zhì)量控制手段，都能夠經(jīng)濟(jì)而有效地獲得期望的效果。

【關(guān)鍵詞】強(qiáng)夯法；濕陷性；黃土地基；應(yīng)用

通常，濕陷性黃土發(fā)生的氣候比較干旱的條件，在初級(jí)階段，少量的雨水將粉粒粘連在一起，干旱的氣候促使水分實(shí)現(xiàn)不斷的蒸發(fā)，多孔隙的結(jié)構(gòu)形成，其中主要的構(gòu)成為粗粉粒。隨著濕度的增加，壓縮性逐漸減少，強(qiáng)度增大，一旦遇到大量的水分的侵蝕，強(qiáng)度會(huì)大幅度降低，在附加壓力的影響下，失陷變形發(fā)生。

1、強(qiáng)夯法的加固原理

對(duì)于地基的處理，其根本目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤力學(xué)性能的改變，改善其結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)滲水和孔隙縮小的降低，有效控制濕陷性的出現(xiàn)。強(qiáng)夯法主要針對(duì)濕陷性黃土的地基，借助起重機(jī)，利用夯錘進(jìn)行由上到下的錘擊，地基受到較大的沖擊之后，強(qiáng)度得到增強(qiáng)，土壤的壓縮性減小，黃土的濕陷性被消除，加固的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。重錘的作用使得土粒出現(xiàn)彼此之間的移動(dòng)，微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，孔隙中的氣體被排出，體積隨著減小，整個(gè)土壤結(jié)構(gòu)的密實(shí)性得到增強(qiáng)。

2、工程概況

該段工程主要跨十八里河～賈寨和金水河二個(gè)工程地質(zhì)段，其中大部分為渠道，渠基、渠坡巖性為黃土狀土、細(xì)砂和黃土狀中粉質(zhì)壤土，具有輕微～中等濕陷性，其中SH（3）190+688.1～SH（3）194+180局部存在黃土狀輕壤土，具中等～強(qiáng)烈濕陷性，這些對(duì)渠坡及渠基穩(wěn)定性不利，應(yīng)對(duì)其采取加固處理措施。

3、強(qiáng)夯試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

針對(duì)設(shè)計(jì)的強(qiáng)夯參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以消除地表及地表以下黃土狀土及黃土狀中粉質(zhì)壤土層的濕陷性，確定具體的強(qiáng)夯施工參數(shù)，得出滿足設(shè)計(jì)要求的最佳的施工技術(shù)參數(shù)和施工工藝，指導(dǎo)進(jìn)行大面積施工。

3.2 試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

（1）確定現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)夯試驗(yàn)區(qū)

首先查明試驗(yàn)區(qū)范圍內(nèi)有無地下建筑物或各種地下管線；通過現(xiàn)場(chǎng)比較，計(jì)劃在渠堤SH（3）196+085.2～ SH（3）196+173段左側(cè)堤身基礎(chǔ)夯實(shí)處理范圍內(nèi)，作為本次試驗(yàn)的試驗(yàn)區(qū)，試驗(yàn)區(qū)面積約為1375m2，分兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)分成兩個(gè)試驗(yàn)塊。試驗(yàn)初定強(qiáng)夯參數(shù)：夯錘錘底直徑2.5m，錘重16.54t；第一遍夯點(diǎn)按正三角形布置，中距6.5 m；第二遍夯點(diǎn)在第一遍夯點(diǎn)之間布置，第1遍、第2遍夯錘落距為13m；第三遍滿堂布置，夯錘落距采用6m。

3.3 強(qiáng)夯機(jī)具的選擇

夯錘：圓形錘印易于重合，本工程選擇圓形夯錘，夯錘底面直徑2.5米， 夯錘重16.54噸，為鑄鋼材料。夯錘的構(gòu)造為底盤、中間塊及頂板三部分組成，底板與外殼焊成一體。

起重機(jī)：采用履帶式起重機(jī)，選20t（W-101型）起重機(jī)，裝配自動(dòng)脫鉤裝置。

自動(dòng)脫鉤裝置：自動(dòng)脫鉤裝置。拉繩一端固定在鎖柄上，另一端穿過轉(zhuǎn)向滑輪固定在臂桿底部橫軸上，當(dāng)夯錘起吊到預(yù)定高度時(shí)，開鉤繩隨即拉緊，而脫鉤裝置開啟，夯錘脫鉤下落，同時(shí)可保證每次夯擊落距相同。

錨系設(shè)備：為防止起重機(jī)臂桿在突然卸重時(shí)發(fā)生后傾和減小臂桿的振動(dòng)，在臂桿的頂部用鋼管支架錨系。如現(xiàn)場(chǎng)條件不便于布置錨系設(shè)備，則采用ф328mm鋼管作為斜支架。

3.4 試驗(yàn)施工

（1）夯擊點(diǎn)布置

本工程屬大面積強(qiáng)夯地基處理，第一遍夯點(diǎn)采用正三角形布置，中心間距6.5m，夯擊前先在已經(jīng)整平的場(chǎng)地上標(biāo)出各試驗(yàn)塊第一遍夯點(diǎn)位置。各試驗(yàn)塊第一遍夯擊完成并達(dá)到規(guī)定夯擊間隔時(shí)間后，再在第一遍夯點(diǎn)之間標(biāo)出第二遍夯點(diǎn)位置，第二遍夯擊完成且夯擊間隔達(dá)到規(guī)定時(shí)間后，滿堂布置第三遍夯點(diǎn)位置。

（2）夯擊施工

履帶式起重機(jī)就位后，夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置，夯擊時(shí)每一次的夯錘提升高度都必須達(dá)到規(guī)定高度，當(dāng)夯錘即將提升到預(yù)定高度時(shí)，稍停一下，使錘不擺動(dòng)，然后繼續(xù)提升，直至脫鉤落下。每次夯擊時(shí)的落錘要力求平穩(wěn)，如夯錘落在夯坑中有傾斜，且當(dāng)其傾角超過30度時(shí)，需用土將夯坑填平，方能進(jìn)行下一次的夯擊。

按照試驗(yàn)控制標(biāo)準(zhǔn)，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊，測(cè)量夯坑高程，檢查夯點(diǎn)的夯沉量，夯完后用推土機(jī)將夯坑周圍的土推至夯坑填平，并測(cè)量場(chǎng)地高程。在規(guī)定的各遍夯擊間隔時(shí)間后，按上述步驟完成全部夯擊遍數(shù)，同時(shí)測(cè)量并記錄最后兩擊的平均夯沉量及地面變形情況。

（3）夯擊結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

達(dá)到規(guī)定的夯擊遍數(shù)后，最后兩擊的相對(duì)平均夯沉量小于50mm；夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起；不應(yīng)夯坑過深發(fā)生起錘困難。當(dāng)監(jiān)理工程師檢查認(rèn)可后，進(jìn)行夯坑的回填、場(chǎng)平工作。用推土機(jī)將夯坑周圍的土體推至坑內(nèi)，并碾壓表層松土，直到表面平整、穩(wěn)定，無明顯輪跡為止，然后測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。夯坑和夯擊的場(chǎng)地如果造成積水現(xiàn)象，及時(shí)采取排水措施，并將積水地段晾曬，以免繼續(xù)施工形成彈簧土。

3.5 強(qiáng)夯試驗(yàn)中應(yīng)注意的問題

（1）在強(qiáng)夯每遍夯擊開始，檢驗(yàn)夯錘重量、落距以及起吊點(diǎn)是否處于重心位置，若有偏心現(xiàn)象，要采取錘邊焊鋼板等辦法使其起吊點(diǎn)處與重心重合，以使夯錘起吊或下落時(shí)保持平衡。

（2）夯擊時(shí)落錘應(yīng)保持平穩(wěn)，夯位正確。如錯(cuò)位或坑底傾斜過大，應(yīng)及時(shí)用壤土將坑底整平重新夯擊。

（3）每個(gè)夯點(diǎn)重復(fù)夯擊次數(shù)，可按現(xiàn)場(chǎng)試夯后得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，同時(shí)要滿足最后兩擊的平均沉降量不大于50mm，夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起，不應(yīng)夯坑過深發(fā)生起錘困難。

（4）強(qiáng)夯試驗(yàn)時(shí)間長，不可避免遇到降雨天氣，試驗(yàn)期間要采取防雨排水措施，以防止強(qiáng)夯場(chǎng)地積水，否則土質(zhì)含水量增加，土質(zhì)變軟，夯擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生擠出現(xiàn)象，降低強(qiáng)夯效果。

（5）保證每個(gè)夯點(diǎn)達(dá)到規(guī)定的夯擊次數(shù)，詳細(xì)記錄試驗(yàn)過程中的各項(xiàng)參數(shù)和施工情況，確保對(duì)強(qiáng)夯試驗(yàn)效果有正確的評(píng)價(jià)。

綜上所述，本工程強(qiáng)夯施工后的地基經(jīng)過檢測(cè)，均滿足設(shè)計(jì)要求。強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土施工工藝簡單，各種參數(shù)容易控制，而且加固效果明顯，易于掌握操作規(guī)程。本文以在建工程為例對(duì)強(qiáng)夯施工的關(guān)鍵技術(shù)與控制要點(diǎn)探討， 旨在對(duì)今后類似地基工程上提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

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