强夯法加固粉土地基试验研究

■沈永毅，徐 尧，刘小燕

■1.大众报业集团，山东 济南 250014;2.济南大学土木建筑学院，山东 济南 250022;3.威海市经济技术开发区建筑设计院，山东 威海 264205

采用强夯加固地基[1]，要求地基经过处理后承载力标准值fk大于110kpa，压缩模量标准值Es大于8Mpa，有效加固深度大于5m。

1 试验区工程地质情况

各土层的物理力学性质指标如下

(1)粉质粘土:局部为粘土，上部为黄褐色杂褐色斑块、灰褐色往下渐变为灰色，中间夹薄层粉土，含较多铁锰质氧化物斑点，含少量蜗牛壳碎片及少量碳质斑点和小粒径姜石，可塑～软塑，厚5m左右。

(2)粉土:褐黄色，含少量灰、灰褐色斑纹或条纹，杂锈黄色或棕黄色斑团，砂感强，局部夹薄层粉砂或粉质粘土，含少量粘土或粉砂团块，稍密，湿，厚2m左右。

天然地基承载力较低，100kPa左右;为高压缩性土。

2 强夯施工参数

强夯夯点布置及夯击能量见表1。

表1 各区段强夯施工参数

3 超静孔隙水压力试验

3.1 超静孔隙水压力计埋设与观测

孔隙水压力计埋设在不同土层处。T1、T2、T3和T4区分别在5m(粉土)、7m(粉质粘土)、10m(粉土)和13m(粉砂)埋深处各布置一个孔隙水压力计;T5和T6区分别在4.5m(粉土)、6m(粉土)、7.5m(粉砂)、9.5m(粉质粘土)和13m(粉砂)埋深处各布置孔隙水压力计。每次夯击后，用振弦式孔压计仪，在 2min、5min、10min、30min、4h、8h、24h、48h和72h，对孔隙水压力进行动态观测。

3.2 单点夯击时，孔隙水压力增长规律

由超静孔隙水压力增长曲线图1可见，超静孔隙水压力增长规律如下:

图1 第一遍夯

(1)单击夯击能2000kN.m作用下，浅层超静孔隙水压力随夯击数增长明显;埋深10m处的孔隙水压力增幅不大;而埋深13m处的孔隙水压力变化甚微。由此可见，2000kN.m夯击能最大影响深度约13m左右。

(2)随着夯击数的增加，5～7m的孔隙水压力逐渐趋于饱和。5m深处的孔隙水压力达到饱和需要8～10击，7m处需要10～12击。西区，深4.5m孔隙水压力达到饱和需夯5～7击，深6m处要夯7～8击，深7.5m处要夯3～5击。各试验区，孔隙水压力增长曲线见图1～图2。

图2 第二遍夯

3.3 超静孔隙水压力消散规律

7m深处的超静孔隙水压力，停夯1～1.5d后消散60% ～70%;停夯10h后，消散70%;停夯1d后，消散85%以上。通过对超静孔隙水压力的消散，确定两遍间隔时间为48h。

4 静力触探测试结果及分析

由图3可知，满夯后在地表以下7～8m的土体锥头阻力Ps值有明显提高，由此可见对于夯击面的浅层土层，随着夯击遍数的增加地基加固效果逐步提高，在夯击能和夯击遍数下满足施工要求。

图3 静力静探锥头阻力曲线

5 标贯试验结果及分析

由图知，满夯后，在地表以下7～8m范围的土体标贯值有明显提高。在填土面的浅层，随着夯击遍数的增加地基加固效果逐步提高，然而超过某一临界深度，随着夯击遍数的增加土体的标贯击数反而减小或没有明显变化，这一临界深度一般为7～8m。与对应的试验场地地质剖面作比较，发现这个深度临界值基本上与粉质粘土层的顶面埋深一致，综合标贯测试结果来看，地基处理以不扰动该层为最佳方案。

图4 标贯数据图

6 结论

通过超静孔隙水压力试验、静力触探试验和标准贯入试验，可以确定强夯施工参数。

单击夯击能宜为3000kN·m和2000kN·m，其单点夯最佳击数为，第一遍8～12击，第二遍8～10击，第三遍7～8击。两遍夯间隔时间为48h，这时固结度可达到80%以上。

[1]龚晓南.地基处理手册[M].中国建筑工业出版社，2000:297-354.