強夯法在濕陷性黃土地基處理中的應用研究

劉維民 趙文英

（陜西省機械施工公司，陜西 西安 710032）

濕陷性有自重濕陷性和非自重濕陷性。我國濕陷性黃土地質主要分布于隴西地區、隴東陜北地區、關中地區以及山西、河南、翼魯和北部邊緣地區，其中隴西地區和隴東陜北地區自重失陷性黃土分布廣泛，濕陷性黃土層厚度通常大于10m,地基濕陷等級一般為Ⅲ、Ⅳ級，濕陷性較敏感，對工程建設的危害性較大，而其他地區多屬非自重濕陷性黃土，對工程建設的危害性較小。

I級非自重濕陷性土對路基不構成危害,一般不作特殊處理。對II級及II級以上濕陷土,若處于挖方段,可以全部挖出,挖出后對路基不作特殊處理;不能全部挖出的,挖至路床底面進行沖擊碾壓,路床換填石灰。填方路段的II級及II級以上濕陷土,無構造物影響的采用強夯處理,強夯施工對周圍影響較小,處理深度7m左右。

強夯法是濕陷性黃土地基處理較常用的方法。強夯法是依據巨大的沖擊能而獲得深層壓實效果的方法。這種方法是將重錘提高到一定高度后自由落,多次重復夯擊地面,使地基土在巨大的沖擊力和下振動作用下,產生很大的動應力和沖擊波,致使土中,土體局部液化,在夯擊點周圍一定深度內空隙壓縮產生裂隙,形成良好的排水、排氣通道,土體內的水分和空氣順利逸出,土體隨之固結,從而有效地在影響深度范圍內提高土基強度,降低土體壓縮性,消除黃土的濕陷性。

1 強夯法技術參數

1.1 強夯設備的選擇

強夯設備可選用履帶式起重機，起重高度大于15m，夯錘質量10t，夯錘平面為園形，底面直徑2.0m，鑄鋼制成，夯錘中設置5個上下相通的排氣孔。當夯錘超過卷揚機的起重能力時，需要利用滑輪組，并借助自動脫鉤裝置來起落夯錘，自動脫鉤裝置可用杠桿或其它脫鉤設施解決。

1.2 強夯施工參數的選擇

根據工程地質條件及設計要求，濕陷性黃土地基有效加固深度為5～6m。點夯單擊夯擊能采取先低后高，以 1000、1500、2000kN.m試用，滿夯單擊夯擊能采用1000kN.m。夯點按梅花形布置，沿道路縱向每6m布置5個夯點，即在6×5角點布置4個夯點、中心點布置1個夯點。強夯分兩次完成：第一遍為點夯，夯點每點夯擊次數5～8擊；第二遍為滿夯，滿夯時采用排夯，以較低的夯擊能進行夯擊，夯跡彼此重迭搭接20～30cm，每點搭接夯擊1～2擊。在施工中，還要滿足下列條件：對于點夯最后兩擊的平均沉降量不大于5cm，滿夯最后兩擊的平均沉降量不大于2cm；夯坑周圍地面不發生較大的隆起，一般控制在10cm以內；不因夯坑過深而發生起錘困難。

兩遍夯擊間應有一定的時間間隔，以利于土中超靜水壓力的消散，所以間歇時間取決于超靜水壓力的消散時間。地基采用兩遍間歇時間5～7天。

2 強夯施工工藝

2.1 施工前準備

在強夯施工前,應認真查明強夯場區內及周邊地下管線的位置、標高等,并在地面作標志,劃出。

強夯的邊線對于須要強夯的路段和區間,應先實測土壤、最大干密度及濕陷系數,當含水量小于7%時,應增大其含水量;對于地基含水量大于20%的過濕地段,為防止強夯時產生的“彈簧土”現象,應等其晾曬得較為合適時再行施工,或進行換土處理。對于地下水位較高的地方,要用人工降低地下水位的辦法,并在表層鋪填0.5～2.0m的砂礫層,確保機械通行。為防止雨水或場外地表水流入場內對強夯的影響,還要在場區和場區周圍挖臨時排水溝。

鏟除夯區內的植被和垃圾,挖出樹根,將場,以保證夯錘落地時基本處于內基本推平或2.2分段推平水平狀態。

2.2 施工工序

2.2.1 按夯點布置圖,用白灰標出第一遍夯點位置,測量夯前場地高程。

2.2.2 起重機就位,夯錘對準夯點位置,測量夯前錘頂高程。

2.2.3 將夯錘起吊到預定高度,脫鉤自由下落后放下吊鉤,測量錘頂高程。夯錘應保持平穩,若發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時,應及時將坑底整平。

2.2.4 按以上2.2.1～2.2.3步驟完成第一遍全部夯擊點的夯擊。

2.2.5 用推土機將夯坑推平,按確定的夯點布置要求,用上述步驟完成第二遍,再用低能量滿夯法將場地表層松土夯實。

2.2.6 為了使表層的擾動土進一步壓實,在強夯區實施了強夯后再用8～21t振動壓路機振壓處理。使其滿足路基規范設計要求的壓實度,壓實后再測量場地高程。

2.2.7 對強夯后路基進行相應的沉降量觀測。

2.3 施工檢測

2.3.1 強夯過程的監測必須由專人負責,并對其各種參數及施工情況做好詳細記錄。

2.3.2 開夯前檢查夯錘重量和落距,夯錘吊環是否準確處于重心位置。

2.3.3 按設計數據檢查每個夯點夯擊次數和每夯的夯沉量及周圍隆起和擠出的情況。

3 注意事項

為防止降雨對強夯的影響,采用分段施工方法為好；冬季施工時,先要將凍土擊碎,然后再按各點規定的夯擊數進行強夯；對于強夯過的地基,在檢查各項指標達到設計要求和規范要求后,應及時回填,起到保護作用；為保證建筑物的安全,強夯場地邊緣距最近建筑物的安全距離不小于30m；經常檢查設備狀況,發現問題及時采取措施；建立以崗位責任制為中心的安全生產逐級負責制。

4 結語

強夯后土體密實度增加，使土體有一定的防隔水作用，動力固結消除了土體的濕陷性，進而增加了土基的強度和穩定性。強夯處理后，地基的強度有了較大程度的提高，地基的不均勻性得到改善，處理后的地基能滿足新建公路要求。該處理工藝可在今后濕陷性黃土地基處理中進行推廣。

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