強(qiáng)夯加固濕陷性黃土地基及加固效果評價(jià)
2015-06-15
一、強(qiáng)夯法加固濕陷性黃土地基
1、強(qiáng)夯技術(shù)參數(shù)的確定
通常情況下設(shè)計(jì)單位對于黃土地基處理的要求是消除黃土的濕陷性并提高地基土的強(qiáng)度。
一般根據(jù)黃土層的厚度決定取單擊夯擊能量,處理深度要求小于5米時(shí),采用單擊夯擊能量為1000KN.m或1500KN.m;處理深度超過5米時(shí),則采用單擊夯擊能量為3000KN.m。拍夯能量一般為單擊夯擊能量的一半。
強(qiáng)夯加固黃土地基采取逐點(diǎn)連續(xù)夯擊方法施工。
對于黃土地基不同的強(qiáng)夯布點(diǎn)形式對于強(qiáng)夯的效果影響不大。
布點(diǎn)形式對強(qiáng)夯效果差異不大,關(guān)鍵在于夯間距的大小。夯間距過大或過小都會(huì)影響強(qiáng)夯效果,對于不同的地基土都有一個(gè)較優(yōu)的夯間距,通常通過試夯取得夯間距。
夯后地基土的干容重和標(biāo)貫擊數(shù)明顯增加,孔隙比明顯減小。在加固深度內(nèi),上部土層夯點(diǎn)下的指標(biāo)明顯好于夯間,下部土層加固指標(biāo)夯點(diǎn)和夯間差別不大,而夯間距的大小對其加固效果影響較大。
因此對于強(qiáng)夯法處理黃土地基設(shè)計(jì)比較簡單,通常不用進(jìn)行試夯,可以根據(jù)黃土層的厚度以及現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范直接進(jìn)行強(qiáng)夯參數(shù)設(shè)計(jì),如果要進(jìn)行試夯僅確定最優(yōu)夯間距即可。
2、強(qiáng)夯加固效果的檢驗(yàn)
對于黃土地基為檢驗(yàn)強(qiáng)夯加固的效果,往往分別進(jìn)行強(qiáng)夯前、后的土工、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)即可滿足設(shè)計(jì)要求,特殊情況下需進(jìn)行旁壓及載荷對比試驗(yàn),要求強(qiáng)夯前、后檢測點(diǎn)的位置盡可能的接近。
某工程的強(qiáng)夯檢測不僅采取了土工、標(biāo)貫的方法,并采取了旁壓試驗(yàn)和載荷試驗(yàn)的檢測方法,代表性較強(qiáng)。夯前濕餡性黃土的極限承載力為123KPa,相應(yīng)變形量為3mm。夯后地基土極限承載力達(dá)627KPa,按相應(yīng)沉降量S/b≤0.015對應(yīng)的壓力為容許承載力時(shí)(b為載荷板寬度),可取地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為280KPa。
可以對該工程的強(qiáng)夯效果作如下評價(jià):
(l)強(qiáng)夯前地基土濕陷系數(shù)平均值為0.048一0.041,屬于中等濕陷性土。強(qiáng)夯后地基土濕陷系數(shù)平均值為0.0015一0.0043,在有效加固深度內(nèi)地基土的濕陷性消除。
(2)強(qiáng)夯后地基土強(qiáng)度明顯提高。4種手段測試結(jié)果表明,強(qiáng)夯效果顯著。
(3)夯后地基土的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)在4米范圍內(nèi)有不同程度的提高和改善。
3、夯后地基土的承載力
強(qiáng)夯法加固黃土地基的加固深度在《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(79一2002)中有專門的介紹,而對于夯后的地基承載力沒有作出明確的規(guī)定。作者認(rèn)為強(qiáng)夯處理黃土后地基承載力與夯擊能存在著一定的關(guān)系。為此,在某工程試夯階段,進(jìn)行各能級(jí)單點(diǎn)夯施工后,分別采用靜載荷試驗(yàn)測試處理后各夯點(diǎn)的承載力。試驗(yàn)的結(jié)果見表1。
表1夯擊能級(jí)與夯點(diǎn)承載力
能級(jí)E/Km. 0 1200 2000 3000 4000 5000 6000 8000
fk/kpa 145 250 340 400 430 450 480 520
△fk/kPa 105 90 60 30 20 30 40
試驗(yàn)數(shù)量 3 2 3 1 2 2 2
從上表可以看出,在土層相同的情況下,隨著單擊強(qiáng)夯能量的增加夯點(diǎn)承載力逐漸增大,但承載力增加有減少的趨勢。
鑒于目前大量強(qiáng)夯工程施工結(jié)束后靜載荷試驗(yàn)檢測位置多在滿夯加固層里,為了建立強(qiáng)夯法處理黃土后的地基承載力與夯擊能級(jí)的關(guān)系,利用收集到的載荷試驗(yàn)資料,通過回歸分析,建立的經(jīng)驗(yàn)公式為:
Fk=158.841n[E/(KN.m)]一903.75
式中:E為夯擊能級(jí)
利用上述公式計(jì)算的強(qiáng)夯法處理黃土后承載力值較實(shí)際值偏高,但是仍對強(qiáng)夯法設(shè)計(jì)時(shí)選取施工參數(shù),預(yù)測處理后承載力提高幅度值有一定的實(shí)際意義。
二、強(qiáng)夯加固濕陷性黃土地基的效果評價(jià)
1、強(qiáng)夯加固濕陷性黃土地基,施工技術(shù)參數(shù)的確定和工藝方法較簡單,夯后地基承載力提高幅度大,消除濕陷性效果明顯。
2、根據(jù)強(qiáng)夯加固濕陷性黃土的資料統(tǒng)計(jì),加固深度以Menard公式來計(jì)算,修正系數(shù)可取0.3-0.4。
3、因山東地區(qū)多為非飽和濕陷性黃土,在工藝上一般不需要考慮孔隙水壓力消散問題。黃土地基工程強(qiáng)夯施工過程中通過應(yīng)變式的孔隙水壓力盒觀測到的孔隙水壓力隨時(shí)間的變化曲線。表明強(qiáng)夯前和強(qiáng)夯后孔隙水壓力基本無增量變化。據(jù)此可認(rèn)為,對非飽和的濕陷性黃土,強(qiáng)夯時(shí)可不考慮孔隙水壓力的影響。也就是說在進(jìn)行非飽和黃土地基強(qiáng)夯處理的設(shè)計(jì)時(shí),沒有必要考慮地下水的影響。
4、夯后的檢測方法相對簡單,多以標(biāo)貫和土工試驗(yàn)為主。
5、影響強(qiáng)夯法處理黃土地基加固深度的主要因素是夯間距,因此在進(jìn)行試夯時(shí)主要以夯間距對比為主。
