于建華++唐文

摘 要：通過(guò)對(duì)中鋁固原煤電鋁一體化項(xiàng)目自備電廠強(qiáng)夯地基處理試驗(yàn)區(qū)檢測(cè)，對(duì)強(qiáng)夯地基處理前后的地基的穩(wěn)定性、濕陷性、承載力進(jìn)行了評(píng)價(jià)，提出了檢查結(jié)論和有關(guān)巖土參數(shù)。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯地基 濕陷性黃土 土工實(shí)驗(yàn) 靜載荷試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）11（c）-0106-02

1 強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基的加固機(jī)理及影響因素

濕陷性黃土地基處理的常用方法有墊層、重錘夯實(shí)、強(qiáng)夯、土（或灰土）樁擠密和深層孔內(nèi)夯擴(kuò)等，可以完全或部分消除地基的濕陷性，或采用樁基礎(chǔ)或深基礎(chǔ)穿透濕陷性黃土層，使建筑物基礎(chǔ)坐落在密實(shí)的非濕性土層上，保證建筑物的安全和正常使用。

強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基，是在重錘夯實(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種地基處理方法。其優(yōu)點(diǎn)為施工簡(jiǎn)單、效率高、工期短、經(jīng)濟(jì)性較好、對(duì)濕陷性黃土濕陷性消除的深度較大；缺點(diǎn)是振動(dòng)和噪音較大。我國(guó)目前在濕陷性黃土地區(qū)應(yīng)用強(qiáng)夯進(jìn)行地基處理，取得較成功的經(jīng)驗(yàn)，夯擊能量已超過(guò)12000 kN.m，強(qiáng)夯對(duì)濕陷性黃土土濕陷性的消除效果明顯，一般可達(dá)8～10 m。其對(duì)地基的影響深度按梅納公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：H為影響深度；Q為重錘，kN；h未落距，m；γ為修正系數(shù)，據(jù)不同條件（地質(zhì)、物理力學(xué)性能、孔隙率等）可取0.3～0.7 g為重力加速度。

2 擬建工程檢測(cè)概況

擬建的中鋁固原煤電鋁一體化項(xiàng)目自備電廠位于寧夏固原市，場(chǎng)區(qū)屬濕陷性黃土地區(qū)。設(shè)計(jì)采用強(qiáng)夯進(jìn)行地基處理，采用8000 kN·m的主夯點(diǎn)單擊夯擊能進(jìn)行試驗(yàn)，廠區(qū)濕陷性黃土厚度不小于10 m，強(qiáng)夯的處理深度，本次實(shí)驗(yàn)強(qiáng)夯處理深度按10 m考慮。預(yù)估處理后地基承載力特征值fak≥300 kPa。并檢測(cè)處理后地基土濕陷消除情況。強(qiáng)夯前進(jìn)行背景值檢測(cè)，并和強(qiáng)夯處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。該次強(qiáng)夯法地基處理試驗(yàn)區(qū)具體檢測(cè)方法有：平板靜載荷試驗(yàn)、擊實(shí)試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)、工程探井、土工實(shí)驗(yàn)。該文著重對(duì)擊實(shí)實(shí)驗(yàn)、平板靜載荷試驗(yàn)、土工實(shí)驗(yàn)及地基土濕陷性進(jìn)行對(duì)比分析。

3 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

3.1 地層巖性

地表下50 m以內(nèi)地層以第四系沖洪積黃土、粉土和粉質(zhì)粘土為主。根據(jù)地層的物理力學(xué)性質(zhì)，將該次勘測(cè)所揭露的地層自上而下分為五大層，分述如下：

（1）馬蘭黃土，褐黃色，稍密，稍濕，土質(zhì)均勻，含水量非常低，無(wú)搖震反應(yīng)，切面無(wú)光澤，干強(qiáng)度高，韌性低。該層土底板埋深一般為10.00～16.80 m，相應(yīng)標(biāo)高1652.35～1665.95 m，厚度一般為10.00～16.80 m，平均厚度12.77m。該層土浸水具有濕陷性。

（2）粉質(zhì)黏土，褐紅色，硬塑-堅(jiān)硬，稍濕，無(wú)搖震反應(yīng)，切面光滑，干強(qiáng)度高，韌性中等，土質(zhì)均勻。該層頂板埋深一般為12.00～16.80 m，相應(yīng)標(biāo)高1652.35～1665.95 m，底板埋深一般為14.00～19.50 m，相應(yīng)標(biāo)高1650.65～1663.85 m，厚度一般為1.70～3.00 m，平均厚度2.11 m。

（3）粉土，黃褐色，密實(shí)，稍濕，土質(zhì)均勻，無(wú)搖震反應(yīng)，切面無(wú)光澤，干強(qiáng)度中等，韌性低。該層頂板埋深一般為10.00～19.50 m，相應(yīng)標(biāo)高1650.65～1665.40 m，底板埋深一般為23.00～28.00 m，相應(yīng)標(biāo)高1645.00～1656.65 m，厚度一般為5.50～14.00 m，平均厚度10.05 m。不具有濕陷性。

（4）粉質(zhì)黏土，黃褐色，可塑，稍濕，無(wú)搖震反應(yīng)，切面光滑，干強(qiáng)度中等，韌性中等。該層頂板埋深一般為23.00～28.00 m，相應(yīng)標(biāo)高1645.00～1656.65 m，底板埋深一般為39.00～41.50 m，相應(yīng)標(biāo)高1630.50～1637.90 m，厚度一般為11.30-14.70 m，平均厚度13.38 m。

（5）粉土，黃褐色，密實(shí)，稍濕，土質(zhì)均勻，無(wú)搖震反應(yīng)，切面無(wú)光澤，干強(qiáng)度中等，韌性低。該層頂板埋深一般為39.00～41.50 m，相應(yīng)標(biāo)高1630.50～1637.90 m。該次勘測(cè)未揭穿該層。

3.2 場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

勘測(cè)期間主選廠址區(qū)地下水埋深一般為27.50～28.20 m，相應(yīng)標(biāo)高1643.80～1652.15 m。地下水類型為第四系孔隙潛水，主要接受大氣降水補(bǔ)給，年變幅約為0.50 m。

4 檢測(cè)概況

4.1 標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)

在一定的擊實(shí)功能作用下，能使填筑土達(dá)到最大密度所需的含水量稱為最優(yōu)含水量，與其相應(yīng)的干密度稱為最大干密度。該次試驗(yàn)為標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)。強(qiáng)夯前背景值檢測(cè)擊實(shí)試驗(yàn)土樣采自不同深度土層黃土經(jīng)拌合后土樣，取6個(gè)擊實(shí)樣，樣品為素土。送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)。由擊實(shí)試驗(yàn)得出最佳含水量11.8%，最大干密度1.765 g/cm3。

4.2 探井施工及土工試驗(yàn)

探井施工采用圓形開(kāi)口，機(jī)械沖擊開(kāi)挖，井口直徑0.5 m。Ⅰ級(jí)原狀土樣采用探井內(nèi)人工刻切塊狀土樣，蠟封，取樣間距1.0 m。采取的原狀土樣委托實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)區(qū)強(qiáng)夯前背景值檢測(cè)及強(qiáng)夯后檢測(cè)各布置探井3個(gè)，深度15 m，每隔1 m取原狀土樣，取樣在探井內(nèi)人工刻切土樣，送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行室內(nèi)壓縮試驗(yàn)。室內(nèi)土工試驗(yàn)主要用于判斷測(cè)定土的含水量、密度、液限、塑限、濕陷系數(shù)、壓縮模量及抗剪強(qiáng)度等。具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

4.3 平板靜載荷試驗(yàn)

試驗(yàn)采用慢速維持荷載法?，F(xiàn)場(chǎng)共做3個(gè)點(diǎn)的單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)點(diǎn)位在強(qiáng)夯后試驗(yàn)區(qū)均勻分布。靜載荷試驗(yàn)承壓板為圓形，面積為2.0 m2，承壓板直徑1.60 m。

試驗(yàn)采用等量分級(jí)加載，依照有關(guān)規(guī)范，加荷級(jí)別定為10級(jí)，每級(jí)加荷值為60 kPa。試驗(yàn)時(shí)首級(jí)加荷值為60 kPa，終止荷載為600 kPa（見(jiàn)表2）。endprint

5 檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)

5.1 黃土濕陷性評(píng)價(jià)

依據(jù)中國(guó)濕陷性黃土工程地質(zhì)分區(qū)略圖，固原地區(qū)屬Ⅱ區(qū)，濕陷量計(jì)算表有關(guān)參數(shù)也按Ⅱ區(qū)選用。根據(jù)試驗(yàn)資料并依據(jù)規(guī)范中的計(jì)算公式（1.5-6.5m取1.56.5-10.5m取1.0，，取1.2）計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

從以上數(shù)據(jù)看出，試驗(yàn)區(qū)強(qiáng)夯前15.0 m深度范圍內(nèi)自重濕陷量小于196.80 mm，總濕陷量在496.10～591.50 mm之間，強(qiáng)夯處理前地基土屬于Ⅲ級(jí)（嚴(yán)重）自重濕陷場(chǎng)地。試驗(yàn)區(qū)強(qiáng)夯后15.0 m深度范圍內(nèi)自重濕陷量為0.0 mm，總濕陷量在31.0～87.50 mm之間，處理后地基土屬于非自重輕微濕陷場(chǎng)地。

5.2 土工試驗(yàn)分析

從土工試驗(yàn)資料反映出，濕陷性黃土在強(qiáng)夯地基處理后抗剪強(qiáng)度、壓縮兩項(xiàng)指標(biāo)均有明顯的提高，孔隙比大幅下降，明顯降低地基的壓縮變形。

5.3 平板靜載荷試驗(yàn)分析

根據(jù)資料分析，該次靜載試驗(yàn)點(diǎn)各P-S曲線均為平緩光滑曲線，比列界限不明顯。1#靜載荷試驗(yàn)點(diǎn)按相對(duì)變形值確定承載力特征值fak=290 kPa；2#、3#靜載荷試驗(yàn)點(diǎn)最大加荷值為600 kPa，安全系數(shù)取2，則2#、3#靜載荷試驗(yàn)點(diǎn)承載力特征值fak≥300kPa。

6 檢測(cè)結(jié)論

（1）由平板靜載荷試驗(yàn)確定：1#靜載荷試驗(yàn)點(diǎn)承載力特征值fak=290 kPa；2#、3#靜載荷試驗(yàn)點(diǎn)承載力特征值fak≥300 kPa?？紤]到強(qiáng)夯地基處理施工的特點(diǎn)，建議在設(shè)計(jì)時(shí)強(qiáng)夯處理后地基承載力特征值不宜大于290 kPa。

（2）試驗(yàn)區(qū)強(qiáng)夯前15.0 m深度范圍內(nèi)自重濕陷量為196.80 mm，總濕陷量在496.10～591.50 mm之間，強(qiáng)夯處理前地基土屬于Ⅲ級(jí)（嚴(yán)重）自重濕陷場(chǎng)地。試驗(yàn)區(qū)強(qiáng)夯后15.0 m深度范圍內(nèi)自重濕陷量為0.0 mm，總濕陷量在31.0～87.50 mm之間，處理后地基土屬于非自重輕微濕陷場(chǎng)地，該試驗(yàn)區(qū)經(jīng)強(qiáng)夯處理后消除濕陷效果良好。

（3）由標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)確定試驗(yàn)區(qū)地基土強(qiáng)夯前最大干密度平均值為1.765 g/cm3，最佳含水量平均值為11.8%。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭升寶.強(qiáng)夯法地基處理技術(shù)及工程實(shí)例分析[J].科技與企業(yè)，2012（10）：220.endprint