超孔隙水压力量测试验在块石强夯法中的应用研究

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1、超孔隙水压力量测试验在块石强夯法中的应用研究　　(内蒙古建筑职业技术学院建筑工程系，内蒙古呼和浩特010050) 　　摘要：文章介绍了在块石强夯法施工中超孔隙水压力计的安设方法和测量目的，实测了在不同的夯击点处超孔隙水压力的变化趋势，阐述了超孔隙水压力量测在块石强夯法施工中的有效性和可操作性，提出此法值得在施工中应用以及进一步的论证。 　　关键词：超孔隙水压力；量测；块石强夯法；变化趋势 　　中图分类号：TU413.7文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)22—0034—02 1孔隙水压力产生的

2、机理 　　孔隙水压力按其产生的机理可分为静孔隙水压力和超静水孔隙压力。静孔隙水压力是由土层中地下水的静水位引起的，即静止水位以下单位面积上水体重量所产生的压力；超静水孔隙压力是由外加荷载或水位变化所引起的孔隙水压力，随着时间的增长而逐渐消散(即固结过程)，最后转化为有效应力〔1〕〔2〕〔3〕。 　　超孔隙水压力的量测对强夯法处理的地基工程而言意义十分重要，主要表现在以下两方面〔2〕〔3〕：研究强夯的影响深度和夯击影响的平面有效范围；确定最佳夯击次数以及两遍夯击之间的间歇时间。 　　一般地，超孔隙水压力随夯击数

3、的增加而增大，且第一击的增量最多，以后逐渐减慢，几次夯击以后超孔隙水压力趋于稳定。在已有的施工经验中〔2〕，强夯法加固砂性土地基时，由于孔隙水压力增长及消散的过程仅需几分钟，超孔隙水压力不能随夯击能的增加而叠加，所以通过分析超孔隙水压力与夯击数的关系图，可得出最佳夯击次数；还可通过分析强夯引起的超孔隙水压力随时间的消散规律，从而确定各遍夯击之间的间歇时间。在本试验中，地基土层为粉质粘土及粉土，每次夯击之后，超孔隙水压力难以在短时间内消散，因此没有开展超孔隙水压力消散与夯击数的关系，而进行了整个夯击过程中超孔隙水压力增长

4、与夯击数的关系，以及夯击结束之后超孔隙水压力消散规律的观测〔3〕。 2工程背景和工程地质条件 　　某市绕城高速公路软土路基段试夯段长度为50m，地质资料如下。 　　第1层为粉质中液限粘土，含有机质，黑色，湿～饱和，可塑状态，层厚1.40m，其容许承载力［σ0］为100kPa：地下水位为0.60～0.80m。 　　第2层为粉土，灰色，饱和，松散状态，该层厚2.90m，其容许承载力［σ0］为120～140kPa，压缩模量为4.55～5.68MPa。 　　第3层为粉土，灰色，饱和，松散～中密状态，该层厚为2

5、.70m，其容许承载力［σ0］为180kPa。 　　第4层为粉质中液限粘土，黄褐色，饱和，可塑状态，其容许承载力［σ0］为200kPa，该层未穿透。 　　由于该场地路基自天然地面以下一定的深度内，为饱和的粉质粘土和粉土，含水量大，孔隙比大，压缩系数大，属于软土路基段，综合考虑采取了块石强夯置换法加固路基的方法，该方案的要点如下： 　　①采用15t重圆柱形夯锤，直径为1.5m，高度为2.0m，落距为10.0m，单击夯击能为1500kN·m；②拟定三遍夯击，第一、二遍为点夯，夯击能采用1500kN·m，夯点布置

6、如图1所示；第三遍为满夯，相互搭接面积按1/3夯锤底面积搭接，单击夯击能为800kN·m；③第一、二遍夯点的夯击次数由最后两击夯沉量≤50mm来控制，且夯击数不少于8击，第三遍夯5击；④拟加固深度为5.0m，复合地基置换率m为0.126(块石墩直径按2.0m计)，要求形成的块石墩长度≥2.0m，整个块石强夯置换法复合地基的剖面图如图1所示。 　　740)this.width=740"border=undefined#111nmousewheel="returnzoom_img(event,this)"> 3超孔隙水压

7、力计安设和观测试验 　　本试验中，在试夯区的夯击点之间，选定孔隙水压力测试点，采用振弦式孔隙水压力计，采用一孔多测的方法，即在一孔内按一定的间距安设多个孔隙水压力计的方法。本试验所用的四个孔隙水压力计布置情况如图2所示，其中从地面向下，距地面为2.5m处的孔隙水压力计量程为200kPa，其余的三个量程均为100kPa，距地面距离依次为3.7m、4.9m、6.1m。本试验中，在由A、B、C、D四个夯击点组成的平面中心处安设了孔隙水压力计，旨在研究夯击能作用下沿土体竖直方向超孔隙水压力的变化规律。 　　740)this

8、.width=740"border=undefined#111nmousewheel="returnzoom_img(event,this)"> 　　图3以绝对量值给出按A、B、C、D先后夯击的顺序在不同深度处的孔隙水压力－夯击数曲线，其中四个孔隙水压力计的初始读数分别为22.62kPa(2.5m处)、29.80kPa(3.7m