强夯法在湿陷性黄土地基中的应用.pdf

强夯法在湿陷性黄土地基中的应用 A p p l i c a t i o no f D y n a m i cC o m p a c t i o nM e t h o d i n t h eC o l l a p s i b l eL o e s sF o u n d a t i o nT r e a t m e n t 赵中华1 ，解磊2 ( 1 沈阳城市建设学院，沈阳1 1 0 1 6 7 ；2 沈阳建筑大学土木工程学院，沈阳1 1 0 1 6 8 ) Z H A O Z h o n g h u a l , X I E L e i 2 ( 1 ，S h e n y a n g U r b a n C o n s t r u c t i o n U n i v e r s i t y ，S h e n y a n g11 0 1 6 7 ，C h i n a ； 2 S h e n y a n g J i a n z h u U n i v e r s i t y ，C i v i l E n g i n e e r i n g I n s t i t u t e ，S h e n y a n g11 0 1 6 8 ，C h i n a ) 【摘要】根据朝阳地区工程大量的试验数据进行整理，从强夯法的击数与夯沉量的关系、物理力学指标与击数的关系方面进行对 比分析，研究强夯法的处理效果，为辽西地区进行湿陷性黄土地基处理提供依据。研究结果表明，在湿陷性黄土地基进行强夯法处理 有效，最小的单点夯击次数应为1 0 击。 【A b s t r a c t A c c o r d i n g t o t h e c h a o y a n g d i s t r i c t p r o j e c t s o r t s t h r o u g h a l a r g e n u m b e r o f t e s t d a t a ，f r o m t h e d y n a m i c c o m p a c t i o n m e t h o d o f n u m b e r a n d a m o u n t o f r a ms i n k t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e p h y s i c a l a n d m e c h a n i c a l i n d e x a n d t h e n u m b e r o f r e l a t i o n s ，t h i s p a p e r c o m p a r e s a n d a n a l y z e s t h e t r e a t m e n t e f f e c t o f d y n a m i c c o m p a c t i o n m e t h o d ，t h e c o l l a p s i b l e l o e s s f o u n d a t i o n t r e a t m e n t f o r w e s t e r n l i a o n i n g r e g i o n t o p r o v i d e b a s i s f o r t h e r e s e a r c hr e s u l t ss h o wt h a td y n a m i cc o m p a c t i o nm e t h o di nc o l l a p s i b l el o e s sf o u n d a t i o nt r e a t m e n ti se f f e c t i v e ，t h es m a l l e s ts i n g l e p o i n tt a m p i n g t i m e ss h o u l d b e10 【关键词】湿陷性黄土；强夯法；击数 【K e y w o r d s 】c o l l a p s i b l e l o e s s ；d y n a m i c c o m p a c t i o n m e t h o d ；t h e n u m b e r o f t a m p i n g 【中图分类号】T u 4 7 2 3 + 1 【文献标志码】B【文章编号】1 0 0 7 9 4 6 7 ( 2 0 1 4 ) 0 1 - 0 1 5 7 0 3 1 引言2 场地条件及施工方案 湿陷性黄土地区建筑规范( G B5 0 0 2 5 - - 2 0 0 4 ) 1 】首次将 辽宁阜新、朝阳地区列入黄土边缘地区。我国对于辽西地区黄 土的研究比较少，在我省尚无成熟的经验，其物理力学性质研 究对我省的工程建设有着重要的意义。 强夯法是法国M e n a r d 技术公司于1 9 6 9 年首创的- r e 地基加固方法，是将一定重量的重锤以一定落距夯击地基，从 而提高地基强度、消除黄土湿陷性等作用，其优点为施工简 单、效率高、工期短、消除湿陷性的深度较大，缺点是振动和噪 声较大 4 】。本文通过对朝阳地区工程实例的研究，探讨强夯法 处理湿陷性黄土地基后的效果，为辽西地区湿陷性黄土地基 处理提供了参考。 【作者简介】赵中华( 1 9 7 8 一) ，女，辽亍铁岭人，讲师，从事岩土工程 教学与研究，( 电子信箱) z z h 6 15 16 3 c o m 。 本次研究在朝阳湿陷性黄土地区进行，本场地具有I I I 级非自重湿陷性，局部具自重湿陷性，黄土状粉质黏土发 育，呈黄色，厚度一般在4 1 2 m ，具有表层土质、垂直裂隙及 大孔隙发育等黄土特征，且含有水平条带状碎石或砾石，多为 次生黄土。根据地质勘察和试验结果进行统计，该场地黄土的 最大干密度为1 8 8 9 c m 3 , 最佳含水量为1 3 6 。黄土湿陷性的 存在，对工程具有严重的影响，进行湿陷性黄土处理很有必 要。 本工程经专家论证采用强夯法进行处理，施工方案为：采 用点夯2 遍，夯击点按间距4 m 的正方形布置( 见图1 ) 。第一遍 夯击间距8 m ，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。锤重 1 0 3 6 t ，落距9 6 m ，单击夯击能为l0 0 0 k N m 。每次夯击都在 表面取4 点，测量并记录。用水准仪观测夯击点沉降量，最后 两击平均夯沉量不大于5 c m 即停止夯击。 15 7 万方数据 l 工程建设与设计 C o t u t r u c t i o n & 执s H 恳r 脚e c t 3 m p 蜘尊 4 m 邕吒j矗 l 、( 耍：延： ； r 媾：遁j：秘理 ；弯 g，缈 、i hL 图1 夯击点布置 3 强夯法试验结果分析 3 1 击数与夯沉量的关系 本次强夯法试验包括单点夯击次数6 击、8 击、1 0 击三组 试验，从图2 可以看出：总夯沉量随夯击次数的增加而增加， 夯击次数多，累计夯沉量大。每击夯沉量随夯击次数的增加而 减少，说明土层随夯击次数的增加而逐步加密。从单击夯沉量 来说，第1 击夯沉量最大，第2 、3 、4 、5 击夯沉量逐渐减少，至 第6 击夯沉量减少至5 c m 以下，第7 、8 、9 、1 0 击夯沉量继续减 少，平均第8 击、第9 击、第l o 击的单击夯沉量分别为3 9 c m 、 3 9 c m 和3 8 c m 。 O 8 0 - 7 o 6 理o 5 磁 。2 吼： 慧 m _ | 二j j 雀静雩j誊i 酾 囊 i 、 i ，r 。毳二鬻一掣 q 鬻冀_ 二犷二盎鬻曩譬 1 I 莓矿_ 翻謦“董j 一蠢薯。鼍嘲q ”：爹、ii 鬻i 习 孵 n i i 二i ；_ ；1 黧。 ； 1234567891 0 击数击 同 点位j 点位3 L 毒啦一 图2 夯击能为1 0 0 0 k N m 时不同击数的夯沉量曲线 按照规范湿陷性黄土地区建筑规范( G B5 0 0 2 5 2 0 0 4 ) ，满足强夯地基处理需达到最后两击沉降量小于5 c m 的 要求，夯击能为1 0 0 0 k N m 强夯的最小单点夯击次数应为7 击，鉴于试验与实际施工的区别，建议最小单点夯击次数采用 1 0 击。 3 2 各物理力学指标与击数的关系 影响黄土湿陷性的因素很多，主要包括干密度、孔隙比、 压缩模量等，通过各物理力学指标与击数的关系，分析强夯法 处理效果。 3 2 1 干密度的对比 15 8 由图3 可以看出，6 m 深范围内的土体的干密度均有了不 同程度的提高，3 4 m 深范围内干密度提高程度尤为显著。当 击数为1 0 击时，处理效果最为明显，而且干密度沿深度变化 比较均匀，从上到下逐渐减小。 6 5 4 董 世 送3 2 1 衢1 1 5 51 1 衢1 7 01 7 5 干密度( g c m 3 ) 图3 试验前后干密度变化曲线 3 2 2 孑L 隙比的对比 由图4 可知，6 m 深度范围内，土体的孔隙比均有所减小。 当击数为1 0 击时，处理效果最为明显，孔隙比沿深度变化比 较均匀，由夯前的o 8 左右减小至夯后的0 5 0 6 5 。 图4 试验前后子L 隙比变化曲线 3 2 3 压缩模量的对比 压缩模量是确定地基容许承载力和计算地基变形的主要 力学指标。由图5 可以看出，除了几个异常点外，6 m 深度范围 内夯后压缩模量较夯前均有较大程度的提高，当击数为8 击 时，处理效果最为明显，处理前的压缩模量只有5 3 9 M P a ，而 处理后大都是在I O M P a 以上。 3 2 4 湿陷系数的对比 根据湿陷性黄土地区建筑规范规定，黄土的湿陷性应 按室内压缩试验，在一定压力下测定的湿陷系数值判定，当湿 陷系数值等于或大于0 0 1 5 时，应定为湿陷性黄土1 5 。 万方数据 E 型 送 5 1 5 ，891 0 1 11z1 )1 日1 压缩模量M P a 图5 试验前后压缩模量变化曲线 当击数为6 击时，6 m 深范围内，夯后土体的湿陷系数有 明显的减小，但大都是大于0 0 1 5 ，不能满足消除湿陷性的要 求；击数为8 击和1 0 击时，夯后土体的湿陷系数大都小于 0 0 1 5 ，由图6 可以看出，击数为1 0 击时，处理的效果明显，完 全消除了湿陷性。 E 型 殛 工程施工技术I C o r * s t n u ：t i n n T e c h n o l o g y 4 结论 1 ) 无论强夯试验的夯击能大小、单点夯击数多少，总能消 除一定深度内的黄土湿陷性，也就是说，采用强夯法处治黄土 湿陷性有效，效果明显。 2 ) 在辽宁朝阳地区的黄土条件下和工地现有设备条件 下，采用强夯法处治黄土湿陷性，满足按现有试验场地和试验 设备条件，强夯试验中满足规范规定的“强夯最后两击的平均 夯沉量不宜大于5 c m ”的要求，最小的单点夯击次数应为1 0 击。 3 ) 研究结果表明：各物理力学指标和击数的关系，当击数 为l O 击时，处理效果最为明显，干密度沿深度变化比较均匀， 从上到下逐渐减小，孔隙比沿深度变4 t b t 较均匀，由夯前的 0 8 左右减小至夯后的0 5 0 6 5 ，夯后压缩模量较夯前均有较 大程度的提高，处理后大都是在1 0 M P a 以上。夯届土嫩拗显陷系 数犬酗J 、于0 0 1 5 ，处理的孜舜珀月显，完全的消除了湿陷性。，黔 【参考文献】 【1 】G B5 0 0 2 5 - - 2 0 0 4 湿陷性黄土地区建筑规范 s 】 【2 】谢定义试论我国黄土力学研究中的若干新趋向 J 】岩土工程学 报。2 0 0 1 ( 2 ) ：1 1 2 【3 】夏世龙，等强夯法在湿陷性黄土地基中的应用 J 】施工技术，2 0 1l ( 2 ) ：6 3 6 5 【4 】龚晓南地基处理手册 K 】北京：中国建筑工业出版社，2 0 0 8 【5 】陈希哲土力学地基基础 1 咽北京：清华大学出版社，2 0 1 1 图6 试验前后湿陷系