郭训平

(中国水电十五局第二工程公司，陕西 西安 710016)



弱含水次生黄土湿陷性消除技术研究

郭训平

(中国水电十五局第二工程公司，陕西 西安 710016)

新疆伊犁河北岸干渠工程位于伊宁市西北部的北山坡，该段表层粉土多来源北部丘陵区的黄土，属次生黄土，具有湿陷性。为了渠道后期运行安全，须对该段地基进行湿陷性消除处理，主要对强夯法处理湿陷性黄土的方案进行试验论证，针对不同厚度湿陷性，拟定不同的夯击能，通过试验数据分析，判定强夯处理方法的可行性，并确定适用于本工程的强夯处理参数，指导后续强夯施工。

次生黄土；湿陷性；强夯；夯击能

新疆伊犁河北岸干渠工程位于伊宁市西北部的北山坡，该段湿陷性土大部分为第四系更新统～全新统冲洪积(Q3～4al+pl)的低液限粉土、含砂质低液限粉土，少部分为粉土质砂，属次生黄土，多分布于各冲沟沟底及两岸斜坡上，沟底厚度10～20 m，两岸斜坡厚度5～10 m。该段粉土多具有湿陷性，有非自重湿陷，也有自重湿陷。轻微湿陷性下限多位于地表下5～7 m，局部达11 m；中等湿陷性下限多位于地表以下2～3 m，少部分为地表下4～5 m，局部达9.5 m。土层含水很低，含水区间基本为7%～2%，约往下含水越低。

1　强夯试验参数设计

1.1强夯试验内容

强夯试验内容包括拟定试夯区个数及位置、试夯区划分及大小、试夯区强夯施工、夯前原状土取样要求及物理力学指标(干密度、湿陷系数、含水率)检测、试夯振动监测试验、夯后土样取样要求及物理力学指标(干密度、湿陷系数)检测。

1.2强夯试夯参数

强夯试夯区面积20 m×20 m，即400 m2。采用强夯法进行处理，不同湿陷性土厚度采用的夯击能见表1。不同夯击能处理不同厚度湿陷性土层时，均要求消除土层内土样的湿陷性，即湿陷性系数δs≤0.015。

表1　强夯试验参数特性表

1.3强夯检测项目及要求

强夯检测项目分为一般项目和主控项目。

1)一般项目要求，见表2。

2)主控项目

(1)渠堤基础土样干密度不小于1.55 g/cm3(密度作为参考)；

(2)土层湿陷系数小于0.015；

(3)强夯处理深度为4～7 m不等；

(4)夯击能点夯为7 000 kN·m和5 000 kN·m，满夯2 000 kN·m；

(5)夯点采用正方形布置，间距7.5 m×7.5 m；

1.4强夯施工技术要求

1)夯点间距

点夯正方型布置，夯点中心距7.5×7.5 m，第二遍点夯布置于第一遍点夯夯点之间。满夯夯击是点与点之间搭接1/4锤径。

2)夯击次数

根据规范要求，最后两击平均夯沉量：当单击夯击能为4 000～6 000 kN·m时为100 mm；当单击夯击能大于6 000 kN·m时为200 mm。

3)间歇时间

根据《强夯地基处理技术规程》相关规定，第一遍点夯完成后间歇2～3 d，再进行第二遍点夯，第一遍点夯完成后间歇2～3 d，再进行满夯一遍，也可通过强夯试验验证采取连续夯击，不需要时间间隔。

4)探坑数量及取样深度

1#试夯区布置探坑不少于2个，各探坑间距10 m左右，2个点均布置在夯点之外，两夯点之间；

2#试夯区布置探坑不少于3个，三角形布置，各探坑间距10 m左右，1个探坑布置于即将夯击的夯点上(或附近)，另2个点布置在夯点之外；

每个探坑取样深度为整个湿陷土层(按设计图纸确定)，并深入非湿陷土层1 m，沿垂直方向每隔1.0 m取原状样1组，分别通过室内土工试验测定土样干密度、湿陷系数、含水率。

表2　一般项目检验标准表

2　强夯施工方法

2.1施工流程

强夯施工流程见图1。

图1　强夯施工流程图

2.2施工方法

1)测量放线

先由测量人员将场地边线及各区分界线以木桩、白灰标出。

图2　夯点夯序布置图

2)清理及平整场地

为保证强夯质量，强夯施工前，首先清除场地内的植耕土、植物根系、污染物及有机物质；然后，当基底坡度小于20%时采用推土机进行场地平整密实。当基底坡度大于20%时，采用推土机及1.2 m3液压反铲整平基底，使其成为高宽比为1:2的若干台阶(每级台阶高1 m)，台阶宽度不大于12 m。

表3　强夯试验数据统计表

3)夯点布置

由各机组施工技术人员按每区夯

点间距以白灰标出待夯点，第一遍夯点的间距为7.5 m，正方形布置；第二遍夯点在第一遍四个相邻主夯点的中间插点，间距亦为7.5 m，正方形布置；夯点整体呈梅花形布置。满夯的夯印彼此搭接1/4。详见图2。

4)对布置好的待夯点进行夯击

强夯夯点中心位移偏差应小于50 mm，夯锤应保持垂直，倾斜度应不大于30°；当夯坑底倾斜大于20°时，应将坑底填平后再进行夯击，夯坑过深起锤困难时，应填料后再进行夯击，记录总夯沉量及最后两次夯沉量之差，最后两击的平均夯沉量(7 000 kN·m)不大于20 cm，(5 000 kN·m)不大于10 cm。

5)重复(2)～(3)步骤进行第1、2序点夯。

6)每一区点夯结束等够设计间歇时间后，推土机将该已点夯区推平，然后进行满夯。

7)满夯后由推土机将场地进行整平，满足间歇时间后，试验人员进行取样检测。

3　夯前夯后检测数据统计

夯后检测数据共42组，1#夯区采用夯击能为5 000 kN·m，夯点间距分别为7.5 m，梅花形布置；2#夯区采用夯击能为7 000 kN·m，夯点间距分别为7.5 m，梅花形布置。满夯夯击能为2 000 kN·m。夯后具体检测数据见表3。

4　分析结论

(1)经试夯试验而采取相应的施工工艺(如夯击能、夯距、夯击遍数及击数等)是合适的，土体的湿陷性均已消除，且处理效果较好。

(2)从夯后检测数据可知，土层含水率较低，但采取加大夯击能的干夯措施，土体湿陷性均已消除。

5　结语

按照强夯设计参数及技术要求，经强夯试验数据检测分析，采用大夯击能强夯法处理低含水次生黄土湿陷性的方案可行。目前该工程强夯施工基本完成，经检测湿陷性已全部消除，效果良好。此外，强夯法与翻填法处理湿陷性相比较，强夯法费用低，速度快。大夯击能强夯法处理低含水次生黄土湿陷性的方法对类似工程也具有一定的参考价值，值得推广。

2016-03-14

郭训平(1980-)，男，陕西富平人，高级工程师，主要从事混凝土工程工作。

P642.13+1

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1004-1184(2016)04-0054-02