強(qiáng)夯法加固新近吹填土軟弱地基

周 清 韋中華 錢玉林

(揚(yáng)州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225000)

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強(qiáng)夯法加固新近吹填土軟弱地基

周 清 韋中華 錢玉林

(揚(yáng)州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225000)

針對(duì)某工程新近吹填土高壓縮性、高含水量、高靈敏度、低承載力等特點(diǎn)，進(jìn)行了強(qiáng)夯法處理，并通過(guò)靜載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，對(duì)地基加固效果進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果表明地基土平均比貫入阻力及地基承載力均有大幅度提高，地基處理深度均大于4 m，處理后地基承載力特征值滿足設(shè)計(jì)要求，并消除了表層土地震液化的可能性。

強(qiáng)夯法，吹填土，軟弱地基，承載力

1 概述

俗話說(shuō)“基礎(chǔ)不牢，地動(dòng)山搖”，說(shuō)明了地基基礎(chǔ)及地基處理的重要性。近年來(lái)，地基處理技術(shù)與應(yīng)用也得到了持續(xù)、長(zhǎng)足的發(fā)展[1]。強(qiáng)夯法又稱動(dòng)力壓實(shí)法(Dynamic Compaction Method)或動(dòng)力固結(jié)法(Dynamic Consolidation Method)，該方法的加固原理是利用夯錘自由落下產(chǎn)生的沖擊波，給地基沖擊和振動(dòng)能量，將地基土夯實(shí)，從而提高地基的承載力，降低其壓縮性，改善地基性能[2]。適用于處理砂土、碎石土、低飽和度的粉土和素填土等地基。對(duì)高飽和度的粉土與粘性土等地基，當(dāng)在夯坑內(nèi)采用塊石、碎石或其他粗顆粒材料回填，進(jìn)行強(qiáng)夯置換時(shí)，應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。

強(qiáng)夯法在工程中得到了大量成功應(yīng)用，如在土庫(kù)曼斯坦某天然氣處理廠工程中的應(yīng)用[2]；曹妃甸礦石三期新吹填地基處理[3]。理論研究也在不斷發(fā)展，如周健等[1]的研究結(jié)果表明低能量強(qiáng)夯法適用于粉質(zhì)粘土地基的加固，進(jìn)一步拓寬了低能量強(qiáng)夯法的應(yīng)用范圍；張清峰等對(duì)煤矸石地基在強(qiáng)夯作用下的物理模型試驗(yàn)研究，得出了不同夯擊能和夯擊次數(shù)作用下不同深度煤矸石地基動(dòng)應(yīng)力的分布特征及其衰減規(guī)律。

2 工程概況

該場(chǎng)地為新近吹填土，存在固結(jié)時(shí)間短、含水量大、結(jié)構(gòu)松散、地基承載力低等不利因素，采用強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理。根據(jù)勘察資料顯示，該陸域場(chǎng)地10 m范圍內(nèi)土層如表1所示。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用強(qiáng)夯法對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行地基處理以后，A區(qū)廠房以及設(shè)施區(qū)域地基承載力達(dá)到80 kPa～100 kPa，B區(qū)廠房以及設(shè)施區(qū)域地基承載力達(dá)到50 kPa，C區(qū)、D區(qū)道路以及設(shè)施區(qū)域地基承載力達(dá)到50 kPa；在有效深度范圍內(nèi)，土的密實(shí)度、Ps值、壓縮模量、含水量等等應(yīng)有顯著改善，并且消除吹填土的地震液化可能性。

表1 各土層性質(zhì)指標(biāo)

3 強(qiáng)夯試驗(yàn)

為檢驗(yàn)和評(píng)定強(qiáng)夯法處理地基所取得的效果，指導(dǎo)本工程地基處理合理使用本工藝，分別于A區(qū)和B區(qū)各設(shè)立2個(gè)試夯區(qū), 試夯面積225 m2(15 m×15 m),分三遍夯擊，A區(qū)第一、第二遍點(diǎn)夯，點(diǎn)夯單點(diǎn)夯擊數(shù)6擊，夯能1 200 kN·m，第三遍滿夯，夯擊2次，夯能800 kN·m，夯印搭接20 cm；B區(qū)第一、第二遍點(diǎn)夯，點(diǎn)夯單點(diǎn)夯擊數(shù)3擊，夯能1 200 kN·m，第三遍滿夯，夯2擊，夯能800 kN·m，夯印搭接20 cm。

試夯區(qū)位置詳見圖1。

主要技術(shù)參數(shù)：

1)根據(jù)JGJ 79—2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范，結(jié)合類似強(qiáng)夯處理經(jīng)驗(yàn)，錘底壓力控制在25 kPa～40 kPa，夯錘錘重取10 t～15 t，直徑為2.0 m～2.5 m，落距約為10 m～15 m，按加固深度4 m～6 m計(jì)，夯擊點(diǎn)間距取3 m×3 m；

2)A區(qū)：第一、二遍夯擊間隔42 h，第二、三遍夯擊間隔46 h；B區(qū)：第一、二遍夯擊間隔24 h，第二、三遍夯擊間隔36 h；

3)最后兩擊平均的夯沉量不大于5 cm，在夯擊能量比較大時(shí)不大于10 cm；

4)夯坑周圍最大隆起量不超過(guò)15 cm。

4 加固效果檢測(cè)

4.1 平板靜載荷試驗(yàn)

本次淺層平板載荷試驗(yàn)選用1.2 m×1.2 m的方形壓板，分別在試夯區(qū)A區(qū)(80 kPa～100 kPa區(qū))和試夯區(qū)B區(qū)(50 kPa區(qū))上均勻選擇4點(diǎn)進(jìn)行原位測(cè)試。

檢測(cè)參數(shù)見表2。

表2 檢測(cè)參數(shù)

檢測(cè)點(diǎn)位示意圖見圖2(圖中□為檢測(cè)點(diǎn)位)。

以A區(qū)為例：A2T2試驗(yàn)點(diǎn)p—s曲線及s—lgt曲線見圖3，圖4，A區(qū)試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 A區(qū)試驗(yàn)結(jié)果

本次強(qiáng)夯法試夯區(qū)A區(qū)地基承載力淺層平板載荷試驗(yàn)所測(cè)4個(gè)點(diǎn)的最大加載量均為288 kN，其相對(duì)應(yīng)的極限承載力即為200 kPa。4個(gè)測(cè)試點(diǎn)的沉降量均較小；4條實(shí)測(cè)p—s曲線均未出現(xiàn)陡降；4條實(shí)測(cè)s—lg(t)曲線均未出現(xiàn)向下彎曲，依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中的相應(yīng)條文，可取s/b=0.01(s為總沉降量，b為承壓板直徑或邊寬)所對(duì)應(yīng)的荷載為特征值，且其值不應(yīng)大于最大加載量的1/2，所以4點(diǎn)的特征值均可取為100 kPa。4個(gè)測(cè)點(diǎn)承載力試驗(yàn)測(cè)值的級(jí)差不超過(guò)其平均值的30%，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值。試夯區(qū)A區(qū)地基承載力特征值為100 kPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2 靜力觸探試驗(yàn)

在強(qiáng)夯法試夯區(qū)A-1，A-2，B-1，B-2各區(qū)內(nèi)四角及中心位置均布置了靜力觸探孔，位置見圖5。根據(jù)勘察資料分析：第①層：人工夯土，A區(qū)單橋靜力觸探Ps值范圍為5.62 MPa～9.354 MPa，平均值為7.40 MPa，承載力特征值fak=140 kPa；B區(qū)單橋靜力觸探Ps值范圍為平均值為6.13 MPa，承載力特征值fak=110 kPa。第②層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾淤泥質(zhì)粉土，局部互層，單橋靜力觸探Ps值范圍為0.40 MPa～1.03 MPa，A區(qū)平均值為0.86 MPa，承載力特征值fak=55 kPa；B區(qū)平均值為0.66 MPa，強(qiáng)夯前基本一致。第②1層：粉質(zhì)粘土夾粉土，單橋靜力觸探Ps值范圍為1.63 MPa～3.51 MPa，平均值為2.17 MPa，強(qiáng)夯前后基本一致。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)強(qiáng)夯加固后地基承載力及平均比貫入阻力均有顯著的提高，地基處理深度均大于4 m，地基加固效果明顯，處理后地基承載力特征值滿足設(shè)計(jì)要求，并消除了表層土地震液化的可能性,說(shuō)明采用的施工方法完全可行。

[1] 周 健,史旦達(dá),賈敏才.低能量強(qiáng)夯法加固粉質(zhì)黏土地基試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué),2007,28(11):2359-2364.

[2] 趙華新,凌 敏.強(qiáng)夯法研究現(xiàn)狀分析[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009,32(10):1606-1611.

[3] 鄭啟明,朱 平.強(qiáng)夯法在曹妃甸礦石三期新吹填地基中的應(yīng)用[J].港工技術(shù),2016,53(2):84-87.

[4] 李洪印,王煒敏,張川莎.強(qiáng)夯法在實(shí)際工程中的應(yīng)用[J].天然氣與石油,2014,32(1):33-35.

[5] 劉漢龍,趙明華.地基處理研究進(jìn)展[J].土木工程學(xué)報(bào),2016,49(1):96-115.Reinforcement of soft foundation by dynamic compaction method

Zhou Qing Wei Zhonghua Qian Yulin

(CollegeofCivilScienceandEngineering,YangzhouUniversity,Yangzhou225000,China)

The project for the newly dredger fill, high compressibility, high water content, high sensitivity, low bearing force characteristic and the dynamic compaction method to deal with, static loading test, static cone penetration test and standard penetration test to examine the effect of foundation reinforcement. The results showed that soil average penetration resistance and foundation bearing force have been greatly improved, depth of foundation treatment were higher than 4 m, treatment foundation bearing force characteristic value to meet the design requirements and dynamic consolidation method eliminates the surface soil seismic liquefaction possibility eliminates the surface soil seismic liquefaction possibility.

dynamic compaction method, blowing fill, soft foundation, bearing force

1009-6825(2016)24-0064-03

2016-06-16

周 清(1990- )，男，在讀碩士

TU472.31

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