强夯法在湿陷性黄土地基处理中的应用研究

刘维民 赵文英

（陕西省机械施工公司，陕西 西安 710032）

湿陷性有自重湿陷性和非自重湿陷性。我国湿陷性黄土地质主要分布于陇西地区、陇东陕北地区、关中地区以及山西、河南、翼鲁和北部边缘地区，其中陇西地区和陇东陕北地区自重失陷性黄土分布广泛，湿陷性黄土层厚度通常大于10m,地基湿陷等级一般为Ⅲ、Ⅳ级，湿陷性较敏感，对工程建设的危害性较大，而其他地区多属非自重湿陷性黄土，对工程建设的危害性较小。

I级非自重湿陷性土对路基不构成危害,一般不作特殊处理。对II级及II级以上湿陷土,若处于挖方段,可以全部挖出,挖出后对路基不作特殊处理;不能全部挖出的,挖至路床底面进行冲击碾压,路床换填石灰。填方路段的II级及II级以上湿陷土,无构造物影响的采用强夯处理,强夯施工对周围影响较小,处理深度7m左右。

强夯法是湿陷性黄土地基处理较常用的方法。强夯法是依据巨大的冲击能而获得深层压实效果的方法。这种方法是将重锤提高到一定高度后自由落,多次重复夯击地面,使地基土在巨大的冲击力和下振动作用下,产生很大的动应力和冲击波,致使土中,土体局部液化,在夯击点周围一定深度内空隙压缩产生裂隙,形成良好的排水、排气通道,土体内的水分和空气顺利逸出,土体随之固结,从而有效地在影响深度范围内提高土基强度,降低土体压缩性,消除黄土的湿陷性。

1 强夯法技术参数

1.1 强夯设备的选择

强夯设备可选用履带式起重机，起重高度大于15m，夯锤质量10t，夯锤平面为园形，底面直径2.0m，铸钢制成，夯锤中设置5个上下相通的排气孔。当夯锤超过卷扬机的起重能力时，需要利用滑轮组，并借助自动脱钩装置来起落夯锤，自动脱钩装置可用杠杆或其它脱钩设施解决。

1.2 强夯施工参数的选择

根据工程地质条件及设计要求，湿陷性黄土地基有效加固深度为5～6m。点夯单击夯击能采取先低后高，以 1000、1500、2000kN.m试用，满夯单击夯击能采用1000kN.m。夯点按梅花形布置，沿道路纵向每6m布置5个夯点，即在6×5角点布置4个夯点、中心点布置1个夯点。强夯分两次完成：第一遍为点夯，夯点每点夯击次数5～8击；第二遍为满夯，满夯时采用排夯，以较低的夯击能进行夯击，夯迹彼此重迭搭接20～30cm，每点搭接夯击1～2击。在施工中，还要满足下列条件：对于点夯最后两击的平均沉降量不大于5cm，满夯最后两击的平均沉降量不大于2cm；夯坑周围地面不发生较大的隆起，一般控制在10cm以内；不因夯坑过深而发生起锤困难。

两遍夯击间应有一定的时间间隔，以利于土中超静水压力的消散，所以间歇时间取决于超静水压力的消散时间。地基采用两遍间歇时间5～7天。

2 强夯施工工艺

2.1 施工前准备

在强夯施工前,应认真查明强夯场区内及周边地下管线的位置、标高等,并在地面作标志,划出。

强夯的边线对于须要强夯的路段和区间,应先实测土壤、最大干密度及湿陷系数,当含水量小于7%时,应增大其含水量;对于地基含水量大于20%的过湿地段,为防止强夯时产生的“弹簧土”现象,应等其晾晒得较为合适时再行施工,或进行换土处理。对于地下水位较高的地方,要用人工降低地下水位的办法,并在表层铺填0.5～2.0m的砂砾层,确保机械通行。为防止雨水或场外地表水流入场内对强夯的影响,还要在场区和场区周围挖临时排水沟。

铲除夯区内的植被和垃圾,挖出树根,将场,以保证夯锤落地时基本处于内基本推平或2.2分段推平水平状态。

2.2 施工工序

2.2.1 按夯点布置图,用白灰标出第一遍夯点位置,测量夯前场地高程。

2.2.2 起重机就位,夯锤对准夯点位置,测量夯前锤顶高程。

2.2.3 将夯锤起吊到预定高度,脱钩自由下落后放下吊钩,测量锤顶高程。夯锤应保持平稳,若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时,应及时将坑底整平。

2.2.4 按以上2.2.1～2.2.3步骤完成第一遍全部夯击点的夯击。

2.2.5 用推土机将夯坑推平,按确定的夯点布置要求,用上述步骤完成第二遍,再用低能量满夯法将场地表层松土夯实。

2.2.6 为了使表层的扰动土进一步压实,在强夯区实施了强夯后再用8～21t振动压路机振压处理。使其满足路基规范设计要求的压实度,压实后再测量场地高程。

2.2.7 对强夯后路基进行相应的沉降量观测。

2.3 施工检测

2.3.1 强夯过程的监测必须由专人负责,并对其各种参数及施工情况做好详细记录。

2.3.2 开夯前检查夯锤重量和落距,夯锤吊环是否准确处于重心位置。

2.3.3 按设计数据检查每个夯点夯击次数和每夯的夯沉量及周围隆起和挤出的情况。

3 注意事项

为防止降雨对强夯的影响,采用分段施工方法为好；冬季施工时,先要将冻土击碎,然后再按各点规定的夯击数进行强夯；对于强夯过的地基,在检查各项指标达到设计要求和规范要求后,应及时回填,起到保护作用；为保证建筑物的安全,强夯场地边缘距最近建筑物的安全距离不小于30m；经常检查设备状况,发现问题及时采取措施；建立以岗位责任制为中心的安全生产逐级负责制。

4 结语

强夯后土体密实度增加，使土体有一定的防隔水作用，动力固结消除了土体的湿陷性，进而增加了土基的强度和稳定性。强夯处理后，地基的强度有了较大程度的提高，地基的不均匀性得到改善，处理后的地基能满足新建公路要求。该处理工艺可在今后湿陷性黄土地基处理中进行推广。

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