強夯法加固新近吹填土軟弱地基

周 清 韋中華 錢玉林

(揚州大學建筑科學與工程學院，江蘇 揚州 225000)

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強夯法加固新近吹填土軟弱地基

周 清 韋中華 錢玉林

(揚州大學建筑科學與工程學院，江蘇 揚州 225000)

針對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，進行了強夯法處理，并通過靜載荷試驗、靜力觸探試驗及標準貫入試驗，對地基加固效果進行了檢驗，結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計要求，并消除了表層土地震液化的可能性。

強夯法，吹填土，軟弱地基，承載力

1 概述

俗話說“基礎不牢，地動山搖”，說明了地基基礎及地基處理的重要性。近年來，地基處理技術與應用也得到了持續、長足的發展[1]。強夯法又稱動力壓實法(Dynamic Compaction Method)或動力固結法(Dynamic Consolidation Method)，該方法的加固原理是利用夯錘自由落下產生的沖擊波，給地基沖擊和振動能量，將地基土夯實，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。對高飽和度的粉土與粘性土等地基，當在夯坑內采用塊石、碎石或其他粗顆粒材料回填，進行強夯置換時，應通過現場試驗確定其適用性。

強夯法在工程中得到了大量成功應用，如在土庫曼斯坦某天然氣處理廠工程中的應用[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展，如周健等[1]的研究結果表明低能量強夯法適用于粉質粘土地基的加固，進一步拓寬了低能量強夯法的應用范圍；張清峰等對煤矸石地基在強夯作用下的物理模型試驗研究，得出了不同夯擊能和夯擊次數作用下不同深度煤矸石地基動應力的分布特征及其衰減規律。

2 工程概況

該場地為新近吹填土，存在固結時間短、含水量大、結構松散、地基承載力低等不利因素，采用強夯法進行地基處理。根據勘察資料顯示，該陸域場地10 m范圍內土層如表1所示。

根據設計要求，采用強夯法對場地進行地基處理以后，A區廠房以及設施區域地基承載力達到80 kPa～100 kPa，B區廠房以及設施區域地基承載力達到50 kPa，C區、D區道路以及設施區域地基承載力達到50 kPa；在有效深度范圍內，土的密實度、Ps值、壓縮模量、含水量等等應有顯著改善，并且消除吹填土的地震液化可能性。

表1 各土層性質指標

3 強夯試驗

為檢驗和評定強夯法處理地基所取得的效果，指導本工程地基處理合理使用本工藝，分別于A區和B區各設立2個試夯區, 試夯面積225 m2(15 m×15 m),分三遍夯擊，A區第一、第二遍點夯，點夯單點夯擊數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區第一、第二遍點夯，點夯單點夯擊數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。

試夯區位置詳見圖1。

主要技術參數：

1)根據JGJ 79—2002建筑地基處理技術規范，結合類似強夯處理經驗，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，夯擊點間距取3 m×3 m；

2)A區：第一、二遍夯擊間隔42 h，第二、三遍夯擊間隔46 h；B區：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不大于10 cm；

4)夯坑周圍最大隆起量不超過15 cm。

4 加固效果檢測

4.1 平板靜載荷試驗

本次淺層平板載荷試驗選用1.2 m×1.2 m的方形壓板，分別在試夯區A區(80 kPa～100 kPa區)和試夯區B區(50 kPa區)上均勻選擇4點進行原位測試。

檢測參數見表2。

表2 檢測參數

檢測點位示意圖見圖2(圖中□為檢測點位)。

以A區為例：A2T2試驗點p—s曲線及s—lgt曲線見圖3，圖4，A區試驗結果見表3。

表3 A區試驗結果

本次強夯法試夯區A區地基承載力淺層平板載荷試驗所測4個點的最大加載量均為288 kN，其相對應的極限承載力即為200 kPa。4個測試點的沉降量均較小；4條實測p—s曲線均未出現陡降；4條實測s—lg(t)曲線均未出現向下彎曲，依據《建筑地基基礎設計規范》《建筑地基處理技術規范》中的相應條文，可取s/b=0.01(s為總沉降量，b為承壓板直徑或邊寬)所對應的荷載為特征值，且其值不應大于最大加載量的1/2，所以4點的特征值均可取為100 kPa。4個測點承載力試驗測值的級差不超過其平均值的30%，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值。試夯區A區地基承載力特征值為100 kPa，滿足設計要求。

4.2 靜力觸探試驗

在強夯法試夯區A-1，A-2，B-1，B-2各區內四角及中心位置均布置了靜力觸探孔，位置見圖5。根據勘察資料分析：第①層：人工夯土，A區單橋靜力觸探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：淤泥質粉質粘土夾淤泥質粉土，局部互層，單橋靜力觸探Ps值范圍為0.40 MPa～1.03 MPa，A區平均值為0.86 MPa，承載力特征值fak=55 kPa；B區平均值為0.66 MPa，強夯前基本一致。第②1層：粉質粘土夾粉土，單橋靜力觸探Ps值范圍為1.63 MPa～3.51 MPa，平均值為2.17 MPa，強夯前后基本一致。

5 結語

經強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計要求，并消除了表層土地震液化的可能性,說明采用的施工方法完全可行。

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

[2] 趙華新,凌 敏.強夯法研究現狀分析[J].合肥工業大學學報,2009,32(10):1606-1611.

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

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

[5] 劉漢龍,趙明華.地基處理研究進展[J].土木工程學報,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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