湿陷性黄土地基强夯法工艺

摘要：通过工程实践对强夯法处理湿陷性黄土地基的加固效果进行分析，提出了利用强夯法处理湿陷性黄土地基的施工工艺施工要点和施工方法，论证强夯施工工艺的适用性和可行性。

关键词：强夯法；湿陷性

一、前言

在我国北方，黄土地质分布广泛，大部分存在湿陷性，对工程建设的危害性较大。在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。

新疆石河子迁建机场场地处于准噶尔盆地南缘山前冲洪积扇上，海拔500～525m，坡降1%～1.5%，由南向北变缓，地势相对平坦。场内广泛分布为低液限粘土，偶夹含级配不良砾砂，湿陷系数0.017～0.164，自重湿陷系数0.016～0.133，具中等～强烈湿陷，为保证地基湿陷性消除、减少压缩沉降，根据综合比较分析，采用强夯法施工。设计强夯能级：6000KN，4000KN，2000KN及1000KN低能级强夯。

二、强夯施工中质量控制的的主要方面

含水量是土的基本物理性质指标之一，含水量的变化会直接影响土的强度。湿陷性黄土地基中的天然含水量比较小，相对加固饱和土地基而言，强夯过程中一般不会出现孔隙水扩散，这更加有利于强夯法的施工。

土的天然含水量在低于塑限含水量的1%～3%或液限含水量的0.6倍，且接近最佳含水量时，强夯效果最好。天然含水量接近最佳含水量且不大于塑限含水量，含水量分布均匀时，最后2击夯沉量之和、之差越小，消除湿陷深度越深。在拟夯实的土层中，当土的含水量低于10%时，应对其增湿至接近最佳含水量；当土的天然含水量大于塑限含水量3%以上时，应晾干降低其含水量。

在地表水和地下水的影响下，土体天然含水量无规律。地基的土质和含水量直接影响到强夯效果，当天然含水量大于塑限含水量时，同一夯击能的影响深度大大减少，还会出现土体反弹现象。当湿陷性黄土处于或略低于最佳含水量时，孔隙内一般不会出现自由水。每夯完1遍不必等孔隙水压力消散，可采取连续夯击，减少强夯机移位，提高强夯施工效率，降低工程造价。

三、工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

3.1.1 清理并平整场地，测量强夯前场地高程。

按照设计要求清理表层的草皮和腐殖土层（一般清表厚度不得小于30cm，腐殖土层较厚及附着有非适用材料的路段应将其清除彻底），并挖除局部的淤泥、翻浆土层，积水路段应排除积水并将土翻松晾干。

强夯施工前应认真查明强夯场地范围内的地下建筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取措施，以免因强夯施工而造成破坏。同时对地基范围内的坑洞、水井及平整土地中填埋的浅沟壑进行调查，采取切实可行的措施消除可能产生的路基质量隐患。

3.1.2强夯试验

强夯法处理地基大面积施工前，宜先进行强夯试验（试夯），通过试夯确定强夯机具、夯锤（重量及锤底静压力）及夯锤落距、单点总夯击能（夯击数）、夯点间距及每遍夯击间歇时间、夯击遍数、有效加固深度、夯击地基土的承载力标准值、压缩模量或变形模量等参数，同时提供参考的工程经济指标。

（1）试夯区应选择在地质条件具有代表性的地段，在不同工程地质情况应不少于一处，一般试夯区面积不应小于500m2；

（2）试夯宜采用单点试夯与群点试夯相结合的方法，当地质条件简单或有强夯地基处理经验的地区可只进行单点试夯；

（3）试夯前应编制试夯方案；

（4）强夯夯击能

1）根据地基土的类别、地基处理深度要求等因数，选择单位面积夯击能；

2）根据单位面积夯击能及布点确定单击夯击能；

3）根据单点夯击能试验，确定单点最佳夯击数或夯沉量控制标准；

4）平均夯击能根据单击夯击能确定。

（5）地基土的总夯沉量

试夯前与试夯结束（碾压前），应测量试验区域地基土的高程，以获得实验区地基土的总夯沉量；

（6）试夯中的重要测试工作

1）地基土天然含水率及地基土的渗透性以确定每遍夯击间隔时间；

2）为确定最佳夯击能和夯击数应观测夯坑体积及夯坑周围地面的隆起量；

3）测试试夯前后地基土的各项物理力学指标；

4）检测地基土的承载力、地基加固影响深度、地基土的压缩模量、变形模量等；

5）强夯振动对试验结果无影响，但施工产生的振动对相邻的建筑物、结构物、地下管线等将产生不利影响，故测试强夯振动对预防振害有实际意义。

（7）通常情况下，强夯参数有设计单位提供，施工单位应通过试夯来验证设计单位提供的强夯参数是否可行；

（8）试夯结束后，应对试夯前选定的技术参数进行校正。

3.1.3 强夯施工步骤：

①在整平的场地上标出第一遍夯击点的位置，并测量场地高程；

②起重机就位，使夯锤对准夯击点的位置；

③测量夯前锤顶高程；

④将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤倾斜时，应及时整平坑底；

⑤重复上述步骤④，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；

⑥换夯点，重复上述步骤②至⑤，直到完成第一遍全部夯点的夯击；

⑦用推土机或铲车将夯坑填平，并测量场地高程；

⑧按上述步骤逐次完成全部夯击遍数。最后按上述步骤用低能量满夯，将场地表层夯实，满夯锤印搭接不小于1/4夯锤的直径，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。

⑨检测前应将满夯后地表辗压，以达到地基土的压实度要求。

四、质量控制措施

4.1 强夯施工宜在干旱季节进行。在雨期施工时应采取措施，防止场地积水，否则，将导致土质变软、出现土体挤出现象，降低强夯效果。

4.2 强夯施工前应对夯点放线进行严格的复核，其偏差应小于5cm。夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯时应及时纠正。

4.3 应严格按照夯点布置图的次序进行强夯，不得漏夯；强夯机就位应按次序，并有利于多台强夯机同时施工。

4.4 开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求。若夯锤使用过久往往因底面磨损而使重量减轻。落距未达设计要求的情况，在施工中也常发生。这些都将影响单击夯击能的大小。

4.5 施工过程中应按设计要求检查每个夯点的夯击次数和末夯的夯沉量。并详细记录强夯的各项参数（如夯击能、夯击次数、每次夯击的沉降量等）和施工等情况，以备施工结束后进行检测。

4.6 强夯施工结束1～4周后应对地基加固质量进行检验。检测点位置可分别布置在夯坑内、夯坑外和夯击区边缘。每1000m2范围内抽检不宜少于3处，检验深度应不小于设计处理的深度。

4.7 强夯处理后的地基竣工验收时，承载力检验应采用原位测试或室内土工试验。

结束语

通过强夯法施工，地基土湿陷性得到了很好的消除，取得了良好的施工效果，强夯施工快捷，处理深度深，无需投入建筑材料，同时施工设备也简单，可节省投资。通过实际工程应用证明，强夯法在处理湿陷性黄土地基中具有较好的技术经济效果和较高的推广应用价值。

参考文献：

GB50025-2004湿陷性黄土地区建筑规范