强夯法在湿陷性黄土地区应用实例

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1、强夯法在湿陷性黄土地区应用实例　　摘要：本文在分析黄土湿陷和加固机理的基础上，通过对比不同强夯方法对湿陷性黄土地基的处理效果，得出预增湿高能级强夯法是湿陷性黄土地区地基处理中的一种较好方法。关键词：湿陷性黄土；强夯法；地基检测；预增湿高能级强夯法中图分类号：TU475+.3文献标识码：A1、概述黄土在我国分布广泛，其中具有湿陷性的约为占3/4。以黄河中下游地区最为发育，多分布于甘肃、陕西、山西地区，青海、宁夏，河南也有部分分布，其他如河北、山东、辽宁、黑龙江、内蒙古和新疆等省（区）也有零星分布。[1]2、黄土遇水湿陷的机理[1]

2、黄土的湿陷现象是一个复杂的地质、物理、化学过程，其机理，国内外有着各种不同的观点，以下几种是目前被公认认为比较合理的假说。7（1）黄土的欠压密理论，在干旱、少雨气候下，黄土沉积过程中水分不断蒸发，土粒间盐类析出，胶体凝固，形成固化凝聚力，在土湿度不大时，上覆土层不足以克服土中形成的固化凝聚力，因而形成欠压密状态，一旦受水浸湿，固化凝聚力消失，则产生沉陷。（2）溶盐假说，黄土湿陷是由于黄土中存在大量的易溶盐。黄土中含水量较低时，易溶盐出于微晶状态，附于颗粒表面，起胶结作用。受水浸湿后，易溶盐溶解，胶结作用丧失，从而产生湿陷。但溶盐

3、假说不能解释所有湿陷现象，如我国湿陷性黄土中易溶盐含量就较少。（3）结构学假说，黄土湿陷的根本原因是其特殊的粒状架空结构体系所造成的。该结构体系由集粒和碎屑组成的骨架颗粒相互联结形成，含有大量的架空孔隙。颗粒间的连接强度是在干旱、半干旱的条件下形成的，来源于上覆土重的压密，少量的水在颗粒间接触处形成毛管压力，粒间电分子引力，粒间摩擦及少量固化物质的固化粘聚等。该结构体系在水和外荷作用下，必然导致连接强度降低、连接点破坏，使整个结构体系失去稳定。尽管以上观点各异，但归纳起来可分为内因和外因两个方面。黄土受水浸湿和荷载作用是湿陷发生

4、的外因，黄土的结构特性及黄土的成分是产生湿陷的内在原因。3、强夯法加固及预增湿强夯加固机理强夯加固法加固地基有不同的三种加固机理：动力密实、动力固结、动力置换，它取决于地基土的类别和强夯的施工工艺。[2]7（1）动力密实，采用强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于动力密实的机理，即用冲击型动力荷载，使土体中的孔隙减小，土体得到密实，从而提高地基土强度。[2]（2）动力固结，采用强夯法处理细颗粒饱和土时是基于动力固结机理，即巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波，破坏了土体的原有结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增加了排水通道

5、，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。[2]（3）动力置换可分为整式置换和桩式置换，整式置换是采用强夯将碎石整体挤入淤泥中，其作用机理类似于换土垫层。桩式置换是通过强夯将碎石填筑土体中，部分碎石桩（墩）间隔地夯入软土中，形成桩式（或墩式）的碎石桩（或墩）。其作用机理类似于振冲法等形成的碎石桩，它主要是靠碎石内摩擦角和桩间土的侧限来维持桩体的平衡，并与桩间土起复合地基的作用。[2]7预增湿强夯法是在强夯施工前，对地基土进行预增湿，使土的含水率接近或达到最优含水率后再进行强夯的一种施工方法。土的压实性是指在一定的含水率

6、下，以人工或机械的方法，使土能够压实到某种密实程度的性质。影响土的压实性的因素很多，主要有含水率、击实功能、土的种类和级配以及粗粒含量等[3]。在对地基土进行夯实施工时，其中的含水率和击实功能是人工可以控制的。试验表明，在击实功一定时，只有在某一含水率下才能获得最佳的击实效果。因此，对湿陷性黄土进行强夯处理时，为了达到最佳击实效果，我们可以事先控制黄土的含水率。由此而提出了预增湿强夯法处理湿陷性黄土的施工工艺。4、强夯法在湿陷性黄土地区的应用实例以下两个强实例夯均取自于甘肃省某工程。根据场地勘察资料及临近区域地质资料，该场地地貌

7、单元属低山丘陵，场地采用削山填沟进行场地整平后呈三个台阶，地面高程为2065.5m-2071.5m。填土厚度0.3m-12.3m，成分不均，厚度随地势而变化，黄土层厚0.3m-15.4m，土性较均匀，含水率基本小于10%，以上土层具有Ⅱ～Ⅳ自重湿陷性，湿陷性分布深度最深为17m。其下为砂砾岩及千枚岩且厚度大。场地上部土层地基承载力为70kpa～170kpa。要求处理后地基承载力特征值不小于250kPa，8m内完全消除湿陷性影响。4.1普夯区域普夯区域为挖方区，原状土厚12m，Ⅲ级～Ⅳ级自重湿陷，场地地基承载力150kpa。夯击能

8、6000KN.m。采用正方形布点，夯点间距为6m，夯击遍数为两遍。检测时取土探井5个，载荷试验点3个。检测结果如下。（1）湿陷性系数表1湿陷系数统计表（%）（2）地基承载力（载荷板直径d=1.05m，s/d=0.01）7图1p-s曲线从以上图表可以看出①该区域湿