处理湿陷性黄土地基中强夯法的应用分析

钟 军 波

(山西省地勘局二一四地质队，山西 运城 044000)



处理湿陷性黄土地基中强夯法的应用分析

钟 军 波

(山西省地勘局二一四地质队，山西 运城 044000)

介绍了湿陷性黄土地基试夯的目标与设计参数，阐述了强夯法处理湿陷性黄土的施工程序及注意事项，并提出了施工质量检测措施，可有效防止地基湿陷性事故的发生。

湿陷性黄土，地基，强夯法，质量检测

目前来看，国内采用强夯法对湿陷性黄土地基进行加固，已有多例成功实例。这是一种原位地基处理方法，以土治土，具有费用低、建材消耗量小或者不消耗建材等应用优势。试验数据显示，采用强夯法对湿陷性黄土地基进行处理时，瞬时沉降可达40 cm～50 cm，对地基加固处理以后其压缩性减小2倍～10倍，强度增大2倍～5倍，而且加固的深度可以超过10 m。强夯法在湿陷性黄土地基处理过程中应用广泛，而且取得了非常显著的效果。

1 地基试夯参数采集及应用

1.1 试夯目标

基于对拟建工程施工建设要求的分析，确定地基加固处理以后的承载力、影响深度、压缩模量，尤其是湿陷深度。结合湿陷性黄土的特点，选定单位面积夯击数、夯击批次、夯点之间的距离，确定其是否需要加入适量的垫层或者填料，然后再对其深度进行确定。为此，应当熟悉工况，全面了解工程设计意图、建设要求；对拟建工程工况与现场情况进行严格检查，尤其是施工环境(其中包括环境污染、危害和噪声干扰等)，并且对砂石料来源及其市场价格等，做到心中有数。

1.2 湿陷性黄土地基试夯及参数采集

对于强夯法而言，其中的很多设计参数具有经验性特点，而且影响因素也非常的复杂，无法对其进行理论上的精确计算。在设计过程中，经常采用工程类比方法对其进行计算，为确保验证设计质量，在正式开工之前需对其进行强夯试验,以便于对各设计参数进行校正。本地设计基础下4.0 m内湿陷性黄土全部消除,地基承载力为190 kPa。起夯面下5.0 m含水率范围为15.3%～22.0%，平均18.3%；塑限处于17.7%～19.0%之间,平均18.1%，适用于强夯。采用1 000 kN·m强夯能级，有效夯实厚度4.0 m。由于该地区长期采用工业用水，为减少水从地基侧面浸入，强夯范围从基础外缘向外6.0 m。所选用的夯锤，底面直径为2.30 m,面积为4.15 m，落距为10.0 m，夯位按照三角形方式进行排布。结合相近项目数据资料，两遍主夯击的数量为12击，拍夯时采用600 kN·m进行三次满夯击。试夯地基的夯沉量是0.78 m，底面标高是-2.50 m，夯前标高是-1.72 m，绝对高程是392.18。

1.3 试夯参数应用

在试夯过程中，应当选择小片区，建议采用不同类型的单击夯击方式作比照，择优选择。单点夯过程中，应当对地表竖直、水平方向上的位移进行精确测定，并且记录好每一击夯击时的沉量；同时，还要对夯坑的深度、体积、口径等进行测量，并对孔隙水压力增长、消散值和时间等进行测定。对试夯结果分析检验，应当确保时效性，而且测试内容建议选择取土试验法(比如抗剪强度、压缩模量、含水量、渗透系数和密度等)、动力触探法、旁压试验法和波速试验法等。坑侧应当在与距坑心间距大约2.5 m～3.0 m范围内布设3个点，用以对加固处理的影响范围进行测定，然后确保夯点间距的合理性。小区域的试夯，应当选择典型地段，而且试夯面积应当按照布点要求进行确定,从而使试夯区的检验更具代表性。

2 强夯法施工及注意事项

2.1 施工机械设备

第一，吊车。湿陷性黄土地基处理过程中，采用单缆起吊方式，吊车的起重量至少为锤重的3倍。从实践来看，该种方法施工质量和效率都非常的高，目前国外已有多种类型的强夯吊车；如果采用的是多缆起吊方式，则可选择小型的吊车，但必须利用自动脱钩设施,而且吊车的起重量至少为锤重1.5倍。在小吊车大能级强夯过程中，一般会增设龙门架用于支撑和稳定吊臂。在强夯施工过程中，建议采用装有自动脱钩设施的履带式起重机。如果采用履带式起重机,则建议在臂杆端位置安装辅助门架，以免落锤时出现机架倾覆现象。

第二，夯锤。一般而言，夯锤多为铸钢锤或者外包钢板的混凝土锤。其中，前者可制成组合式，便于锤重的实时调整。目前国内设计的一种稍带斜度的倒圆台锤，对湿陷性黄土进行夯击以后，坑壁一般不会出现塌土问题，而且落点非常的准确，易起锤,尤其适用于软弱地基的夯实。此外还会用到自动脱钩装置，推土机和碾压机都是辅助性设备。

2.2 施工程序

拟建工程项目地下水位相对较高，或者夯坑底的积水对施工质量会产生影响时，建议采用人工方式对地下水位进行降低，可以适当铺填一些松散的建材，强夯过程如图1所示。强夯施工之前，应当查清楚施工现场所在地的地下构筑物及其布设的各种地下管线走向、位置和标高等,并在此基础上及时采取有效的措施进行处理,以免因强夯施工而造成严重的损坏。如果强夯法施工应用过程中产生可振动,则必然会对周围的建筑设施等产生不同程度的影响和伤害，为此应当采取有效的防振或者隔方法。

具体而言，在强夯法应用过程中，其施工步骤分析如下：首先，应当先清理和平整场地，将第一遍夯点位置标出来，然后对该场地的高程进行测量；其次，起重机就位以后，夯锤与夯点位置对准。对夯前锤顶高程进行测量，并且将夯锤起吊至预定高度位置，开启设施待夯锤脱钩下落，将吊钩放下，并对锤顶高程进行测量。此时，若发现因坑底倾斜而导致夯锤歪斜，则应当及时对坑底进行整平。最后，重复上述步骤，按照设计的夯击次数、标准，完成单个夯点的夯击任务。用推土机填平夯坑，并对场地高程进行测量。在预定间隔时间以后，逐次全部夯击，然后再用低能量进行满夯，直到场地表层的松土都被夯实为止，并对夯后场地高程进行测量、记录。在基底地面布设厚度为0.20 m的灰土(比例为2∶8)。在施工过程中，将石灰逐渐撒入土层之中，在不洒水的情况下对其初拌，搅拌均匀后应当进行8 h～12 h的闷料，然后洒水均匀复拌；完成以上工序后，对地面进行整平和压实。经检测强度合格以后，在灰土垫层上布设防渗复合土工膜。同时，还要对边坡进行加固，即在路基面以下0.60 m的位置，布设双向的精编土工格栅，每层垂直间距0.50 m，其中最上两层沿着平面进行通铺，各层深入路堤边坡的宽度为2.50 m，土工格栅伸长率达到10%时，其纵向和横向的抗拉强度至少25 kN/m，而且坡面采用液压喷播方式进行植草防护。

2.3 强夯施工过程中的注意事项

为了使强夯后的湿陷性黄土地基地表达到基底设计标高，推掉表土在基坑中进行，此时应当防止出现雨水进入基坑之中。同时，强夯场也应当平整，防止雨水流入低凹之处。对于饱和软弱土

地基而言，强夯施工过程中应当确保吊车稳定性，必须有一定厚度的矿渣和砂砾石等垫层。在此过程中，还应当根据需要进行优化设置，其中粗粒料的粒径不能超过10 cm，更不能用粉细砂。如果在液化砂基内进行强夯施工作业，为避免夯坑涌砂流土，则应当采用卵石、碎石等填料进行填实。在此过程中，应当注意夯锤和吊车周围人员的人身安全；为避免因飞石而造成人身伤害，吊车驾驶室应当加强防护，布设防护网，起锤以后，工作人员应当在至少10 m处，而且还要佩戴安全帽，严禁在吊臂前长期站立。

3 强夯法地基处理试验检测

在湿陷性黄土地基处理过程中，需对其质量试验检测，这有利于更好的检测和控制整个工程的施工质量。强夯过程中，应当对夯前、夯中、夯后三个阶段检测控制。

第一，夯前质量检测。强夯法应用之前，需先对夯锤重量、锤底面积进行检测，并且检测场地平整度。对夯击范围内的地基原状土进行取样，并对其进行物理力学分析。

第二，夯中质量检测。夯锤落距应当超过既定落距，夯锤落点误差应当控制在15 cm范围之内。对单位时间内的处理面积进行严格控制，并且控制好夯击间隔时间，对全过程进行记录，其中包括击点起止时间、夯击异常、单位夯击能和单击次数等。

第三，夯后质量检测。每一遍夯击后，应当对夯坑深度、夯点间距和处理宽度进行检查，然后对其进行填平操作。满夯以后，需对场地平整、压实，达标后测量其高程，然后对地面标高变化情况进行填写；填写夯击记录表，满夯后7 d，在处理范围内进行垂直取样，对土样做物理、力学分析。夯击以后，对处理地基进行择点试验，其重点是载荷试验。基于试验所得结果，各试验点加载至预设承载力2倍，没有发生破坏，而且沉降量达标，则说明夯击后基底承载力能够满足预设要求。

4 结语

对湿陷性黄土地基进行处理的主要目的在于，消除构筑物地基的湿陷量，从力学层面上改变原来的地基特性，从而使其变成非湿陷性地基，减小湿陷量，以免出现湿陷性危害。采用强夯法对湿陷性黄土地基进行处理，可以有效防止出现湿陷性事故、确保建筑物、构筑物安全可靠性。

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The application analysis on dynamic consolidation method in collapsible loess foundation treatment

Zhong Junbo

(214GeologicalTeam,ShanxiGeologicalProspectionBureau,Yuncheng044000,China)

This paper introduced the target and design parameters of collapsible loess foundation test ramming, elaborated the construction procedures and matters needing attention of dynamic compaction method treatment of collapsible loess, and put forward the construction quality detection measures, could effectively prevent the occurrence of foundation collapsibility accidents.

collapsible loess, foundation, dynamic consolidation method, quality inspection

1009-6825(2017)14-0067-02

2017-03-06

钟军波(1987- )，男，助理工程师

TU472.31

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