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摘要：对强夯法加固高黏质含量砂土地基开展研究，通过试验性施工检测地基加固效果，验证强夯的适用性，确定合理的施工方法与参数。
关键词：强夯 高黏质含量 砂土地基
1 概述
强夯法是一种经济高效的地基处理方法，但在处理大厚度砂性地基方面，尚未见详细报道以及处理效果的研究。对于砂土地基，目前处理的方法主要有换填法、砂石桩、普通强夯法和强夯置换法或采用混凝土桩等。当砂土地基所需处理面积大，地基处理区域附近无重要建（构）筑物时，强夯法是更为理想的地基处理方法。
本文依托某工程项目，旨在通过依托项目对强夯加固高黏质含量砂土地基进行施工监测及工后检测，对强夯法加固该类型地基的处理效果进行分析评价。研究大厚度、大面积高黏质砂土地基上实施强夯可行性、施工工艺、加固效果，为该类工程设计和施工提供参考资料。
2 工程地质条件
根据工程地质勘查报告，场地主要土层特性自上而下分述如下：
①含黏性土粉细砂：灰褐色，干燥～稍湿，松散～稍密状态，层厚1.80～5.80m。
②含黏性土砂：黄褐色，潮湿，松散状态为主，层厚1.40～6.60m。
③含黏性土砂：青灰色，饱和，稍密状态为主，层厚0.80～6.10m。
③-1含黏性土砂：青灰色，以中砂为主，饱和，稍密状态，层厚1.30～6.30m。
④含黏性土砂：褐黄色，饱和，稍密～中密状态，层厚0.50～6.00 m。
⑤粗砾砂：黄褐色，呈稍密～中密状态。层厚 1.20～9.30m。
3 强夯试验
3.1强夯试验性施工
(1) 试验施工参数
强夯试验施工能级6000kN.m，分三遍进行施工。第一遍为6000kN.m能级主夯点施工，夯点间距为6m，正方形布置。第二遍为6000kN.m能级主夯点施工，夯点间距为6m，夯点位于一遍2个夯点中间。第三遍为1500kN.m能级满夯施工，每点夯2击，夯印搭接1/4。各遍强夯施工之间间歇时间不小于3天。
夯点布置如图1所示。
(2) 高黏质含量对加固效果的影响
本场地强夯加固范围内的土层为含黏性土砂或含黏性土粉细砂，粘粒含量16.2%～30.6%，同时地下水位高（地表以下约1.5m）。
强夯施工时产生很大的超孔隙水压力，土体中的毛细水迅速上升。由于土体中的粘粒含量高，毛细水上升后表层土体饱和软化，出现点夯最后两击平均夯沉量难以控制、夯坑周围严重隆起、夯机履带板严重下陷等问题。
为使强夯施工顺利进行同时保证了地基处理效果，施工中采取以下技术措施：
①夯坑内回填卵石骨料：第一遍点夯施工，每个夯点回填2次，填料量约26.2m³；第二遍点夯施工，每个夯点回填1次，填料量约19.7m³；
②延长各遍强夯之间间歇时间：由不小于3天调整为不小于10天；
③局部换填：对于表层湿软或严重吸锤、隆起的位置，将软土挖除后回填卵石；
④调整满夯方案：满夯施工调整为两遍，每遍夯1击。
(3) 群夯试验
第一遍夯点施工，单点夯击次数10～13击；最后两击平均夯沉量9.5～25cm；填料量1.97m～5.58m，平均填料量4.07m；累计夯沉量5.00m～8.43m，平均累积夯沉量6.43m。第一遍夯点施工过程中，大部分夯点填料2次，个别夯点填料3次，夯击次数达到9～12击之后单击夯沉量不再减小，最后两击平均夯沉量大部分介于19～25cm之间。
第二遍夯点施工，单点夯击次数9～11击；最后两击平均夯沉量9.5～24.5cm；填料量0.79m～3.90m，平均填料量2.27m；累计夯沉量2.84m～5.80m，平均累积夯沉量4.71m。第二遍夯点施工过程中，大部分夯点填料1次，个别夯点填料2次，夯击次数达到7～9击之后单击夯沉量不再减小，最后两击平均夯沉量大部分介于15～24cm之间。
典型夯点的夯沉量与夯击次数关系详见图3所示。
(4) 单点夯试验
根据第一遍夯点单点夯试验数据，夯夯坑周围隆起范围为从夯点中心算起的隆起范围半径约7.5m；夯坑最大隆起量为37.2cm；夯击次数超过11击之后，有效夯实系数与夯击次数关系曲线出现拐点，有效夯实系数迅速减小。
根据第二遍夯单但点夯试验数据，夯坑周围隆起范围为从夯点中心算起的隆起范围半径约8.0m，夯坑最大隆起量为23.9cm；夯击次数超过7击之后，有效夯实系数与夯击次数关系曲线出现拐点，有效夯实系数迅速减小。
第二遍夯点单点夯试验有效夯实系数随夯击次数的变化关系见图4。
图4 第二遍夯点有效夯实系数与夯击次数关系曲线
3.2 强夯试验效果检测
(1) 检测方案
强夯试验效果采用标准贯入试验与平板载荷试验进行检测，标准贯入试验在夯前夯后各布置3个检测点，平板载荷试验在夯后布置3个检测点，检测布置布置详见图1所示。
(2) 标准贯入试验检测结果
从表4可知，储罐地基最大沉降量为18mm，最大差异沉降量为0.175‰，满足规范要求。
6 总结
1. 采用强夯法可对高黏质含量砂土地基进行有效加固；
2. 强夯施工时表层土体软化，出现点夯最后两击平均夯沉量难以控制、夯坑周围严重隆起、夯机履带板严重下陷等问题；
3. 施工过程中采取夯坑内回填卵石骨料、局部换填、延长各遍强夯之间间歇时间等技术措施可有效改善施工状况与加固效果；
4. 6000kN.m能级强夯的影响深度约为7m，影响深度范围内各层土体的标贯技术均有不同程度的提高；
5. 夯后地基地基承载力特征值大于等于220kPa，压缩模量大于等于15MPa；
6. 两万方原油储罐充水试验，地基最大沉降量为18mm，最大差异沉降量为0.175‰。
参考文献：
[1]地基处理手册编写委员会,地基处理手册(第二版)[M]，北京,中国建筑出版社，2000.
[2]张志田.高夯击能强夯加固砂土地基[J].西部探矿工程,2012, (1).1-4
[3]张平仓.强夯法施工实践中加固深度问题浅析[J]岩土力学，2000，21(1):76-80.
论文作者:韩涛1,张新蕊2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/14
标签：地基论文; 砂土论文; 填料论文; 单点论文; 黏性论文; 次数论文; 能级论文; 《基层建设》2017年第8期论文;