關于強夯在濕陷性粉土地基處理中的應用

馬利桃

摘?要：在中國土壤結構分布中，濕陷性粉土占地面積較為廣泛，土層深厚，土壤顆粒大，存在大量的空隙，土層結構承受能力較差，如果直接在這種土壤上方開展施工作業，未進行安全處理，必然會嚴重影響整座建筑的安全質量。因此，必須結合濕陷性粉土地基的特征，科學地設計處理方案，精選混凝土原料，正視溫度與濕度對地基施工質量的影響，確保濕陷性粉土地基填筑結構的穩定性，全面優化濕陷性粉土地基加固方法。

關鍵詞：強夯;濕陷性粉土地基;應用

建筑物地基的穩定性將對建筑整體結構安全產生極其重要的影響，但隨著我國建筑工程項目的不斷增加，一些建筑物受客觀條件限制必須在濕陷性粉土部分區域進行施工建設。這就要求施工單位必須充分了解濕陷性粉土對建筑物地基的危害性，這樣才能根據建筑工程特點以及具體的施工要求采取有針對的治理措施，有效控制濕陷性粉土造成地基不均勻沉降以及地變形等問題，減少其對建筑物地基結構的破壞，從而為建筑物整體結構的安全性和穩定性提供更加可靠的保證，促進我國建筑水平的現代化發展。

1?危害分析

一般來說，濕陷性粉土在干燥條件的壓縮性比較低，其土體結構也能保證一定的強度，但是其土體結構在遇水后就會在自重因素以及外力荷載的作用下出現強度明顯下降的現象。濕陷性粉土在我國西北等地區的分布比較廣泛，給這些地區的建筑工程建設帶來了較大的困難。濕陷性粉土對建筑物地基的危害性主要表現在當其遇水浸濕強度下降后，結構應力作用就會明顯大于土體結構的實際強度，這會對土體結構造成嚴重的破壞，進而引發建筑物地基出現變形沉降等問題，極大的威脅了建筑物整體結構的安全性和穩定性。而在建筑物的實際施工建設以及使用過程中，大氣降水、水管泄漏以及不合理的水排放等多種因素都可能造成地下水水位升高，并導致建筑基礎土體表現出強烈的濕陷性特征，造成建筑物地基出現失穩變形等情況。而這種變形不僅發生的速度非常快，其變形量也比較明顯，變形量在1～2d之間就能夠達到20～30cm左右的水平，對各種建筑結構特別是高層建筑結構的梁柱以及墻體等承重構件造成嚴重的破壞，甚至會使建筑物出現開裂、傾斜以及倒塌等重大安全事故，造成嚴重的生命財產損失。所以，設計和施工單位必須充分了解濕陷性粉土對建筑物地基結構的影響，并采取有效治理措施，消除建筑基礎土體的濕陷性，為建筑工程的質量安全提供可靠的保障。

2?工程概述

擬建場地地貌單元為黃土丘陵。場地內地形高差較大，東北角地勢較高，西南角地勢較低，高差為52.7m左右。場地處理深度范圍內場地地基土分別為第四系全新統人工堆積層（Q42ml）、上更新統風積層（Q3eol），地層主要以素填土、濕陷性粉土。

3?濕陷性粉土的特性及強夯處理深度

該場地內的濕陷性粉土呈褐黃色，含云母、煤屑、氧化物等。稍濕、稍密狀態，具中壓縮性，壓縮系數a1-2介于0.152～0.488MPa-1之間，平均值為0.314MPa-1。標貫試驗實測擊數N值5.0～14.0擊，平均8擊。該層土的濕陷系數為0.073～0.149，濕陷性程度中等～強烈，自重濕陷系數為0.019～0.073，場地為自重濕陷性場地，濕陷等級為Ⅲ級。

該場地為自重濕陷性場地，場地內的道路、管線及綠化區域的地基都需采取部分消除濕陷性的措施。綜合考慮場地內現狀、地層情況及經濟性等方面，該場地內采用強夯處理。依據《濕陷性黃土場地勘察及地基處理技術規范》（DBJ04/T312—2015）第6.1.5條，該場地綠化區域應有4m以上的非濕陷土層，道路、管線與管溝底部應有2m以上的非濕陷土層，且部分管線選擇下埋在道路底部，則考慮地基處理厚度分別如下：綠化區域和道路及管線部分處理厚度為4～5m。

4?強夯方案設計

在工程建設中強夯法施工時應將土料的含水量控制在最優含水量左右，即土的含水量宜低于塑限含水量1%～3%，以期用較小的成本達到最佳壓實效果。本工程先進行場地整平后采用增濕法+強夯法低能級強夯法處理。確定施工參數前場地內進行了試夯確定設計參數的選用是否合理。

4.1?最優含水率

從上述物理力學性質表中可以看出擬夯實的土層內土的含水量低于8%，則該場地內的濕陷性粉土需采用增濕法處理，增濕法設計的處理參數：注水孔間距2m，孔徑150mm，正方形布置，注水孔的深度分別為：

3000kN*m的深度為7.0m;孔內填料為碎石礫料。粒徑10～20mm。同時需嚴格控制孔內注水量，注水量控制在0.6t/m²左右。

4.2?夯擊能的選用及設計參數

夯擊能的選擇以消除部分黃土濕陷性為主，該場地的有效加固深度為5m，有效加固深度計算采用梅納公式計算并根據工程經驗確定單擊夯擊能為3000kN·m。鑒于本工程地質情況的復雜性，強夯法采用"點夯一遍，滿夯一遍"的方式。點夯的夯擊能為3000kN*m，夯點間距4m，呈正方形布置，要求每點夯擊12擊，且最后2擊夯沉量平均值≤50mm。滿夯能級為1500kN*m，滿夯4擊，且最后兩擊的夯沉量≤50mm，錘印搭接不小于1/4d。

4.3?隔震溝與應力釋放孔

擬建場地的西側、東側及東北角分布有居民區及建筑物，場地東側居民區南北向長度為580m，東側及東北角居民區分布長度為600m，應在該區段范圍內開挖隔振溝且布置應力釋放孔：

a、隔振溝深度7m，坡率為1：0.5，下口寬度為1m;b、應力釋放孔孔徑0.4m，間距為0.8m，孔深9m，排數為3排。隔振溝內與應力釋放孔內可回填鋸末、木屑等異性介質。在強夯法施工階段對周邊有建筑物區域進行地面振動測試。

4.4?強夯檢測內容

強夯完18-28d之后應進行質量檢驗，強夯區均勻性、濕陷性及加固深度檢驗，采用原位測試標準貫入試驗，以及室內土工試驗。標準貫入試驗檢驗點的數量，每500m²不少于1個檢驗點，且不少于3點;室內土工試驗每800m²內的各夯點之間選一處，自終夯面起至其下有效加固深度內，每隔0.5～1.0m取1～2個土樣進行室內試驗，測定土的干密度、壓縮系數和濕陷系數等。

5?強夯法后期的檢驗效果

5.1?土工試驗及標準貫入試驗檢測

對于該場地內濕陷性黃土來說，含水率接近最優含水率的區域，在強夯影響深度內干密度增長較大，土體孔隙比夯后比夯前減少明顯，濕陷系數與自重濕陷系數全部消除，在影響深度以下逐漸與天然土接近。在一定影響范圍內，標準貫入試驗的實測擊數均明顯增大。從試驗數據統計該場地內的強夯影響深度為4～5m滿足要求。

5.2?振動測試

在場地周邊建筑物分布主要是東側的民房與西側的別墅群，測試結果為：別墅群是經過正規設計的居住建筑，其基礎處允許振動速度峰值為5mm/s，監測數據為3.7-3.9mm/s;民房為未經正規設計自行建設的房屋基礎處允許振動速度峰值為3.5mm/s，監測數據為2.7mm/s，均滿足設計要求。需注意的是施工過程中需調整不同強夯機位分布的位置，東側區域不允許不同機位同時位于東側民房分布長度的垂直線上，需調整施工工藝。

6?結語

濕陷性粉土地基處理，需選擇適宜的處理方法。本工程實踐表明，強夯置換法對濕陷性粉土地基處理效果顯著，可消除地基土液化，提高濕陷性粉土地基承載力。

參考文獻：

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[2]陳靖，殷鄭海.強夯技術在高速公路濕陷性黃土地基處理中的應用[J].路基工程，2004（6）：53-56.