強夯法在溼陷性黃土地基中的應用

強夯法不僅能提高地基土的強度,降低其壓縮性,還能改善抗振動液化的能力和消除土的溼陷性,因此它不僅適用於處理碎石土、砂土、粉土、黏性土、雜填土和素填土地基,還常用於處理可液化砂土地基和溼陷性黃土地基。

強夯法在溼陷性黃土地基中的應用

  1 強夯加固溼陷性黃土的作用機理

黃土是由沙礫、粗粉粒、大孔隙膠結構組成,黃土溼陷性是由於水和外力的作用產生的顯著附加下沉。強夯是將大噸位重錘起吊到一定高度後自由落下,在極短時間內對地基土體施加一個巨大的衝擊能量,反覆衝擊及其產生的壓縮波、剪切波和瑞利波,使土體受到瞬間的加荷(受壓)、卸荷(受拉)及剪切的反覆作用,土中孔隙壓縮,同時土體周圍產生裂隙,孔隙水順利排出,土體迅速固結,使土粒原有的接觸形式破壞而產生位移,變爲新的較爲穩定的接觸形式,從而達到增加土體密度、提高強度的目的。

  2 強夯施工步驟

2.1 認真調查,確保強夯場地範圍內的'地下無構築物。清除地表土,清除範圍爲路基坡腳外2~3m。整平後在場地上標出第一遍夯點的位置,點位偏差控制在±20cm範圍內,並測量場地高程。

2.2 起重機就位,使夯錘對準夯點位置,測量夯前錘頂高程。

2.3 將夯錘起吊到預定高度,待夯錘脫鉤自由下落後,放下吊鉤,測量錘頂高程。若發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時,及時將坑底整平。

2.4 重複2.3,完成一個夯點的夯擊,即每個夯點夯6擊。除滿足最後2擊平均夯沉量不大於50mm外,還要求總夯沉量不小於試夯總夯沉量的90%。

2.5 換夯點,重複2.2至2.4,直到完成第1遍全部夯點的夯擊。用推土機將夯坑填平,並測量場地高程。

2.6 在規定的間隔時間後,按上述步驟逐次完成第2,3,4遍夯擊。

2.7 選用錘質量爲3t、落距爲6m進行低能量滿夯2遍,將場地表層鬆土夯實,要求後一遍與前一遍錯開半夯;最後測量夯後場地高程。

2.8 灰土封閉。在基底地面鋪設一層0.20m厚2:8灰土。施工時,石灰撒入土中,不灑水進行初拌,拌勻後應悶料8~12h,再進行灑水復拌,拌勻後即整平、壓實;待強度檢測合格後在灰土墊層上鋪設一層防滲複合土工膜。

2.9 邊坡加固。路基面下0.60m處鋪設雙向精編土工格柵,土工格柵每層垂直間距爲0.50m,最上兩層沿平面鋪通,其餘各層深入路堤邊坡寬度2.50m,格柵距邊坡線的距離不小於0.10m,土工格柵對應伸長率爲10%時,縱橫向抗拉強度不小於25kN/m。坡面液壓噴播植草防護。

  3 強夯施工監測

強夯施工除了嚴格遵照施工步驟進行外,還派有專人負責施工過程中的監測工作。

3.1 夯錘使用過久往往因底面磨損而使質量減小,落距未要求情況在施工中也常發生,這些都將影響單擊夯擊能,因此,開夯前必須檢查夯錘質量和落距。

3.2 強夯施工中夯點放線錯誤情況常有發生,因此,在每遍夯擊前,對夯點放線進行復核,夯完後檢查夯坑位置,發現偏差或漏夯及時糾正。

3.3 由於強夯施工的特殊性,各項參數和施工步驟在施工結束後往往很難進行檢查。在施工過程中,認真記錄每個夯點的夯擊次數和每擊的夯沉量等施工情況。

  4 施工注意事項

4.1 現場試夯確定最佳夯擊次數時,除最後2擊平均夯沉量滿足要求外,夯坑周圍不應發生大的隆起。

4.2 當原地面含水量較大時,夯擊前在該段落鋪墊10~20cm厚的碎石。

4.3 強夯不宜在冬季施工。

4.4 加強強夯安全措施,確保施工人員安全。

  5 強夯法處理溼陷性黃土的幾點體會

5.1 強夯法和換土法、灰土擠密樁、灰土井樁、灌注樁比較,有其獨特的優點,尤其適於土質結構不均勻、土質情況差異的地基,更安全可靠。更重要的是強夯法處理溼陷性黃土地基是最經濟、最有效、速度快的一種方法。

5.2 對地基持力層爲粉質黏土,飽和度大於60%,含水量大於塑限含水量3%,按規定不宜採用強夯時,認爲採取如下處理措施,可進行強夯法施工。根據土質情況,進行人工成孔,做直徑爲300m的3:7或2:8灰土柱,灰爲生石灰,土的幹容重爲1.60~1.70g/cm3左右,樁孔的深度爲夯實厚度的1.20~1.50倍,樁孔的佈置爲三角形或梅花形,間距由計算而定(使其含水量降至17%的最佳含水量),人工填實即可。然後再進行強夯施工,可達到理想的效果。

5.3 強夯法在處理多層建築軟弱地基時在國內已取得不少經驗,但對高層建築尚未統一認識。

5.4 強夯法適合於連片開發的建築羣,應統一施工,不宜同時使用幾種方法進行穿插施工,若同時使用,互相影響較大。採用強夯法施工,要求在作小區詳細規劃的豎向設計時,必須考慮強夯的夯沉量影響,因爲強夯後場地標高(自然地勢)有所降低。

5.5 由於強夯法在施工過程中,重錘下落時(約隔3min)要產生持續0.50~1s的地基振動。這種震波對鄰近一定範圍內的建築物是沒有損傷的。但其產生的噪音對附近居民有一定的影響,以適於建設現場的公害控制值75dB作爲標準時,那麼施工地點應離開住宅50m以外爲宜。