湿陷性黄土地基处理中强夯法的应用研究

　　一、湿陷性黄土工程概况

 

　　湿陷性黄土一般为黄褐色或者黄色，在黄土中，粉土含量占65%左右，并且含有大量的硫酸盐、碳酸盐。湿陷性黄土的天然孔隙比在1左右，比较大的孔隙可以用肉眼看出。湿陷性黄土具有两大特点，第一，有着较高的压缩特性；第二，有较强的湿陷性。当湿陷性黄土地基受到压力时，经过水的浸泡土的结构会发生变化，容易出现下沉。因此，对于湿陷性黄土的地基，要采取把地表水进行拦截的措施进行处理，以防地表水发生渗漏，避免地基的底层由于湿陷下沉，在它的地面排水沟渠、地下排水构造物上要采取相应的防渗措施。湿陷性黄土地基的土层如果压缩性或者湿陷性较强，并且路堤的自重力高于允许的承受能力时，要考虑在这两种压力作用下会造成压缩下沉，出现这样的情况，除了要采取措施防止地表水下渗之外，还要根据工程的要求及工程特点，采取强夯、重锤夯实、换填等相关措施进行处理。在这里，强夯法又可以叫做动力加固法，在采用强夯法进行施工时，用起重机把重锤吊起，从高处自由落下来，在自由坠落的过程中形成一股强大振动能量以及冲击力，这股力量对地基进行强夯，促使地基的深层或者浅层都能受到不用压力的加固作用，使地基变得更加稳定，在强度以及稳固性上都能够达到要求。

 

　　二、强夯法施工

 

　　1.强夯法施工工艺

 

　　采取强夯法进行施工，目前采取的方式是通过对现场进行实验取得施工参数，获得一定的数据，然后根据工程自身的特点，使地基的压缩性、地基承载力、加固深度等都能达到要求，再结合工程水文条件、地质条件等各方面的特点，对强夯法的技术参数进行设计。因此，强夯法一般涉及到的内容如下：①单点夯击的参数。经过试验对单点最佳夯击能量做出判断并决定，由工程目标值来决定夯击的遍数；②对夯点进行布置，然后确定夯点间的距离，夯点间的距离可以是夯锤直径的两倍左右，而单击夯点则按照梅花形的图案来进行设置；③取得强夯效果之后，可以在现场进行检测，可以根据要测试的项目来准备仪器。

 

　　2.强夯法的操作要点

 

　　①进行单点试夯。不同的地基的要求不同，因此，要根据地基的特点，对最佳夯击的次数、能量进行确定；对夯击次数与夯沉量的关系进行记录；记录累计夯沉量和夯击次数的百分比关系；然后进行相关的测试，对于施工参数要确定下来，然后指导施工；②对场地进行平整。在进行平整时，平整度一般要求小于±10cm；③对夯击点进行定位。采用经纬仪测量10m×10m的方格线，然后在方格线内进行布点，采用石灰线把夯点划出来；④用强夯机进行单点夯击。首先要把夯击的次数确定下来，然后根据次数进行夯击，当进行到最后的两击时，平均下沉量要小于5cm，当所有的夯点都完成后，使夯击离开场内，采用推土机进行平坑；⑤最后，对地基的承载力及密实度进行检测，验证强夯所取得的效果。

 

　　三、工程实例分析

 

　　某建筑工程，其地基地质概况比较复杂，地形的变化明显，并且具有一定的湿陷性，经过诊断，确定其黄土湿陷等级及类型为Ⅱ级的自重湿陷性黄土，因此，采用强夯法进行地基处理，以防地基湿陷。本工程地基填土大约在4～5m，再根据持力层厚度的原理，确定其处理深度在3～5m之间。

 

　　1.采取的措施

 

　　（1）处理的目的：对湿陷性黄土进行处理，主要是为了对土的工程性质进行改变，以便减少土的压缩性及渗水性，使其湿陷性得到有效控制，进一步使其湿陷性得到完全消除或者部分消除，进一步减少地基的工后沉降，使地基不会发生滑塌、裂缝等现象，从而使工程的质量得到保证。

 

　　（2）对黄土地基的处理措施

 

　　要对湿陷性黄土地基进行处理，首先要根据黄土湿陷等级、处理深度上的要求、材料来源以及施工条件，然后进行经济比较，最后进行确定。地基关设计规范做出明确规定，对于Ⅰ级自重湿陷性黄土、Ⅰ～Ⅱ级的非自重的湿陷性黄土，可以采用冲击碾压或者重锤夯实的方式进行夯击；对于Ⅱ级以上的自重湿陷性黄土，则可以采取挤密桩、强夯或者孔内深层强夯的方法进行加固处理，在本工程中，由于其湿陷等级与类型属于Ⅱ级自重湿陷性黄土，通过研究决定采用强夯法的办法对地基进行处理。

 

　　2.强夯法施工重点及技术上的要求

 

　　（1）基本原理

 

　　当土体受到巨大冲击力的作用时，在土里会产生很大的冲击波及应力，此时，土中的孔隙得到有效压缩，土体的局部液化，在夯击点周围的一定深度内会有缝隙的产生，进一步形成排气通道，土里的孔隙水（气）溢出来之后，土体会很容易发生凝固，使一定深度范围内土体的压缩性得到有效降低，地基的承载力自然得到提高。

 

　　（2）施工重点：在对地基进行处理时，它的范围要比基础的平面尺寸还大，超出基础边缘的宽度不能小于三m。在进行施工之前，要根据原先的设计在现场进行选点，然后进行试夯，如果是在同一个场地，而这个场地土性基本相同，那么，试夯可以在同一个位置进行，如果出现比较大的差异，那么，要选择在不同的地段进行试夯。在进行试夯的过程中，要对夯沉量进行测量，最后两击的平均夯沉量不能超过1至2cm，或者也可以根据试夯的结果来进行定夺。试夯完成之后，要从夯击结束之后的夯面到底下5～8m的深度，每隔50cm进行取土试验，对土的压缩系数、干密度、湿陷系数等指标进行监测，或者也可以做其他的原位检测。

 

　　采用强夯法对湿陷性黄土地基进行处理时，要注意夯锤的质量、夯点的布置、落距、夯击的次数等各个参数要和原来进行试夯参数保持一致。一般夯击的次数在两到三遍之间，在进行第一遍夯击时，夯点可以按照正三角形来进行设置，夯点中距以锤底直径的1.5～2.2倍为宜，其他遍数的夯点采用满堂布置的形式来进行。当土的含水量居中时，对各遍夯点可以采用连续夯击的形式来进行，在进行最后一遍夯击时，可以以4～6m的落距把表层的松土进行夯实，或者把表层的松土清除或是压实亦可，在夯面上面则要铺上一层灰土垫层，垫层要具有一定的厚度。

 

　　（3）技术上的要求：①对基土的含水量要进行控制。虽然采取强夯加固时对土体的含水量没那么高的要求，不过，基土的含水量对强夯的效果还是有一定影响，在采用强夯法对黄土地基进行施工时，对土体的含水量进行控制使其达到最佳状态，可以对强夯法施工质量造成影响，因此，土的含水量一般要低于塑限含水量的1%～3%。在将要进行夯实的土地层内，当土的含水量低于10%时，要进行加水达到塑限含水量为止；当土的含水量超过塑限含水量3%时，可以采取一定的措施，使土体的含水量降低下来。②控制施工质量。在对强夯的质量进行检测时，一般分为强夯施工过程的检测、夯后检测，检测指标一般指对施工夯沉量的控制、对深度的有效处理。在进行强夯的过程中，一般是以最后两击的平均夯沉量来确定每夯点的夯击次数。当强夯大于6，000kJ时，主夯夯沉量要小于8cm；当强夯小于6，000kJ时，主夯的夯沉量小于5cm；当强夯处于1，000～1，200kJ时，夯沉量要小于2cm。除此之外，夯坑的周边地面不能有过大的隆起；同时，夯坑不要太深，以免起锤发生困难。

 

　　四、结束语