不同能级强夯法处理湿陷性黄土效果对比分析

潘平

（贵州路桥集团有限公司，贵州 贵阳 550001）

不同能级强夯法处理湿陷性黄土效果对比分析

潘平

（贵州路桥集团有限公司，贵州 贵阳 550001）

强夯法能够对失陷性黄土进行有效地压实加固，通过夯击能使黄土达到固结沉降，有效地改善并消除湿陷性，处理效果良好。通过对比2 000 kN·m、4 000 kN·m能级强夯法，得到对应能级的有效处理深度分别为4 m、7 m。根据强夯试验前的标准贯入试验数据，可以推断2 000 kN·m能级强夯实验区的黄土可压缩性高于4 000 kN·m处，因此推断该场区平面上的黄土分布差异性较大。利用相关性分析软件SPSS，分析4 000 kN·m能级强夯法对黄土的影响程度与埋深H之间的关系，得到二者之间的Pearson相关性系数为-0.908，显著性系数为0.028，说明二者之间具有显著的相关性。

湿陷性黄土；强夯法；夯击能；标贯试验

0 引言

我国黄土分布面积约64万km2。其中具有湿陷性的约27万km2失陷性黄土具有极高的可压缩性受到荷载作用时会产生极大的沉降量[1,2]。因此在失陷性黄土地基上进行工程建设时，必须先对黄土地基进行地基处理，提高固结程度，减小黄土的可压缩性，降低其沉降量，提高地基承载力。强夯法作为一种有效的动力固结法，通过夯锤产生的夯击能破坏土体中的孔隙通道，促进地基土体颗粒压密能够紧密地压实土体，提高地基承载力降低压缩性。强夯法处理失陷性黄土已经被证实是一种高效而且经济的处理方法[3-5]。通过对比2 000 kN·m和4 000 kN·m夯击能的强夯试验，结合夯击前后的标贯试验数据变化，分析不同夯击能的处理深度；通过相关性分析软件SPSS，分析黄土埋深H和黄土强夯处理后标贯击数增加率Δ之间的关系。分析埋深H对于强夯法处理效果影响。

1 场区地质条件以及强夯法处理布局

试验场地位于某黄土地区地形平坦根据地质资料场区地下水埋深在26 m以上。该场区的湿陷性黄土最大埋深为15 m平均深度为10 m湿陷性程度由上向下逐渐降低。失陷性等级为Ⅱ级，湿陷类型为自重湿陷性黄土。本场地分为2个区域进行地基处理，采用的强夯法能级分别为2 000 kN·m、 4 000 kN·m。2 000 kN·m区域面积为10 m×10 m，夯点间距为2.0 m，间隔跳打，分2遍进行，第1遍能级为2 000 kN·m点夯，第2遍为1 000 kN·m能级满夯，每遍每夯点夯击1击，夯印搭接1/4；4 000 kN·m区域的面积为10 m×10 m，2遍成夯工艺，第1遍能级为4 000 kN·m点夯，夯点间距4 m，间隔跳打；第2遍为2 000 kN·m能级的加固夯，夯印搭接1/4。采用正方形布点，夯击数及夯击遍数根据单点最后两击夯坑下沉量小于5 cm的原则。第一遍夯击的单击累积沉降量见表1。

表1 第一遍夯击的累积沉降量

由沉降量监测数据，可以确定2 000 kN·m单点夯击9击和10击，沉降量分别为3 cm，小于5 cm，第一遍强夯平均夯坑夯沉量为0.91 m；4 000 kN·m单点夯击10击和11击沉降量分别为3 cm和2 cm，小于5 cm，4 000 kN·m第一遍强夯平均夯坑夯沉量为1.96 m。

2 强夯前后标准贯入试验对比

通过标准贯入试验，对比强夯前后的黄土密实度，分析不同能级强夯法处理失陷性黄土的效果。标贯数据见表2。根据强夯法处理之前的标贯数据可以发现，2 000 kN·m能级试验点处的上部0～2 m内，黄土的标贯击数明显小于下部，可以认为0～2 m埋深黄土的可压缩性，明显高于下部；4 000 kN·m黄土可压缩性较为一致，差异性较小。再对比两处试验点强夯处理之前的标贯数据可以看出，2 000 kN·m能级试验点处的标贯击数明显小于相同深度的4 000 kN·m能级试验点的黄土，表明两处的黄土可压缩性明显不同，2 000 kN·m能级试验处的黄土可压缩性高于4 000 kN·m能接触。根据两场区强夯处理前后的标贯数据对比可以判定：2 000 kN·m、4 000 kN·m试验区的加固深度为4 m、7 m。

表2 不同能级强夯法处理前后的标贯击数对比

计算强夯后标贯击数的增量Δ=（N-N）/N，通过Δ可以定量地表征强夯法对黄土的影响程度，再作出Δ—H关系曲线，见图1。

图1 不同能级强夯法对黄土压缩性的影响曲线

随着黄土的埋深H增加，两种能级的强夯法对黄土的影响效果Δ1、Δ2都是逐渐降低。而2 000 kN·m能级的强夯法随着深度H增加，影响程度急剧下降，受深度H的影响程度明显大于4 000 kN·m能级试验点处。主要由于2 000 kN·m试验点处的黄土上、下层的性质差异较大。上部可压缩性强，下部可压缩性弱，导致强夯后上部的密实度增量大。从而显示出密实度上部增量大，下部增量小，Δ1受H影响程度高；而4 000 kN·m试验点处黄土上、下层的性质差异相对较小，可压缩性较为一致，更加实际地反映出Δ—H之间的变化关系。

综合可以看出，受场区黄土分布的差异性影响，不能对比分析不同能级下的强夯法对于黄土的影响情况。4 000 kN·m能级试验点处的黄土差异性较小，试验结果可以用来分析Δ—H之间的变化关系。

3 基于SPPS软件的相关性分析

可以根据相关性分析软件SPSS，来定量地分析黄土埋深H，对于强夯法影响效果Δ的关系。考虑到2 000 kN·m试验点处上下层差异性较大，影响分析结果。所以选取更具有代表性的4 000 kN·m试验点处的标贯数据进行定量的相关性程度分析，见表3。

表3 4 000 kN·m能级下δ2与H的Pearson相关性分析

根据SPSS软件进行相关性分析，强夯法对黄土的影响程度Δ与埋深H的相关性为-0.908其绝对值与数值1的距离十分接近，表明二者具有很高的相关性。同时其显著性为0.028，意味着该结论出现错误的可能性为2.8%，意味着二者具有显著相关性。

4 结 论

根据强夯前的标贯试验数据，场区内2 000 kN·m试验点处上部黄土的可压缩性高于下部，整体的黄土可压缩性随着埋深增加而降低。

该失陷性黄土场区的失陷性差异较大，根据试验点选区不同可压缩性不一样。2 000 kN·m能级试验点处的黄土夯实处理效果好于4000kN·m处。

第一遍2 000 kN·m能级强夯法的累计沉降量为0.91 m；4 000 kN·m能级强夯法的累积沉降量为1.96 m，大约为2 000 kN·m能级累积沉降量的2倍。

根据夯击后的标贯试验数据2000kN·m能级的处理深度大约为4 m；4 000 kN·m能级的处理深度大约为7 m。考虑到4 000 kN·m试验地处的黄土的可压缩性一致，利用相关性分析软件SPSS，对4 000 kN·m能级强夯法处理结果进行分析可知：随着黄土埋深H增加，对于黄土的影响程度Δ2逐渐降低。二者相关性系数为-0.908，其绝对值接近1.0，表明二者呈负相关；显著性系数为0.028，表明相关性结果出现错误的概率为2.8%。

[1]王建东.重锤强夯法在湿陷性黄土路基地基处理工程中的应用[J].交通标准化,2005,137(1):102-104.

[2]刘宇峰,陈开圣.强夯法在湿陷性黄土地基处理中的应用[J].山西建筑,2005,31(1):71-72.

[3]乔兰,丁余慧,于德水.强夯法处理路基的加固效果[J].北京科技大学学报,2005,27(6):659-661.

[4]吕秀杰,龚晓南,李建国.强夯法施工参数的分析研究[J].岩土力学,2006,27(9):1628-1632.

[5]于德水.强夯法处理湿陷性黄土路基的试验研究及数值模拟[D].北京:北京科技大学,2005.

TU 447

A

1009-7716（2016）12-0111-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.12.032

2016-09-12

潘平（1976-)，男，贵州遵义人，高级工程师，总经理，从事公路工程施工、试验检测和科研工作。