强夯加固湿陷性黄土地基及加固效果评价
一、强夯法加固湿陷性黄土地基
1、强夯技术参数的确定
通常情况下设计单位对于黄土地基处理的要求是消除黄土的湿陷性并提高地基土的强度。
一般根据黄土层的厚度决定取单击夯击能量,处理深度要求小于5米时,采用单击夯击能量为1000KN.m或1500KN.m;处理深度超过5米时,则采用单击夯击能量为3000KN.m。拍夯能量一般为单击夯击能量的一半。
强夯加固黄土地基采取逐点连续夯击方法施工。
对于黄土地基不同的强夯布点形式对于强夯的效果影响不大。
布点形式对强夯效果差异不大,关键在于夯间距的大小。夯间距过大或过小都会影响强夯效果,对于不同的地基土都有一个较优的夯间距,通常通过试夯取得夯间距。
夯后地基土的干容重和标贯击数明显增加,孔隙比明显减小。在加固深度内,上部土层夯点下的指标明显好于夯间,下部土层加固指标夯点和夯间差别不大,而夯间距的大小对其加固效果影响较大。
因此对于强夯法处理黄土地基设计比较简单,通常不用进行试夯,可以根据黄土层的厚度以及现行的有关规范直接进行强夯参数设计,如果要进行试夯仅确定最优夯间距即可。
2、强夯加固效果的检验
对于黄土地基为检验强夯加固的效果,往往分别进行强夯前、后的土工、标准贯入试验即可满足设计要求,特殊情况下需进行旁压及载荷对比试验,要求强夯前、后检测点的位置尽可能的接近。
某工程的强夯检测不仅采取了土工、标贯的方法,并采取了旁压试验和载荷试验的检测方法,代表性较强。夯前湿馅性黄土的极限承载力为123KPa,相应变形量为3mm。夯后地基土极限承载力达627KPa,按相应沉降量S/b≤0.015对应的压力为容许承载力时(b为载荷板宽度),可取地基承载力标准值为280KPa。
可以对该工程的强夯效果作如下评价:
(l)强夯前地基土湿陷系数平均值为0.048一0.041,属于中等湿陷性土。强夯后地基土湿陷系数平均值为0.0015一0.0043,在有效加固深度内地基土的湿陷性消除。
(2)强夯后地基土强度明显提高。4种手段测试结果表明,强夯效果显著。
(3)夯后地基土的各项物理力学指标在4米范围内有不同程度的提高和改善。
3、夯后地基土的承载力
强夯法加固黄土地基的加固深度在《建筑地基处理技术规范》(79一2002)中有专门的介绍,而对于夯后的地基承载力没有作出明确的规定。作者认为强夯处理黄土后地基承载力与夯击能存在着一定的关系。为此,在某工程试夯阶段,进行各能级单点夯施工后,分别采用静载荷试验测试处理后各夯点的承载力。试验的结果见表1。
表1夯击能级与夯点承载力
能级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
试验数量 3 2 3 1 2 2 2
从上表可以看出,在土层相同的情况下,随着单击强夯能量的增加夯点承载力逐渐增大,但承载力增加有减少的趋势。
鉴于目前大量强夯工程施工结束后静载荷试验检测位置多在满夯加固层里,为了建立强夯法处理黄土后的地基承载力与夯击能级的关系,利用收集到的载荷试验资料,通过回归分析,建立的经验公式为:
Fk=158.841n[E/(KN.m)]一903.75
式中:E为夯击能级
利用上述公式计算的强夯法处理黄土后承载力值较实际值偏高,但是仍对强夯法设计时选取施工参数,预测处理后承载力提高幅度值有一定的实际意义。
二、强夯加固湿陷性黄土地基的效果评价
1、强夯加固湿陷性黄土地基,施工技术参数的确定和工艺方法较简单,夯后地基承载力提高幅度大,消除湿陷性效果明显。
2、根据强夯加固湿陷性黄土的资料统计,加固深度以Menard公式来计算,修正系数可取0.3-0.4。
3、因山东地区多为非饱和湿陷性黄土,在工艺上一般不需要考虑孔隙水压力消散问题。黄土地基工程强夯施工过程中通过应变式的孔隙水压力盒观测到的孔隙水压力随时间的变化曲线。表明强夯前和强夯后孔隙水压力基本无增量变化。据此可认为,对非饱和的湿陷性黄土,强夯时可不考虑孔隙水压力的影响。也就是说在进行非饱和黄土地基强夯处理的设计时,没有必要考虑地下水的影响。
4、夯后的检测方法相对简单,多以标贯和土工试验为主。
5、影响强夯法处理黄土地基加固深度的主要因素是夯间距,因此在进行试夯时主要以夯间距对比为主。
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