強(qiáng)夯法在濕陷性黃土地區(qū)應(yīng)用實(shí)例

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1、強(qiáng)夯法在濕陷性黃土地區(qū)應(yīng)用實(shí)例　　摘要：本文在分析黃土濕陷和加固機(jī)理的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)比不同強(qiáng)夯方法對(duì)濕陷性黃土地基的處理效果，得出預(yù)增濕高能級(jí)強(qiáng)夯法是濕陷性黃土地區(qū)地基處理中的一種較好方法。關(guān)鍵詞：濕陷性黃土；強(qiáng)夯法；地基檢測(cè)；預(yù)增濕高能級(jí)強(qiáng)夯法中圖分類(lèi)號(hào)：TU475+.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1、概述黃土在我國(guó)分布廣泛，其中具有濕陷性的約為占3/4。以黃河中下游地區(qū)最為發(fā)育，多分布于甘肅、陜西、山西地區(qū)，青海、寧夏，河南也有部分分布，其他如河北、山東、遼寧、黑龍江、內(nèi)蒙古和新疆等?。▍^(qū)）也有零星分布。[1]2、黃土遇水濕陷的機(jī)理[1]

2、黃土的濕陷現(xiàn)象是一個(gè)復(fù)雜的地質(zhì)、物理、化學(xué)過(guò)程，其機(jī)理，國(guó)內(nèi)外有著各種不同的觀點(diǎn)，以下幾種是目前被公認(rèn)認(rèn)為比較合理的假說(shuō)。7（1）黃土的欠壓密理論，在干旱、少雨氣候下，黃土沉積過(guò)程中水分不斷蒸發(fā)，土粒間鹽類(lèi)析出，膠體凝固，形成固化凝聚力，在土濕度不大時(shí)，上覆土層不足以克服土中形成的固化凝聚力，因而形成欠壓密狀態(tài)，一旦受水浸濕，固化凝聚力消失，則產(chǎn)生沉陷。（2）溶鹽假說(shuō)，黃土濕陷是由于黃土中存在大量的易溶鹽。黃土中含水量較低時(shí)，易溶鹽出于微晶狀態(tài)，附于顆粒表面，起膠結(jié)作用。受水浸濕后，易溶鹽溶解，膠結(jié)作用喪失，從而產(chǎn)生濕陷。但溶鹽

3、假說(shuō)不能解釋所有濕陷現(xiàn)象，如我國(guó)濕陷性黃土中易溶鹽含量就較少。（3）結(jié)構(gòu)學(xué)假說(shuō)，黃土濕陷的根本原因是其特殊的粒狀架空結(jié)構(gòu)體系所造成的。該結(jié)構(gòu)體系由集粒和碎屑組成的骨架顆粒相互聯(lián)結(jié)形成，含有大量的架空孔隙。顆粒間的連接強(qiáng)度是在干旱、半干旱的條件下形成的，來(lái)源于上覆土重的壓密，少量的水在顆粒間接觸處形成毛管壓力，粒間電分子引力，粒間摩擦及少量固化物質(zhì)的固化粘聚等。該結(jié)構(gòu)體系在水和外荷作用下，必然導(dǎo)致連接強(qiáng)度降低、連接點(diǎn)破壞，使整個(gè)結(jié)構(gòu)體系失去穩(wěn)定。盡管以上觀點(diǎn)各異，但歸納起來(lái)可分為內(nèi)因和外因兩個(gè)方面。黃土受水浸濕和荷載作用是濕陷發(fā)生

4、的外因，黃土的結(jié)構(gòu)特性及黃土的成分是產(chǎn)生濕陷的內(nèi)在原因。3、強(qiáng)夯法加固及預(yù)增濕強(qiáng)夯加固機(jī)理強(qiáng)夯加固法加固地基有不同的三種加固機(jī)理：動(dòng)力密實(shí)、動(dòng)力固結(jié)、動(dòng)力置換，它取決于地基土的類(lèi)別和強(qiáng)夯的施工工藝。[2]7（1）動(dòng)力密實(shí)，采用強(qiáng)夯加固多孔隙、粗顆粒、非飽和土是基于動(dòng)力密實(shí)的機(jī)理，即用沖擊型動(dòng)力荷載，使土體中的孔隙減小，土體得到密實(shí)，從而提高地基土強(qiáng)度。[2]（2）動(dòng)力固結(jié)，采用強(qiáng)夯法處理細(xì)顆粒飽和土?xí)r是基于動(dòng)力固結(jié)機(jī)理，即巨大的沖擊能量在土中產(chǎn)生很大的應(yīng)力波，破壞了土體的原有結(jié)構(gòu)，使土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)生許多裂隙，增加了排水通道

5、，使孔隙水順利逸出，待超孔隙水壓力消散后，土體固結(jié)。[2]（3）動(dòng)力置換可分為整式置換和樁式置換，整式置換是采用強(qiáng)夯將碎石整體擠入淤泥中，其作用機(jī)理類(lèi)似于換土墊層。樁式置換是通過(guò)強(qiáng)夯將碎石填筑土體中，部分碎石樁（墩）間隔地夯入軟土中，形成樁式（或墩式）的碎石樁（或墩）。其作用機(jī)理類(lèi)似于振沖法等形成的碎石樁，它主要是靠碎石內(nèi)摩擦角和樁間土的側(cè)限來(lái)維持樁體的平衡，并與樁間土起復(fù)合地基的作用。[2]7預(yù)增濕強(qiáng)夯法是在強(qiáng)夯施工前，對(duì)地基土進(jìn)行預(yù)增濕，使土的含水率接近或達(dá)到最優(yōu)含水率后再進(jìn)行強(qiáng)夯的一種施工方法。土的壓實(shí)性是指在一定的含水率

6、下，以人工或機(jī)械的方法，使土能夠壓實(shí)到某種密實(shí)程度的性質(zhì)。影響土的壓實(shí)性的因素很多，主要有含水率、擊實(shí)功能、土的種類(lèi)和級(jí)配以及粗粒含量等[3]。在對(duì)地基土進(jìn)行夯實(shí)施工時(shí)，其中的含水率和擊實(shí)功能是人工可以控制的。試驗(yàn)表明，在擊實(shí)功一定時(shí)，只有在某一含水率下才能獲得最佳的擊實(shí)效果。因此，對(duì)濕陷性黃土進(jìn)行強(qiáng)夯處理時(shí)，為了達(dá)到最佳擊實(shí)效果，我們可以事先控制黃土的含水率。由此而提出了預(yù)增濕強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土的施工工藝。4、強(qiáng)夯法在濕陷性黃土地區(qū)的應(yīng)用實(shí)例以下兩個(gè)強(qiáng)實(shí)例夯均取自于甘肅省某工程。根據(jù)場(chǎng)地勘察資料及臨近區(qū)域地質(zhì)資料，該場(chǎng)地地貌

7、單元屬低山丘陵，場(chǎng)地采用削山填溝進(jìn)行場(chǎng)地整平后呈三個(gè)臺(tái)階，地面高程為2065.5m-2071.5m。填土厚度0.3m-12.3m，成分不均，厚度隨地勢(shì)而變化，黃土層厚0.3m-15.4m，土性較均勻，含水率基本小于10%，以上土層具有Ⅱ～Ⅳ自重濕陷性，濕陷性分布深度最深為17m。其下為砂礫巖及千枚巖且厚度大。場(chǎng)地上部土層地基承載力為70kpa～170kpa。要求處理后地基承載力特征值不小于250kPa，8m內(nèi)完全消除濕陷性影響。4.1普夯區(qū)域普夯區(qū)域?yàn)橥诜絽^(qū)，原狀土厚12m，Ⅲ級(jí)～Ⅳ級(jí)自重濕陷，場(chǎng)地地基承載力150kpa。夯擊能

8、6000KN.m。采用正方形布點(diǎn)，夯點(diǎn)間距為6m，夯擊遍數(shù)為兩遍。檢測(cè)時(shí)取土探井5個(gè)，載荷試驗(yàn)點(diǎn)3個(gè)。檢測(cè)結(jié)果如下。（1）濕陷性系數(shù)表1濕陷系數(shù)統(tǒng)計(jì)表（%）（2）地基承載力（載荷板直徑d=1.05m，s/d=0.01）7圖1p-s曲線(xiàn)從以上圖表可以看出①該區(qū)域濕