关于强夯在湿陷性粉土地基处理中的应用

马利桃

摘 要：在中国土壤结构分布中，湿陷性粉土占地面积较为广泛，土层深厚，土壤颗粒大，存在大量的空隙，土层结构承受能力较差，如果直接在这种土壤上方开展施工作业，未进行安全处理，必然会严重影响整座建筑的安全质量。因此，必须结合湿陷性粉土地基的特征，科学地设计处理方案，精选混凝土原料，正视温度与湿度对地基施工质量的影响，确保湿陷性粉土地基填筑结构的稳定性，全面优化湿陷性粉土地基加固方法。

关键词：强夯;湿陷性粉土地基;应用

建筑物地基的稳定性将对建筑整体结构安全产生极其重要的影响，但随着我国建筑工程项目的不断增加，一些建筑物受客观条件限制必须在湿陷性粉土部分区域进行施工建设。这就要求施工单位必须充分了解湿陷性粉土对建筑物地基的危害性，这样才能根据建筑工程特点以及具体的施工要求采取有针对的治理措施，有效控制湿陷性粉土造成地基不均匀沉降以及地变形等问题，减少其对建筑物地基结构的破坏，从而为建筑物整体结构的安全性和稳定性提供更加可靠的保证，促进我国建筑水平的现代化发展。

1 危害分析

一般来说，湿陷性粉土在干燥条件的压缩性比较低，其土体结构也能保证一定的强度，但是其土体结构在遇水后就会在自重因素以及外力荷载的作用下出现强度明显下降的现象。湿陷性粉土在我国西北等地区的分布比较广泛，给这些地区的建筑工程建设带来了较大的困难。湿陷性粉土对建筑物地基的危害性主要表现在当其遇水浸湿强度下降后，结构应力作用就会明显大于土体结构的实际强度，这会对土体结构造成严重的破坏，进而引发建筑物地基出现变形沉降等问题，极大的威胁了建筑物整体结构的安全性和稳定性。而在建筑物的实际施工建设以及使用过程中，大气降水、水管泄漏以及不合理的水排放等多种因素都可能造成地下水水位升高，并导致建筑基础土体表现出强烈的湿陷性特征，造成建筑物地基出现失稳变形等情况。而这种变形不仅发生的速度非常快，其变形量也比较明显，变形量在1～2d之间就能够达到20～30cm左右的水平，对各种建筑结构特别是高层建筑结构的梁柱以及墙体等承重构件造成严重的破坏，甚至会使建筑物出现开裂、倾斜以及倒塌等重大安全事故，造成严重的生命财产损失。所以，设计和施工单位必须充分了解湿陷性粉土对建筑物地基结构的影响，并采取有效治理措施，消除建筑基础土体的湿陷性，为建筑工程的质量安全提供可靠的保障。

2 工程概述

拟建场地地貌单元为黄土丘陵。场地内地形高差较大，东北角地势较高，西南角地势较低，高差为52.7m左右。场地处理深度范围内场地地基土分别为第四系全新统人工堆积层（Q42ml）、上更新统风积层（Q3eol），地层主要以素填土、湿陷性粉土。

3 湿陷性粉土的特性及强夯处理深度

该场地内的湿陷性粉土呈褐黄色，含云母、煤屑、氧化物等。稍湿、稍密状态，具中压缩性，压缩系数a1-2介于0.152～0.488MPa-1之间，平均值为0.314MPa-1。标贯试验实测击数N值5.0～14.0击，平均8击。该层土的湿陷系数为0.073～0.149，湿陷性程度中等～强烈，自重湿陷系数为0.019～0.073，场地为自重湿陷性场地，湿陷等级为Ⅲ级。

该场地为自重湿陷性场地，场地内的道路、管线及绿化区域的地基都需采取部分消除湿陷性的措施。综合考虑场地内现状、地层情况及经济性等方面，该场地内采用强夯处理。依据《湿陷性黄土场地勘察及地基处理技术规范》（DBJ04/T312—2015）第6.1.5条，该场地绿化区域应有4m以上的非湿陷土层，道路、管线与管沟底部应有2m以上的非湿陷土层，且部分管线选择下埋在道路底部，则考虑地基处理厚度分别如下：绿化区域和道路及管线部分处理厚度为4～5m。

4 强夯方案设计

在工程建设中强夯法施工时应将土料的含水量控制在最优含水量左右，即土的含水量宜低于塑限含水量1%～3%，以期用较小的成本达到最佳压实效果。本工程先进行场地整平后采用增湿法+强夯法低能级强夯法处理。确定施工参数前场地内进行了试夯确定设计参数的选用是否合理。

4.1 最优含水率

从上述物理力学性质表中可以看出拟夯实的土层内土的含水量低于8%，则该场地内的湿陷性粉土需采用增湿法处理，增湿法设计的处理参数：注水孔间距2m，孔径150mm，正方形布置，注水孔的深度分别为：

3000kN*m的深度为7.0m;孔内填料为碎石砾料。粒径10～20mm。同时需严格控制孔内注水量，注水量控制在0.6t/m²左右。

4.2 夯击能的选用及设计参数

夯击能的选择以消除部分黄土湿陷性为主，该场地的有效加固深度为5m，有效加固深度计算采用梅纳公式计算并根据工程经验确定单击夯击能为3000kN·m。鉴于本工程地质情况的复杂性，强夯法采用"点夯一遍，满夯一遍"的方式。点夯的夯击能为3000kN*m，夯点间距4m，呈正方形布置，要求每点夯击12击，且最后2击夯沉量平均值≤50mm。满夯能级为1500kN*m，满夯4击，且最后两击的夯沉量≤50mm，锤印搭接不小于1/4d。

4.3 隔震沟与应力释放孔

拟建场地的西侧、东侧及东北角分布有居民区及建筑物，场地东侧居民区南北向长度为580m，东侧及东北角居民区分布长度为600m，应在该区段范围内开挖隔振沟且布置应力释放孔：

a、隔振沟深度7m，坡率为1：0.5，下口宽度为1m;b、应力释放孔孔径0.4m，间距为0.8m，孔深9m，排数为3排。隔振沟内与应力释放孔内可回填锯末、木屑等异性介质。在强夯法施工阶段对周边有建筑物区域进行地面振动测试。

4.4 强夯检测内容

强夯完18-28d之后应进行质量检验，强夯区均匀性、湿陷性及加固深度检验，采用原位测试标准贯入试验，以及室内土工试验。标准贯入试验检验点的数量，每500m²不少于1個检验点，且不少于3点;室内土工试验每800m²内的各夯点之间选一处，自终夯面起至其下有效加固深度内，每隔0.5～1.0m取1～2个土样进行室内试验，测定土的干密度、压缩系数和湿陷系数等。

5 强夯法后期的检验效果

5.1 土工试验及标准贯入试验检测

对于该场地内湿陷性黄土来说，含水率接近最优含水率的区域，在强夯影响深度内干密度增长较大，土体孔隙比夯后比夯前减少明显，湿陷系数与自重湿陷系数全部消除，在影响深度以下逐渐与天然土接近。在一定影响范围内，标准贯入试验的实测击数均明显增大。从试验数据统计该场地内的强夯影响深度为4～5m满足要求。

5.2 振动测试

在场地周边建筑物分布主要是东侧的民房与西侧的别墅群，测试结果为：别墅群是经过正规设计的居住建筑，其基础处允许振动速度峰值为5mm/s，监测数据为3.7-3.9mm/s;民房为未经正规设计自行建设的房屋基础处允许振动速度峰值为3.5mm/s，监测数据为2.7mm/s，均满足设计要求。需注意的是施工过程中需调整不同强夯机位分布的位置，东侧区域不允许不同机位同时位于东侧民房分布长度的垂直线上，需调整施工工艺。

6 结语

湿陷性粉土地基处理，需选择适宜的处理方法。本工程实践表明，强夯置换法对湿陷性粉土地基处理效果显著，可消除地基土液化，提高湿陷性粉土地基承载力。

参考文献：

[1]吕和坤.在高速公路湿陷性粉土中常见的地基处理方法及在工程中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2012（33）：71-72.

[2]陈靖，殷郑海.强夯技术在高速公路湿陷性黄土地基处理中的应用[J].路基工程，2004（6）：53-56.