曹向東

摘 要：結(jié)合軟土工程地基處理實(shí)例，從室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)兩方面入手，分析了強(qiáng)夯置換加固處理淤泥和淤泥質(zhì)土類軟土?xí)r其物理力學(xué)性質(zhì)的變化。經(jīng)過一系列的計(jì)算、分析、對(duì)比得出了結(jié)論，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：軟土；夯置換；加固深度；復(fù)合地基

中圖分類號(hào)：U213.1+5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.078

我國(guó)沿海地區(qū)分布著以淤泥和淤泥質(zhì)土為主的軟土。一般情況下，軟弱地基土的工程性質(zhì)比較差，承載力比較小，所以，在利用軟土地基時(shí)，應(yīng)采取加固處理的方式。軟土地基加固處理的方法有換（填）土法、預(yù)壓排水固結(jié)法、灌漿法、深層攪拌法和強(qiáng)夯等。實(shí)踐證明，強(qiáng)夯置換加固軟土地基是一種有效的方法，它不僅能改善軟土的結(jié)構(gòu)，減小沉降量，有效提高地基的承載力，還能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，便于施工。

1 應(yīng)用實(shí)例

1.1 工程概況

大連港碼頭輔助建筑區(qū)擬建4棟綜合樓，高2層，框架結(jié)構(gòu)，無(wú)地下室，擬采用淺基礎(chǔ)。

1.2 場(chǎng)地地基土的組成

該場(chǎng)地的地下水位埋深為2.2～2.5 m。地基土主要由以下3部分組成：①層中粗砂。吹填形成，黃褐色、黃白色，稍濕、飽和，松散狀態(tài)，均粒，主要由長(zhǎng)石、石英礦物組成，含多量黏性土，層厚3.1～4.4 m，承載力特征值fak=110 kPa。②層淤泥質(zhì)黏土。吹填形成，灰色，飽和，軟塑—流塑狀態(tài)，屬高壓縮性土，層厚1.5～2.1 m，承載力特征值fak=60 kPa。③層粉質(zhì)黏土。黃褐色，濕，可塑，屬中壓縮性土，承載力特征值fak=170 kPa。

1.3 強(qiáng)夯置換施工設(shè)計(jì)

強(qiáng)夯置換施工前，要在施工現(xiàn)場(chǎng)選則有代表性的場(chǎng)地作為試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行試夯，試驗(yàn)區(qū)面積為400 m2（20 m×20 m）。

1.3.1 強(qiáng)夯置換試驗(yàn)施工參數(shù)

強(qiáng)夯的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯或地區(qū)經(jīng)驗(yàn)來確定。在缺少試驗(yàn)資料或經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可按照表1所列數(shù)據(jù)預(yù)估。

由表1可知，當(dāng)單擊夯擊能為3 000 kN·m時(shí)，即300 kN夯錘，落距為l0 m。如果采用等邊三角形布置夯點(diǎn)，那么，夯點(diǎn)間距為4.5 m，每夯點(diǎn)夯3遍，夯擊數(shù)為13～18擊，填料2次（填料以強(qiáng)—中風(fēng)化為主碎石），最后兩擊夯沉量平均值小于50 mm，夯坑周圍地面隆起量小于200 mm，夯坑深度不大于1.5 m，跳點(diǎn)夯擊2遍，2遍夯間隔時(shí)間為14 d，最后滿夯2遍。

1.3.2 試夯檢驗(yàn)

試夯結(jié)束2周后，檢測(cè)試夯場(chǎng)地，并與夯前測(cè)試的數(shù)據(jù)作對(duì)比，以檢驗(yàn)強(qiáng)夯效果，確定工程采用的各項(xiàng)強(qiáng)夯參數(shù)。由檢驗(yàn)結(jié)果可知，置換深度達(dá)到淤泥質(zhì)黏土底部，中粗砂承載力特征值fak=310 kPa，淤泥質(zhì)黏土承載力特征值fak=100 kPa，復(fù)合地基承載力特征值fspk=330 kPa，有效加固深度大于6.5 m。

2 強(qiáng)夯處理地基的施工情況

2.1 強(qiáng)夯時(shí)使用的設(shè)備

強(qiáng)夯時(shí)所用的設(shè)備是履帶式起重機(jī)，夯錘質(zhì)量為300 kN，底面為圓形，底面積為2.8 m2，錘底面對(duì)稱設(shè)置4個(gè)上下貫通的排氣孔。滿夯使用的夯錘質(zhì)量為200 kN，底面為圓形，底面積為4.6 m2。

2.2 強(qiáng)夯置換施工

強(qiáng)夯置換施工的步驟是：①清理并平整施工場(chǎng)地。②標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)的位置，并測(cè)量場(chǎng)地高程。③起重機(jī)就位，夯錘置于夯點(diǎn)位置。④測(cè)量夯前錘頂高程。⑤將夯錘起吊到10 m的高度，開啟脫鉤裝置，夯錘脫鉤自由下落，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程。⑥夯擊并逐擊記錄夯坑深度，當(dāng)夯坑過深、起錘困難時(shí)，停夯，向夯坑內(nèi)填料至與坑頂齊平，并記錄填料數(shù)量，重復(fù)工序，直至滿足設(shè)計(jì)的夯擊次數(shù)和控制標(biāo)準(zhǔn)即完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊。⑦按照跳點(diǎn)的原則換夯點(diǎn)繼續(xù)夯擊，完成全部夯點(diǎn)的第一遍夯擊。夯擊間隔時(shí)間為14 d，14 d后依次完成全部夯擊遍數(shù)。⑧低能量滿夯。將場(chǎng)地表層松土夯實(shí)，并測(cè)量夯后場(chǎng)地的高程。⑨強(qiáng)夯處理范圍大于建筑物基礎(chǔ)范圍3 m。

2.3 強(qiáng)夯施工過程中的監(jiān)測(cè)

在強(qiáng)夯施工過程中，在完成監(jiān)測(cè)工作時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：①開夯前，檢查夯錘的質(zhì)量和落距，確保單擊夯擊達(dá)到3 000 kN·m；②每一遍夯擊前，要復(fù)核夯點(diǎn)放線，夯完后檢查夯坑的位置，如果發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯的情況，要及時(shí)糾正；③按照設(shè)計(jì)要求檢查每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)、每擊的夯沉量、最后兩擊的平均夯沉量和總夯沉量；④在施工過程中，要詳細(xì)記錄施工參數(shù)和施工情況。

2.4 強(qiáng)夯置換施工效果檢驗(yàn)

施工完畢28 d后要進(jìn)行夯后檢驗(yàn)。檢驗(yàn)時(shí)采用重型動(dòng)力觸探和室內(nèi)土工試驗(yàn)手段，主要針對(duì)的是中粗砂層和淤泥質(zhì)黏土層。

2.4.1 中粗砂層效果檢驗(yàn)

對(duì)于中粗砂層，主要采用重型動(dòng)力觸探進(jìn)行夯前夯后檢測(cè)。夯前、夯后N63.5變化對(duì)比曲線如圖1所示。

由圖1可知，夯前N63.5的平均值為2.8，夯后N63.5的平均值為12.1，該層土體由松散狀態(tài)變?yōu)槊軐?shí)狀態(tài)。夯后，中粗砂層承載力特征值fak=310 kPa。

2.4.2 淤泥質(zhì)黏土層效果檢驗(yàn)

夯前、夯后淤泥質(zhì)黏土物理力學(xué)性質(zhì)的對(duì)比情況如表2所示。

由表2數(shù)據(jù)可知，夯前，軟塑—流塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)黏土經(jīng)過強(qiáng)夯置換加固后，含水量降低，孔隙比減小，液性指數(shù)下降。這些物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的變化表明，加固后，明顯改善了工程性質(zhì)。夯后，淤泥質(zhì)黏土承載力特征值fak=100 kPa。

2.4.3 樁體質(zhì)量效果檢驗(yàn)

經(jīng)過鉆探取樣，結(jié)果顯示，樁體在2.5～3.0 m深度內(nèi)由碎石組成，2.5～3.0 m深度以下由中粗砂組成，置換深度達(dá)到淤泥質(zhì)黏土層底部，樁體長(zhǎng)度為5.6～6.0 m，樁體承載力特征值fak=350 kPa。

2.4.4 復(fù)合地基承載力計(jì)算

強(qiáng)夯置換后，地基土為復(fù)合地基，復(fù)合地基承載力特征值fspk可由下式確定：

3 結(jié)束語(yǔ)

作為一種軟基處理方法，強(qiáng)夯置換法得到了工程界的高度重視，但是，影響強(qiáng)夯置換法加固軟土地基施工質(zhì)量的因素有很多。在工程地基處理前，應(yīng)針對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行充分的研究。在選擇地基處理方案時(shí)，應(yīng)判斷其是否適合使用強(qiáng)夯置換法處理。實(shí)踐證明，選用該方法時(shí)，不僅要設(shè)計(jì)合理，還要選擇合適的施工參數(shù)。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕