張 偉 時(shí)

(中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030001)

?

某發(fā)電廠(chǎng)強(qiáng)夯試驗(yàn)的檢測(cè)及效果分析

張 偉 時(shí)

(中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030001)

結(jié)合山西某電廠(chǎng)工程的地質(zhì)條件，介紹了黃土地基強(qiáng)夯試驗(yàn)的設(shè)計(jì)與施工方法，并進(jìn)行了夯后檢測(cè)，從強(qiáng)夯土承載力、濕陷性處理效果、強(qiáng)夯處理深度三方面，分析了強(qiáng)夯試驗(yàn)效果，為地基施工提供了依據(jù)。

黃土地基，強(qiáng)夯試驗(yàn)，濕陷性，承載力

1 工程概述

山西某電廠(chǎng)一期裝機(jī)容量為2×600 MW，廠(chǎng)址位于山前洪積扇上部，地基土主要由第四系中—上更新統(tǒng)黃土組成，厚度約30 m，以下為沖湖積成因的粘性土層，屬Ⅱ級(jí)濕陷性黃土場(chǎng)地，需進(jìn)行地基處理。目的是消除黃土地基濕陷性，提高地基承載力。強(qiáng)夯作為地基處理方案之一，進(jìn)行原體試驗(yàn)，強(qiáng)夯能級(jí)按8 000 kN·m考慮。

場(chǎng)地黃土可分為兩層，③層黃土，棕黃色，稍濕，中密，孔隙發(fā)育，含少量鈣質(zhì)結(jié)核，厚度3.0 m～5.0 m左右；④1層黃土，棕黃色，稍濕～濕，中密，發(fā)育蟲(chóng)孔，局部夾鈣質(zhì)結(jié)核層，厚度12.0 m左右。

2 強(qiáng)夯試驗(yàn)的設(shè)計(jì)與施工

為了給強(qiáng)夯設(shè)計(jì)提供較合理的數(shù)據(jù)，試驗(yàn)中將兩個(gè)不同夯點(diǎn)間距區(qū)的強(qiáng)夯效果進(jìn)行對(duì)比，按夯點(diǎn)間距將試夯場(chǎng)地分為A區(qū)(2D，5.00 m)和B區(qū)(1.5D，3.75 m)，主夯點(diǎn)采用正三角形布置，夯錘底面為圓形，錘底直徑2.5 m(見(jiàn)圖1)。

試夯的工藝順序?yàn)椋褐骱弧鷿M(mǎn)夯→拍夯。主夯點(diǎn)的夯擊按順序進(jìn)行隔行跳打，共分4次夯完；滿(mǎn)夯包括主夯點(diǎn)的加固夯和主夯點(diǎn)間地段的間夯，要求隔行夯擊，分兩次夯完;拍夯要求按順序分兩遍夯完，且后一遍的夯點(diǎn)覆蓋前一遍的夯間位置，并且相鄰的夯點(diǎn)錘印相切。

主夯點(diǎn)的收錘標(biāo)準(zhǔn)定為：

1)每點(diǎn)原則上不少于20擊，一般應(yīng)夯24擊；2)20擊后，最后2擊的平均夯沉量已經(jīng)小于10 cm；3)夯坑坍塌嚴(yán)重，夯錘底部吸力過(guò)大，起錘困難。

試夯有關(guān)工序中的工作項(xiàng)目、工作量和實(shí)際工期、每遍(次)的施工間隔期見(jiàn)表1。

表1 強(qiáng)夯施工情況表

3 強(qiáng)夯試驗(yàn)的夯后檢測(cè)

3.1 檢測(cè)手段及檢測(cè)點(diǎn)的布置

按照相關(guān)規(guī)范，對(duì)試夯后地基土采用的檢測(cè)手段為：

1)試驗(yàn)前后，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)在探井中取強(qiáng)夯土試樣各一組進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)，了解夯后地基土的殘余濕陷性及地基承載力的變化。

2)靜力觸探，通過(guò)夯前夯后靜探曲線(xiàn)的對(duì)比，確定強(qiáng)夯的有效加固深度及地基土在垂直方向上力學(xué)性質(zhì)的均勻程度。

3)標(biāo)貫試驗(yàn)，查明夯后地基土的承載力，并通過(guò)強(qiáng)夯前后標(biāo)貫曲線(xiàn)的對(duì)比，標(biāo)貫深度一般為15 m～20 m，試驗(yàn)點(diǎn)布置于A,B兩區(qū)的主夯點(diǎn)、夯間點(diǎn)和夯間。

4)地基土靜載荷試驗(yàn)，確定夯后地基土的承載力，試驗(yàn)點(diǎn)分別位于A,B兩區(qū)的主夯點(diǎn)和夯間。

3.2 強(qiáng)夯土的物理力學(xué)性質(zhì)

經(jīng)人工探井取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，強(qiáng)夯土的干密度(ρd)增加、孔隙比(e)減小，均產(chǎn)生了程度不同的變化(見(jiàn)圖2，圖3)。

強(qiáng)夯土的壓縮模量：由于強(qiáng)夯土的恢復(fù)時(shí)間較短的緣故，主夯點(diǎn)為15 MPa左右，其他地段僅10 MPa左右，壓縮模量沿深度分布的平均值如表2所示。

表2 強(qiáng)夯土的壓縮模量

3.3 強(qiáng)夯土的標(biāo)貫試驗(yàn)

標(biāo)貫試驗(yàn)點(diǎn)在A,B兩區(qū)的各個(gè)夯點(diǎn)及相關(guān)位置均有布置。從A區(qū)強(qiáng)夯前后的標(biāo)貫對(duì)比來(lái)看，除主夯點(diǎn)8.0 m以上的標(biāo)貫擊數(shù)有較大的增加外，其余各點(diǎn)的擊數(shù)基本上維持原狀甚至略有減少；而B(niǎo)區(qū)的主夯點(diǎn)及間夯點(diǎn)8.0 m以上的地基土標(biāo)貫擊數(shù)有較明顯的增加，夯間則受施工質(zhì)量的制約。標(biāo)貫擊數(shù)的變化與地基土的密實(shí)度、孔隙比和含水量關(guān)系較大，土的干密度增加、孔隙比減小，夯擊數(shù)也應(yīng)增加，但含水量的增加又可能在一定程度上抵消了應(yīng)增的夯擊數(shù)，另外夯后地基土的恢復(fù)期較短強(qiáng)度低也影響著標(biāo)貫擊數(shù)。

3.4 強(qiáng)夯區(qū)的靜力觸探試驗(yàn)

強(qiáng)夯前后靜力觸探曲線(xiàn)見(jiàn)圖4，圖5。

靜力觸探點(diǎn)在A,B兩區(qū)的主夯點(diǎn)、間夯點(diǎn)和夯間均有布置，除部分點(diǎn)由于遇到姜石層深度不足15 m外，觸探深度一般在20 m左右。從靜探曲線(xiàn)看，A,B兩區(qū)主夯點(diǎn)5.0 m以上土層的側(cè)阻力(fs)和端阻力(qc)都有顯著提高，說(shuō)明加固夯的效果是明顯的，但5.0 m以下和主夯點(diǎn)以外其他地段的土層側(cè)阻和端阻基本沒(méi)有增長(zhǎng)甚至有所下降，說(shuō)明夯后孔隙水壓力較高地基土強(qiáng)度有待于進(jìn)一步的恢復(fù)。曲線(xiàn)的走勢(shì)尤其是7.0 m以下與夯前近于一致，表明了強(qiáng)夯有效加固深度的下限。

4 強(qiáng)夯試驗(yàn)的效果分析

4.1 強(qiáng)夯土的承載力

強(qiáng)夯土的承載力主要是根據(jù)靜力觸探、標(biāo)貫試驗(yàn)和土工試驗(yàn)結(jié)果按照有關(guān)規(guī)程規(guī)范確定的。靜載荷試驗(yàn)結(jié)果反映了夯后場(chǎng)地3.0 m深度內(nèi)的地基土承載力。夯后地基土承載力特征值見(jiàn)表3。

表3 夯后地基土承載力特征值fak kPa

4.2 強(qiáng)夯土的濕陷性處理效果

消除場(chǎng)地內(nèi)黃土的濕陷性是強(qiáng)夯要達(dá)到的主要目的之一。200 kPa壓力下的強(qiáng)夯土濕陷性系數(shù)δs除個(gè)別點(diǎn)外都低于計(jì)算值的下限值0.015，表明該壓力下的濕陷性已基本消除；400 kPa試驗(yàn)壓力下的δs值沿垂直方向的分布曲線(xiàn)看出10 m以上土層濕陷性也已基本消失，尤其是5 m以上強(qiáng)夯的效果更為明顯，10 m以下的效果就差些，個(gè)別地段濕陷層的厚度仍有3.0 m以上；綜合分析可以得出這樣的結(jié)論，本次試夯消除的濕陷性土層深度為：200 kPa，整個(gè)濕陷層；400 kPa，約9.0 m。

強(qiáng)夯前后地基土濕陷系數(shù)對(duì)比曲線(xiàn)見(jiàn)圖6，圖7。

4.3 強(qiáng)夯的處理深度

通過(guò)強(qiáng)夯前后土的部分物理力學(xué)指標(biāo)垂直分布曲線(xiàn)的對(duì)比和靜力觸探試驗(yàn)曲線(xiàn)的對(duì)比結(jié)果直觀的表明，本次強(qiáng)夯有效加固深度為7.0 m，影響深度在10 m左右。

5 結(jié)語(yǔ)

從強(qiáng)夯的效果看，土層的濕陷性在9.0 m的深度范圍內(nèi)基本消除，即濕陷性系數(shù)δs(試驗(yàn)壓力200 kPa～400 kPa)小于0.015，達(dá)到了試驗(yàn)?zāi)康模坏鼗恋某休d力平均在300 kPa～400 kPa之間，且在垂直方向上不均勻，未能提高到預(yù)期500 kPa以上的目的；強(qiáng)夯的影響深度一般在10.0 m左右，有效加固深度7.0 m左右，也未達(dá)到10.0 m以上的預(yù)期深度。綜合分析，一是由于被夯土層的含水飽和度較高，下層土平均大于60%，二是強(qiáng)夯每遍(次)的間隔時(shí)間較短，孔隙水壓力尚未完全消散的緣故。

[1] 強(qiáng)夯技術(shù)在濕陷性黃土地基處理中的應(yīng)用[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2016(4)：112-113.

[2] GB 50025—2004，濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].

[3] 王建中.論濕陷性黃土地基處理[J]．山西建筑，2007，33(4)：131-132．

[4] 沙曉軍.強(qiáng)夯法在濕陷性黃土地基處理中的應(yīng)用[J]．工業(yè)建筑，2012(S1)：665-669．

[5] 朱桂軍.強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基應(yīng)用技術(shù)研究[J]．山西建筑，2009，35(11)：89-90．

The test and effect analysis on dynamic consolidation test in a power plant

Zhang Weishi

(ChinaEnergyEngineeringGroupShanxiElectricPowerEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030001,China)

Combining with the geological conditions of a power plant engineering in Shanxi, this paper introduced the design and construction method of loess foundation compaction test, and made dynamic detection, from the dynamic compaction earth bearing capacity, collapsible treatment effect, dynamic compaction depth three aspects, analyzed the dynamic compaction test results, improved the basis for foundation construction.

loess foundation, dynamic consolidation test, collapsibility, bearing capacity

1009-6825(2017)15-0055-03

2017-03-17

張偉時(shí)(1958- )，男，高級(jí)工程師

TU473.16

A