强夯法在湿陷性黄土地基处理中的应用

强夯法在湿陷性黄土地基处理中的应用

彭斌

广东省水利水电建设有限公司广东广州510635

摘要：强夯法具有设备简单、操作简便、施工速度快、成本低、效果好等优点，在湿陷性黄土地基处理中能收到显著的效果。

关键词：强夯法；湿陷性黄土地基；应用

前言

湿陷性黄土是黄土的一种，湿陷性黄土地基分为自重湿陷和非自重湿陷两种类型，当湿陷性黄土地基浸水后，没有任何外部的附加荷载，仅在地基的自重压力下发生湿陷的，称为自重湿陷性黄土地基；当湿陷性黄土地基没有外部附加荷载的作用下浸水不发生湿陷，需要有一定的附加荷载作用下浸水才能发生湿陷的，叫非自重湿陷性黄土地基。由湿陷性黄土的特性可知，在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并发生显著附加下沉的黄土。在岩土工程中如防治不当，会给建(构)筑物带来意想不到的危害。

在湿陷性黄土地区施工，消除有效深度范围内湿陷性应当做为施工的首要任务。常见的施工方法有：垫层法、强夯法、挤密桩法、预浸水法等。强夯法具有设备简单、操作简便、施工速度快、成本低、效果好等优点，本文结合工程实际，采取强夯法对湿陷性黄土地基进行处理，使地基强度得到了提高，湿陷性得到了消除，对于防止工后沉降起到了显著的效果。

一、工程应用

1、项目概况

某危废填埋场工程场地局部为人工填土（Q4ml）所覆盖，其下埋藏的地层主要有第四系全新统表土层（Q4pd）及第四系上更新统洪积的黄土状粉土层（Q3pl）。场地内发育的地层按自上而下的顺序如下：

拟建库区内存在的特殊岩土为湿陷性黄土。根据土工试验成果统计可知，③1：δs一般介于0.035-0.090，具中等～强烈湿陷性；③2：层δs平均值为0.020-0.050，具中等～轻微湿陷性；④3：一般不具湿陷性。场地内黄土的孔隙比介于0.52-1.22，具大孔隙性。由湿陷性计算统计表可以看出，拟建场区场地类型为自重~非自重湿陷性场地。非自重湿陷场地分布于自然形成的凹沟低洼地带，地基的湿陷等级为I～II级；地势稍高地带及昴梁地带为自重湿陷场地，地基的湿陷等级一般为II级（中等），局部地段为III～IV级（严重）。

2、强夯法的加固机理

强夯法是湿陷性黄土地基处理较常用的方法，强夯法是依据巨大的冲技能而获得深层压实效果的方法。即将重锤提高到一定高度后自由落，多次重复夯击地面，使地基土在巨大的冲击力和下振动作用下，产生很大的动应力和冲击波，致使土中土体局部液化，在夯击点周围一定深度内空隙压缩产生裂隙，形成良好的排水、排气通道，土体内的水分和空气顺利逸出，土体随之固结，从而有效地在影响深度范围内提高土基强度，降低土体压缩性，消除黄土的湿陷性。

考虑到施工工作面，拟在本工程投入型号为宇通YTQH400A型液压履带式强夯机2台，最大主夯能级为8000KN.m，宇通YTQH400A型液压履带式强夯机1台月施工能力：50000m2/月×0.8（机械利用系数）=4000m2/月；根据以上分析，强夯地基施工强度完全可以满足强夯地基施工高峰月强度需求。

3、工艺流程和操作要点

3.1工艺流程：地质复勘土工试验布设夯点机械设备就位重锤高程测量重锤高程强夯试验确定参数一遍夯实测量下沉量平整夯实二遍夯实测量下沉量平整夯实满夯测量下沉量平整夯实强夯效果检。

3.2试夯试验

为了能够为湿陷性黄土地基处理提供准确的数据，便于工程项目的决策，首先就是需要对施工现场进行试夯试验，其中内容主要包括试夯施工、强夯法施工前后的对比等环节。

（1）首先，在进行试夯施工的过程当中，为了能够为湿陷性地基的处理设计反馈得到更为有效的数据信息，需要在现场划分出2个按设计代表建议范围30m×30m的强夯法试验区域，在进行试验的过程中需要采用不同类型的夯击能量对湿陷性黄土进行夯击，并做好试验的对比性工作，收集好真实有效的数据信息；

（2）其次，通过对比可以发现，夯击能量不同，使得场地平均的下沉量也不同，其中夯击能量越大，场地的平均下沉量越大，同等夯击能量之下，不同试验区域场地的平均下沉量也存在着不同；

（3）最后，振动检测主要是为了清楚的掌握好使用强夯法对湿陷性黄土层进行地基处理之时对周边环境的影响。其中，同一区域不同测点之间在强夯的过程当中，所产生的水平最大震速以及垂直最大震速之间存在着明显的差异。根据有关的技术规范要求和强夯试验检测报告，确定强夯能级、锤重、落距、锤径、点距、点夯击遍数、点夯及满夯遍数、最终沉陷量等技术指标，作为强夯施工技术标准。

4、操作要点

（1）施工分4遍强夯，第一、二遍为点夯，主夯能级为8000kN.m，第三遍为4000kN.m，第四遍满夯为2000kN.m，主夯击数每遍8~13击，不得小于8击，主夯分两遍进行，两遍间歇时间不小于7天。强夯顺序先低后高。

（2）采用8m×8m（6.8m*6.8m）方格网测量夯前、每遍夯后标高、地面沉降。

（3）单遍夯击停锤标准：

①能级为8000kN.m最后2击夯沉量<10cm；

②能级为4000~2000kN.m，最后2击夯沉量之差<50cm；

（4）在进行施工区强夯施工时，当所在施工场地强夯有异常情况时，要根据具体情况适当调整强夯施工参数。

（5）强夯施工参数（夯击能量、夯点间距、夯击遍数等）的调整，须征得业主同意后才能实施。

（6）强夯施工，测放夯点位置，用明显标志标出夯点中心点，同时保护好测量用的控制点。

（7）施工区域点夯施工时，依据夯点布置图分遍夯击，用推土机将坑回填、推平后即进行下一遍夯击，如此往复，直至设计遍数夯完为止。

（8）点夯施工时，每击进行沉降观测，每台夯机配备一名专职测量员，认真做好强夯施工记录，并掌握强夯收锤标准。夯击过程中应有准确的施工记录，内容包括：日期、夯锤重量、夯锤落距、夯点编号、夯击数、最后一击夯沉量、总夯沉量、施工人员姓名等。

（9）强夯过程中进行夯坑沉降测量和每遍夯击整平后进行地面沉降测量，动态了解单坑夯沉量和每遍夯击后的地面平均沉降。

图2强夯施工示意图

二、检测验收

1、检查强夯施工过程中的各项测试数据和施工记录，不符合设计要求时应补夯和采取其它有效措施。

2、强夯施工结束后应间隔一定时间方能对地基质量进行检验。

3、质量检验的方法，宜根据土性选用原位测试和室内土工试验。对于一般工程应采取两种或两种以上的方法进行检验；对于重要工程项目应增加检验项目。

4、质量检验的数量，应根据场地复杂程度确定。对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑物地基的检验点不应少于3处：对于复杂场地或重要建筑物地基应增加检验点数。检验深度应不小于设计处理的深度。

三、综述

采用强夯法对湿陷性黄土地基进行处理之后，地基强度得到了提高，湿陷性得到了消除，操作简便、速度快、成本低、处理效果好，能满足施工质量和工期的要求，为后期施工安全打好了坚实的基础，具有一定的推广价值。

参考文献：

[1]林宗元.简明岩土工程勘察设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2003;

[2]贺为民，范建.强夯法处理湿陷性黄土地基评价[J].岩土力学与工程学报，2007,26（S2）:4096-4101.