強(qiáng)夯加固濕陷性黃土地基及加固效果評(píng)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(duì)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(guò)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(duì)于黃土地基不同的強(qiáng)夯布點(diǎn)形式對(duì)于強(qiáng)夯的效果影響不大。
布點(diǎn)形式對(duì)強(qiáng)夯效果差異不大,關(guān)鍵在于夯間距的大小。夯間距過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響強(qiáng)夯效果,對(duì)于不同的地基土都有一個(gè)較優(yōu)的夯間距,通常通過(guò)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(duì)其加固效果影響較大。
因此對(duì)于強(qiáng)夯法處理黃土地基設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)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(duì)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(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,特殊情況下需進(jìn)行旁壓及載荷對(duì)比試驗(yàn),要求強(qiáng)夯前、后檢測(cè)點(diǎn)的位置盡可能的接近。
某工程的強(qiáng)夯檢測(cè)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(cè)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(duì)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(duì)該工程的強(qiáng)夯效果作如下評(píng)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(cè)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(zhuān)門(mén)的介紹,而對(duì)于夯后的地基承載力沒(méi)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(cè)試處理后各夯點(diǎn)的承載力。試驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)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(shì)。
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(cè)位置多在滿(mǎn)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(guò)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(duì)強(qiáng)夯法設(shè)計(jì)時(shí)選取施工參數(shù),預(yù)測(cè)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(píng)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(jiǎn)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(lái)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(wèn)題。黃土地基工程強(qiáng)夯施工過(guò)程中通過(guò)應(yīng)變式的孔隙水壓力盒觀(guān)測(cè)到的孔隙水壓力隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。表明強(qiáng)夯前和強(qiáng)夯后孔隙水壓力基本無(wú)增量變化。據(jù)此可認(rèn)為,對(duì)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(shuō)在進(jìn)行非飽和黃土地基強(qiáng)夯處理的設(shè)計(jì)時(shí),沒(méi)有必要考慮地下水的影響。
4、夯后的檢測(cè)方法相對(duì)簡(jiǎn)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(duì)比為主。
