强夯处理地基工程施工质量检测和研究

'强夯处理地基工程施工质量检测和研究　　【摘要】强夯法常用来加固碎石土、砂土、非饱和粘性土、杂填土地、湿陷性黄土等类地基基础。本文介绍了强夯地基处理措施，探讨了强夯效果的检测数量与方法。【关键字】强夯地基处理检测质量中图分类号：TU47文献标识码：A文章编号：一、前言强夯法适用于处理碎石、砂土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等承载力较低地基。该方法是利用夯击时产生的冲击波和动应力对土体作用的结果。强夯法产生的冲击波按其在土中的传播和对土的作用特征可分为体积波和界面波，体积波包括：压缩波和剪切波。从夯击点向地基深处传播的体积波，可将砂、碎石等挤填到饱和软土层中，置换原饱和软土，形成“桩柱”。界面波从夯击点沿地表传播，对地基不起加固作用，而使地基表面松动。强夯产生的动应力使土体产生塑性变形，破坏土的结构，从而达到排水固结的作用。二、强夯效果的检测数量与方法（1）重型动力触探试验7 现成使用XY-1型工程钻孔，采用重型动力触探头，穿心锤重63.5kg，自由落距76cm，整个地基处理场地内均匀布置。在夯前、夯后布置6个检测点以评价地基土均匀性，并评价填土的承载力。(2)土工取样试验现场使用XY-1型工程钻机，采用φ110钻具开孔，在设计处理深度范围内进行取芯钻进。在钻孔中采用重锤击入法采取原状土芯样送试验室进行土工试验。测试指标主要有地基土的压缩模量、天然含水量、孔隙比、比重、抗剪强度及浅层土的渗透系数等指标。取土样孔主要布置于独立基础部分。(3)平板载荷试验现场采用1.5×1.5m2压板，慢速维持荷载法，千斤顶分级加荷，压板埋置深度在设计基础底板下约0.10m，在荷载板上对称安置四个百分表观察地基土沉降量及各级荷载相对稳定情况。静载点主要均匀布置地基处理场地进行载荷试验，评价夯后地基的承载力。三、工程实例质量检测与分析1、试验概况某工程项目强夯处理面积约为10.3万m²，竖向有效处理深度为场坪交工面标高以下9.07 m左右，强夯交工面标高为场坪设计标高以下1.5m，开挖至场坪设计标高以下1.0m作为强夯工作面，预估夯沉量50cm，强夯地基处理计划采用LHQ50T（4000kN•m夯击能）液压强夯机进行点夯，夯点间距4.0m，点夯两遍，正方形布置，点夯夯击次数按照设计要求和试验结果确定；点夯完成后，夯击能1500kN•m满夯1遍，每遍2击，夯锤直径2.5m，夯点间距2.15×2.15，梅花形布置，夯击完成后，用推土机推平并压实。2.1施工过程及质量控制监（检）测（1）夯沉量监测用水准仪和标尺，在施工过程中监测每击夯沉量，并计算累计夯沉量，并绘制出累计夯沉量与夯击数的关系曲线。（2）地面测量在强夯之前和之后，测量地面标高，计算地面夯沉量。（3）地面隆起测量当发现强夯过程中地面有明显隆起时，应选夯坑直径某一延线方向按1.0m间隔测量地面隆起量。（4）振动监测场区西侧石油管道，根据需要布置强夯振动影响监测点，监测项目为振动速度，测点布置在管道表面。振动速度监测控制值应小于3cm/sec。2.2动力触探在强夯施工前后，对场地进行动力触探原位试验，记录贯入量和击数的关系。通过对比强夯前后试验曲线，确定强夯的有效影响深度。7 通过对深云车辆段场坪杂填土（基本为中、粗砂土）处理后地基进行重型动力触探试验，可以得出以下结果：1、1＃、4＃、5＃测点重型动力触探击数N63.5在0.0～3.0m之间的平均值均在3.1击以下，可见该地基承载力在0.0～3.0m之间的特征值小于120kPa；在3.0～10.0m之间的平均值均在3.1击以上，可见该地基承载力在3.0～10.0m之间的特征值大于120kPa。2、2＃、3＃测点重型动力触探击数N63.5在0.0～2.0m之间的平均值均在3.1击以下，可见该地基承载力在0.0～2.0m之间的特征值小于120kPa；在2.0～10.0m之间的平均值均在3.1击以上，可见该地基承载力在2.0～10.0m之间的特征值大于120kPa。3、6＃测点重型动力触探击数N63.5在0.0～1.0m之间的平均值均在3.1击以下，可见该地基承载力在0.0～1.0m之间的特征值小于120kPa；在1.0～10.0m之间的平均值均在3.1击以上，可见该地基承载力在1.0～10.0m之间的特征值大于120kP。2.3土工取芯检测强夯前后通过XY-1型工程钻机取芯，土芯样直径110mm，抽样2点。通过土工试验对比天然含水率、界限含水率、比重、地基土的压缩模量、孔隙比等指标，取得实测强夯处理结果。7 2.4平板静载荷试验试验在夯后14d进行，压板规格为方形(1.5m)、厚50mm的钢板，共进行3个点的试验。试验时挖至基础底标高，压板下铺设约50mm-100mm厚的中细砂做为找平层。试验采用堆载反力装置，使用一个320t千斤顶作为反力加载设备，荷载测量用0.4级精密压力表；正交直径方向对称安置4个大行程百分表，固定和支撑百分表的夹具和基准杆在构造上确保不受气温影响发生竖向变形，试桩、压重平台支墩边和基准桩之间的中心距离满足规范要求。试验时用油压千斤顶分级加载。(1)试验加载方法。试验按最大加载值分l0级加载。每级荷载施加后，间隔5min，10min，10min，15min，15min测读一次沉降，以后间隔30mm测读一次沉降，当连续三个30min沉降量不大于0．1mm，认为沉降达到相对稳定，施加下一级荷载。直至地基土已显现破坏特征(沉降量急剧加大，承压板周围的士明显侧向挤出或隆起)或达到设计要求荷载值的2．5倍。卸荷按2倍分级加载值进行，直至卸载至零为止。7 （2)试验结果。试验承载力按如下原则确定：当“Q—s”曲线有明显的比例极限时，而且其值不小于对应比例界限的2倍时，取比例极限，否则取极限荷载的一半；当“Q—s”曲线平缓时，取S／b=0．01(S为沉降量，b为承压板直径)所对应的荷载值作为地基承载力值。变形模量根据：EO=IO(1一u2)Pd／s计算，式中IO为刚性承压板的形状系数，P为P—S曲线线性段的压力(kPa)；S为P对应的沉降(mm)；d为承压板直径，u为泊松比。本次试验的2个点在最大试验荷载下的沉降量分别为36．23mm，46．87mm。从预压情况看，1号点预压沉降达到8mm，2号点预压沉降达到9mm，预压沉降都偏大。反映“荷载一沉降”特征的“Q—S”曲线呈倾斜或倾斜缓变状，均无明显陡降段；反映“沉降时间”关系的“S—lgt”曲线呈平行或基本平行规则排列。试验的2个点在最大试验荷载下均未达到极限状态。根据试验资料可知，1号点“Q—S”曲线上比例界限荷载为160kN，所对应的沉降值为11．31mm。经计算，地基承载力特征值fak=160kPa，E0=l0．34MPa；2号点“Q—S”曲线上比例界限荷载为160kN，所对应的沉降值为14．27mm。经计算，地基承载力特征值fak=160kPa，Eo=8．19MPa。3、检测结论及分析7 经过强夯处理以后，地基承载力特征值能够满足要求，上部荷载小，稳定性好；机械投入少，减少了大型机械的投入量；表层土体的密实度稍差，沉降较大。经检查发现，施工过程中省略了用推土机碾压的工序。建议加大对表层土的处理力度；鉴于地基局部存在不均匀现象，建议置换材料应作相应针对性选择，充分考虑材料的性能稳定性。控制填料的含泥量和材料的粒径；平板载荷试验最终结果能够直观地反映强夯后地基土的沉降特征和承载特性，为工程验收提供可靠数据，因此应成为强夯置换复合地基质量检测的首选方法。【参考文献】[1]叶兴永．填石强夯处理软弱粉土地基试验研究．地基处理．2006，12。[2]周向国，影响强夯法有效加固深度的因素与计算方法[J]，路基工程，2007，4。7'