强夯夯点布置对湿陷性地基处理的影响

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(山西建筑职业技术学院，山西 太原 030006)

引言

山西建筑职业技术学院新校区属省高校教育园区项目之一，建设场地位于晋中市北部山西高校新区内。根据《岩土工程勘察报告》，勘察湿陷性土样采用探井刻取Ⅰ级不扰动土样，结果表明，场地内第①层黄土状粉土具有湿陷性，一般在现地面下2.5～11.5 m之间，湿陷系数0.015～0.185，自重湿陷系数0.002～0.066，湿陷起始压力19～363 kPa。从整体上分析，湿陷系数、自重湿陷系数随深度的增加而逐渐减小，湿陷起始压力随深度的增加逐渐变大。本文以该工程学生宿舍组团(二)场地强夯处理为例，就湿陷性黄土地基的处理进行探讨。

1 湿陷性黄土的特点及强夯机理

湿陷性黄土是一种特殊性质的土，在一定的压力下，下沉稳定后，受水浸湿时土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉。湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土，其划分可按室内或现场浸水压缩试验，在土的饱和自重压力下测定的自重湿陷系数δzs判定。δzs<0.015时，应定为非自重湿陷性黄土；δzs≥0.015时，应定为自重湿陷性黄土。

山西建筑职业技术学院新校区项目的学生宿舍组团(二)场地为自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为Ⅱ级(中等)。该工程持力层为第①层黄土状土，具有湿陷性并有可能发生震陷，不能采用天然地基，故需进行地基处理。

考虑拟建场地空阔，且距周边建筑物、道路较远，较适合采用低能量强夯法来加固该地基。起夯面为设计标高-2.0 m，预计有效加固深度≮7.0 m，处理后的地基承载力特征值≮200 kPa。

2 试夯及综合评价

项目部通过对现场的勘察和对地质报告的分析，决定对学生宿舍组团(二)场地进行强夯法试夯。试夯参数见表1，试验结果见表2。

表1 强夯试夯参数

表2 强夯试夯结果

根据对静载试验结果的统计分析，该工程中夯击能为4 000 kN·m的3个试夯区，地基承载力特征值的平均值为231 kPa，极差小于平均值的30%，根据GB 50025—2004《湿陷性黄土地区建筑规范》附录J第J.0.8条的规定，判定试夯区的地基承载力特征值为231 kPa。

该工程中夯击能为3 000 kN·m的8个试夯区，地基承载力特征值的平均值为201 kPa，极差小于平均值的30%，根据GB 50025—2004《湿陷性黄土地区建筑规范》附录J第J.0.8条的规定，判定试夯区的地基承载力特征值为201 kPa。

另进行了探井检测，位置选在第1遍点夯与第2遍点夯之间的中心点，探井采用侧壁取样，每m取原状土样1个，并对所取土样进行了相关的室内试验。结果表明，学生宿舍组团(二)场地T5孔号的湿陷量为66.0 mm，属于非自重湿陷类，湿陷等级为Ⅰ级；T6孔号的湿陷量为22.5 mm，属于非自重湿陷类，湿陷等级为Ⅰ级。

综合判定：学生宿舍组团(二)场地为非自重湿陷性场地，地基湿陷等级为Ⅰ级(轻微)，湿陷土层分布在①-1湿陷性粉土中。根据探井土样的试验结果，鉴于7.0 m范围内未全部消除湿陷的试夯区，应在实际施工中调整强夯施工参数，以达到强夯处理的设计要求。为此将夯击能由原来的3 000 kN·m改为4 000 kN·m，夯点布置方式由原来的正方形改为正三角形，夯点间距改为4.5 m，再次进行检测。

3 强夯及综合评价

3.1 静载试验结果

根据静载试验结果，地基土承载力特征值见表3。

根据GB 50025—2004《湿陷性黄土地区建筑规范》，荷载加至最大加载量462 kPa，最大沉降量<10.5 mm时，地基承载力特征值取231 kPa。

表3 学生宿舍组团(二)场地地基土承载力特征值

根据对静载试验结果的统计分析，学生宿舍组团(二)场地的5个试验点的地基承载力特征值的平均值为231 kPa，极差小于平均值的30%，根据GB 50025—2004《湿陷性黄土地区建筑规范》附录J第J.0.8条的规定，判定学生宿舍组团(二)场地的地基承载力特征值为231 kPa。

3.2 室内土工试验及标准贯入试验

进行了钻探孔(井)与室内土工试验及标准贯入试验，结果见表4。

表4 强夯地基的物理力学指标统计

根据对探井所取土样的室内土工试验结果，强夯处理深度范围内，土样的湿陷系数δs均<0.015，地基土的湿陷性已消除。强夯处理后的地基承载力特征值满足设计要求，物理力学指标良好。

4 结语

采用强夯法进行湿陷性黄土地基的处理，在现场空阔的拟建场地具有明显的优势。根据静载荷试验、土工试验及标准贯入试验结果，该工程学生宿舍组团(二)场地的地基土湿陷性已消除，地基承载力特征值满足设计要求。说明适当调整强夯能级，采用正三角形布置夯点替代正方形的夯点布置，有利于更好地消除湿陷性黄土的湿陷性，消除夹层。

参考文献：

[1] GB 50025—2004，湿陷性黄土地区建筑规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[2] JGJ 79—2002，建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[3] GB 50202—2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].北京：中国计划出版社，2002.

[4] GB 50021—2001(2009年版)，土工试验方法标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.