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[摘要] 随着我国建筑行业发展脚步的不断加快,对于不同地基的处理方法也得到了相关部门的高度重视。强夯法作为湿陷性黄土地基处理的有效方法,不仅具有施工方便、经济效益显著等优点,而且还能够地基的加固起到有效的作用。因此,这种方法在湿陷性黄土地基处理中得到了广泛应用。本文主要是强夯法进行简要介绍,并在此基础上分析强夯法在湿陷性黄土地基处理中的具体应用,以此来为今后湿陷性黄土地基的处理提供一定的参考依据。
[关键字] 强夯法 湿陷性黄土 地基处理
[中图分类号]TU475+.3 [文献码]B [文章编号] 1000-405X(2013)-1-221-1
湿陷性黄土在我国中西部地区大面积分布,给该地区的建筑工程项目的建设带来了很大的施工难度,由于湿陷性黄土在一定的压力或自重压力下,受到水浸湿之后,会严重破坏到其土体结构,从而降低地基的强度和稳定性。因此,如果想要从根本上提高路基的强度和稳定性,确保工程质量,那么就必须采取一定的方法对湿陷性黄土地基进行处理。目前,处理湿陷性黄土地基的方法主要包括强夯法、换填法、挤密桩以及预浸水处理等。在这些方法中,最佳的处理方法就是强夯法。
1 强夯法概述
强夯法指的是为了从根本上提高软弱地基的承载力,采用重锤自一定高度下落夯击土层的方法,使地基迅速固结。这种方法主要用于砂性土、非饱和粘性土以及杂填土等地基土的夯实工作中,具有良好的效果。
1.1 强夯法的发展概述
我国开始引进强夯技术是在1975年,经过三年时间的优化和完善,在1978年已经开始对软土进行强夯试验研究,并且得到了初步的成功。自此之后,利用强夯法来对软土地基进行加固便在我国建筑工程施工中得到了广泛的应用和推广。据统计,到目前为止,全面已经有十几个省市在数百项工程中都采用了这种加固方法来对地基土层进行加固。
1.2 强夯法技术的特点
强夯法自从发明以来,得到相关部门高度重视,对技术进行了不断的优化与完善,其自身所具有的特点也越来越明显,主要可以体现在以下几个方面:首先,这种方法适合各种类型土层的应用,不仅可以应用于各类砂性土、黄土以及人工填土的地基加固,而且还能够针对一些普通方法无法加固的大块碎石类土进行加固,在大多数工程中都得到了广泛应用。其次,这种方法的加固效果显著,能够明显提高地基承载力和压缩模量,并且还能够很好的消除湿陷性、膨胀性,防止振动液化;除此之外,强夯法技术的特点还包括施工机具简单、节省工程造价以及施工快捷等。
下面结合新疆乌鲁木齐雪莲山工程实例,介绍强夯法在湿陷性黄土地基中的应用。
2 工程概况
新疆乌鲁木齐雪莲山工程位于乌鲁木齐市水磨沟区,西北紧邻维斯特滑雪场。场区地势:整体地势南高北低,西高东低,地形高差较大,地处丘陵地带,区域内高低不平。该场地地基土主要为非自重-自重湿陷性黄土,具Ⅰ级(轻微)-III级(严重)湿陷性黄土地基。因该场地地基土达不到设计要求,因此根据《湿陷性黄土地区建筑规范》的规定和本地区的工程经验采取强夯地基处理。
3 强夯施工参数的确定
利用强夯法来对湿陷性地基进行加固的时候,要根据工程的实际情况来对各项参数进行具体设定,这些参数主要包括加固的深度、单位夯击能、强夯落距、夯击的次数以及夯点的位置等,在施工之前都要对其进行合理的确定。
3.1 加固的深度和单位夯击能的确定
加固深度指的是在对地基土进行强夯处理之后,与原来地基土相比强度提高和压缩性降低的程度以及消除湿陷性,其加固效果均达到或者是超过进行加固所要求的最低值的土层深度范围。新疆乌鲁木齐雪莲山工程要求强夯处理深度5~6m,处理后的湿陷性系数不大于0.15。为此,根据新疆强夯经验并对试夯效果进行综合分析比较,选择适合该工程地质条件的强夯施工参数 。在过去的工程施工中,工作人员在对有效加固深度进行确定的时候,通常采用Menards公式来完成确定工作,并且起到了很大的作用。该工程根据Menards公式并结合设计处理深度、施工机械及特殊因素,单击夯能采用4000kN·m,满夯采用2000kN·m。
3.2 强夯落距与夯击次数的确定
在强夯地基处理过程中,强夯落距的确定与单击夯击能有直接的关系,而夯击的次数则与工程地基的实际情况和工程的具有要求有直接关系。因此,在对强夯落距与夯击次数进行确定的时候,应该充分结合工程实际,合理对强夯落距与夯击次数进行确定。该工程施工机械采用25t或30t履带式起重机,并配有卷扬和龙门支架,夯锤锤底直径2.5m。强夯落距为14m-16m,夯击数及夯击遍数根据单点最后两击夯沉量小于5cm的原则,确定单点夯击8击,夯击遍数采取两夯一平及最后一遍满夯。
3.3 夯点的位置
夯击点位置的确定可根据工程结构类型,采用等边三角形、等腰三角形或正方形。而夯點间距的确定,应根据地基土的性质和处理深度而定。夯点间距可取夯锤直径的2.5-3.5倍。该工程夯点布置采用正方形布置,夯点间距为5.0m,各夯区外侧边缘以夯锤外缘和夯区外缘平齐为准,夯区外侧夯点间距可做小范围调整。满夯时相邻夯点彼此搭接1/4。
4 强夯处理的检测与效果
为了能够确保湿陷性地基处理的效果能够满足工程的具体需求,在施工处理完成之后,工作人员应该对处理之后的地基进行必要的检测工作。在对湿陷性地基处理进行检测的内容通常包括载荷试验、标准贯入试验、室内土工试验等几项内容。新疆乌鲁木齐雪莲山工程根据有关技术标准的要求,结合本场地黄土状粉土的实际情况,我们采用载荷试验、标准贯入试验、室内土工试验三种方法检验强夯质量。根据载荷试验,强夯后地基承载力特征值fak≥180kPa;根据室内土工试验,强夯后粉土的湿陷性系数均小于0.15;满足设计要求。
5 结语
综上所述,随着我国中西部建筑工程建设发展脚步的不断加快,对湿陷性黄土地基的有效处理也成为了相关工作人员所面临的一项重大课题。强夯法的应用不仅解决了由于湿陷性黄土地基带来的工程地基不够稳定的问题,而且在很大程度上节约了工程的施工成本,给工程带来了显著的经济效益。在今后的时间里,工作人员应该在原有技术的基础上,对强夯法进行不断优化与完善,从而将其作用更好的在湿陷性黄土地基处理中发挥出来。
参考文献
[1]石成达.浅谈强夯法在湿陷性黄土地区地基处理中的应用[J].《城市建设理论研究》.2011(29).
[2]郑翔.强夯法在处理湿陷性黄土地基中的应用研究[D].《西安建筑科技大学》.2007.
[3]周春雨.强夯法在湿陷性黄土地基处理中的应用[J].《交通科技与经济》.2007(05).
[4]徐敏生,张卫超,刘东海.强夯法处理湿陷性黄土地基的探讨[J].《山西建筑》.2005(07).
[关键字] 强夯法 湿陷性黄土 地基处理
[中图分类号]TU475+.3 [文献码]B [文章编号] 1000-405X(2013)-1-221-1
湿陷性黄土在我国中西部地区大面积分布,给该地区的建筑工程项目的建设带来了很大的施工难度,由于湿陷性黄土在一定的压力或自重压力下,受到水浸湿之后,会严重破坏到其土体结构,从而降低地基的强度和稳定性。因此,如果想要从根本上提高路基的强度和稳定性,确保工程质量,那么就必须采取一定的方法对湿陷性黄土地基进行处理。目前,处理湿陷性黄土地基的方法主要包括强夯法、换填法、挤密桩以及预浸水处理等。在这些方法中,最佳的处理方法就是强夯法。
1 强夯法概述
强夯法指的是为了从根本上提高软弱地基的承载力,采用重锤自一定高度下落夯击土层的方法,使地基迅速固结。这种方法主要用于砂性土、非饱和粘性土以及杂填土等地基土的夯实工作中,具有良好的效果。
1.1 强夯法的发展概述
我国开始引进强夯技术是在1975年,经过三年时间的优化和完善,在1978年已经开始对软土进行强夯试验研究,并且得到了初步的成功。自此之后,利用强夯法来对软土地基进行加固便在我国建筑工程施工中得到了广泛的应用和推广。据统计,到目前为止,全面已经有十几个省市在数百项工程中都采用了这种加固方法来对地基土层进行加固。
1.2 强夯法技术的特点
强夯法自从发明以来,得到相关部门高度重视,对技术进行了不断的优化与完善,其自身所具有的特点也越来越明显,主要可以体现在以下几个方面:首先,这种方法适合各种类型土层的应用,不仅可以应用于各类砂性土、黄土以及人工填土的地基加固,而且还能够针对一些普通方法无法加固的大块碎石类土进行加固,在大多数工程中都得到了广泛应用。其次,这种方法的加固效果显著,能够明显提高地基承载力和压缩模量,并且还能够很好的消除湿陷性、膨胀性,防止振动液化;除此之外,强夯法技术的特点还包括施工机具简单、节省工程造价以及施工快捷等。
下面结合新疆乌鲁木齐雪莲山工程实例,介绍强夯法在湿陷性黄土地基中的应用。
2 工程概况
新疆乌鲁木齐雪莲山工程位于乌鲁木齐市水磨沟区,西北紧邻维斯特滑雪场。场区地势:整体地势南高北低,西高东低,地形高差较大,地处丘陵地带,区域内高低不平。该场地地基土主要为非自重-自重湿陷性黄土,具Ⅰ级(轻微)-III级(严重)湿陷性黄土地基。因该场地地基土达不到设计要求,因此根据《湿陷性黄土地区建筑规范》的规定和本地区的工程经验采取强夯地基处理。
3 强夯施工参数的确定
利用强夯法来对湿陷性地基进行加固的时候,要根据工程的实际情况来对各项参数进行具体设定,这些参数主要包括加固的深度、单位夯击能、强夯落距、夯击的次数以及夯点的位置等,在施工之前都要对其进行合理的确定。
3.1 加固的深度和单位夯击能的确定
加固深度指的是在对地基土进行强夯处理之后,与原来地基土相比强度提高和压缩性降低的程度以及消除湿陷性,其加固效果均达到或者是超过进行加固所要求的最低值的土层深度范围。新疆乌鲁木齐雪莲山工程要求强夯处理深度5~6m,处理后的湿陷性系数不大于0.15。为此,根据新疆强夯经验并对试夯效果进行综合分析比较,选择适合该工程地质条件的强夯施工参数 。在过去的工程施工中,工作人员在对有效加固深度进行确定的时候,通常采用Menards公式来完成确定工作,并且起到了很大的作用。该工程根据Menards公式并结合设计处理深度、施工机械及特殊因素,单击夯能采用4000kN·m,满夯采用2000kN·m。
3.2 强夯落距与夯击次数的确定
在强夯地基处理过程中,强夯落距的确定与单击夯击能有直接的关系,而夯击的次数则与工程地基的实际情况和工程的具有要求有直接关系。因此,在对强夯落距与夯击次数进行确定的时候,应该充分结合工程实际,合理对强夯落距与夯击次数进行确定。该工程施工机械采用25t或30t履带式起重机,并配有卷扬和龙门支架,夯锤锤底直径2.5m。强夯落距为14m-16m,夯击数及夯击遍数根据单点最后两击夯沉量小于5cm的原则,确定单点夯击8击,夯击遍数采取两夯一平及最后一遍满夯。
3.3 夯点的位置
夯击点位置的确定可根据工程结构类型,采用等边三角形、等腰三角形或正方形。而夯點间距的确定,应根据地基土的性质和处理深度而定。夯点间距可取夯锤直径的2.5-3.5倍。该工程夯点布置采用正方形布置,夯点间距为5.0m,各夯区外侧边缘以夯锤外缘和夯区外缘平齐为准,夯区外侧夯点间距可做小范围调整。满夯时相邻夯点彼此搭接1/4。
4 强夯处理的检测与效果
为了能够确保湿陷性地基处理的效果能够满足工程的具体需求,在施工处理完成之后,工作人员应该对处理之后的地基进行必要的检测工作。在对湿陷性地基处理进行检测的内容通常包括载荷试验、标准贯入试验、室内土工试验等几项内容。新疆乌鲁木齐雪莲山工程根据有关技术标准的要求,结合本场地黄土状粉土的实际情况,我们采用载荷试验、标准贯入试验、室内土工试验三种方法检验强夯质量。根据载荷试验,强夯后地基承载力特征值fak≥180kPa;根据室内土工试验,强夯后粉土的湿陷性系数均小于0.15;满足设计要求。
5 结语
综上所述,随着我国中西部建筑工程建设发展脚步的不断加快,对湿陷性黄土地基的有效处理也成为了相关工作人员所面临的一项重大课题。强夯法的应用不仅解决了由于湿陷性黄土地基带来的工程地基不够稳定的问题,而且在很大程度上节约了工程的施工成本,给工程带来了显著的经济效益。在今后的时间里,工作人员应该在原有技术的基础上,对强夯法进行不断优化与完善,从而将其作用更好的在湿陷性黄土地基处理中发挥出来。
参考文献
[1]石成达.浅谈强夯法在湿陷性黄土地区地基处理中的应用[J].《城市建设理论研究》.2011(29).
[2]郑翔.强夯法在处理湿陷性黄土地基中的应用研究[D].《西安建筑科技大学》.2007.
[3]周春雨.强夯法在湿陷性黄土地基处理中的应用[J].《交通科技与经济》.2007(05).
[4]徐敏生,张卫超,刘东海.强夯法处理湿陷性黄土地基的探讨[J].《山西建筑》.2005(07).