强夯法处理湿陷性黄土地基的施工技术探讨
发表时间：2015-10-14T15:57:59.363Z 来源：《工程建设标准化》2015年6月总第199期供稿作者：张继超
[导读] 单县公路管理局，山东，单县，274300 黄土具有湿陷性，黄土地基对工程结构的稳定性有很大的危害，因此我们必须采取必要的工程措施来处理.
（单县公路管理局，山东，单县，274300）
【摘要】黄土具有湿陷性，黄土地基对工程结构的稳定性有很大的危害，因此我们必须采取必要的工程措施来处理，强夯法在处理湿陷性黄土地基时可以起到明显的加固作用，具有以土治土、施工成本低、不消耗建筑材料等优点，在工程地基的加固中广泛应用，论文结合本地区的地质特性，研究强夯法处理湿陷性黄土地基的机理和施工技术，为相关的研究提供一定的参考。
【关键词】强夯法；湿陷性黄土；地基；机理；施工
1．黄土的湿陷性概念
黄土是第四季干燥气候条件下形成的具有多孔性垂直接力的黄色土状性颗粒，属于低液性粘土，主要颜色为黄色，物理属性为粉粒，具有肉眼可见的孔隙。黄土受水的浸湿后土壤结构受到破坏，在外荷载过重或者自重压力的作用下会发生显著地下沉现象，这就是黄土的湿陷。湿陷性黄土可以分为自重湿陷性与非自重湿陷性两类，自重湿陷性指的是土层浸水后仅仅由于土的自重而出现湿陷，非自重则是指土壤浸水后由于自重和附加压力的共同作用发生湿陷。我国黄土土层分布广大，全国60%以上的地区都为黄土层地基，主要分布于山西，陕西，甘肃的大部分以及河南西部，这些地区属于黄土高原，为典型的黄土层地基，其次是宁夏，青海和河北的一部分地区，其他省份也有局部发现。我国的地质地形比较复杂，在地基加固时需要选择合适的方式，才能取得好的效果。论文分析强夯法在处理湿陷性黄土地基时的施工技术，此类技术不但效果好，而且施工的成本较低，针对其施工方法进行研究具有积极的意义。
2．强夯法处理湿陷性黄土地基的机理
2.1强夯法处理湿陷性黄土地基的加固机理湿陷性黄土地基的处理目的是改善土层的物理性质，提高土层的紧密性，减少土层的渗水性，压缩性，控制土层湿陷性的发生，全部或部分消除湿陷性从而减少地基的工后沉降，避免出现工程裂缝，塌方等问题，保证工程的质量。由于土层中含有许多的可压缩气孔，在巨大的夯击能和冲击波的作用下，土体会产生几十厘米的沉降，土体的结构破坏，局部还会发生液化，在夯击点周围出现裂缝，加速了水压力的消散，粘土具有触变性，在夯击的过程中土体的强度得到了增强。
2.2强夯法在实际应用中存在的不足从当前的技术水平来看，强夯法在处理湿陷性黄土地基时还有一定的不足，其一，如果是深层加工会受到施工机具的影响，但地基土层的厚度超过了12m时，施工的效能会受到限制；其二，振动和噪音污染，由于强夯法施工带有巨大的冲击能量，在加固地基的同时还会造成巨大的振动和噪音污染，在人员密集的地区和受到保护的建筑附近适用性差；其三，虽然施工的效果较好，但是至今没有一套系统性的计算方法，限制了强夯法应用的广度，尤其是对于一些要精确施工的地段，强夯法有约束性。
3．强夯法处理湿陷性黄土地基的施工技术研究
3.1加固深度的研究湿陷性黄土地基的处理要根据施工场地，黄土湿陷等级，处理深度要求，施工条件和材料来源来确定，对于湿陷等级为I-II级非自重湿陷性黄土和I级自重湿陷性黄土可以采用锤夯实或者冲击碾压方法进行处理，对于II级以上自重湿陷性黄土可以采取石灰桩，灰土桩，碎石桩或者孔内深层强夯等方法进行压实加固处理，各项指标参考图1所示。
图1
强夯法可以有效的加强湿陷性黄土地基的强度，但加固深度是受到多个方面的因素影响的，以下就几个方面做简要的分析：
（1）夯击能的影响：在地基加固的过程中，夯击能是作为主要的能量形式，夯锤与土体碰撞形成冲击波，加固的深度直接受夯击能的大小影响，夯击外应力的表示方式有动压力（P/A）、势能（Wh,1/2Wv2）等，其中势能与加固深度之间的关系表述比较直观，在工程上的应用广泛，可以直接将Wh作为评估加固深度的指标。（2）夯击锤的面积：夯锤的面积和两个因素关联比较大，一是加固的地基土地类型；而是起重机本身的性能。当单次的夯击能相同时，夯击锤的面积越小，则底部的单位面积的应力越大，夯坑深，影响的深度大，反之则影响的深度小。（3）土体特征：土体的特征是决定强夯质量的重要因素，加固土体的目的是为了缩小气孔，排出土体中的气体与液体，是的土体中固体的含量更高，这样可以加强土体的密实度，压缩性降低，而描述土体密实度最为直接的指标是土体容重。
3.2夯击能量的确定夯击的能力可以用势能进行表示，即夯锤的高度h和夯锤的重量W的乘积，二者的乘积越大，则夯击的能力越大，加固的效果也就越大。但加固的效果和夯击的单位能量有很大的关系，需要用总夯击能除以夯锤的底面积。夯击的单位面积的能量要根据结构类型、地基土类别、载荷大小和要求加固的深度进行确定，选取最佳的夯击能量。
3.3夯击点和间距的布置夯击点的布置要根据建筑物的结构类型加以分析，如果是面积大的建筑物，可以正方形布置；对于工业厂房则根据柱网来进行布置；对于住宅或办公楼则按照等腰三角形布置。
3.4夯击次数的确定夯击的次数的确定是获得好的夯击效果的前提，夯击的次数要按现场得到的夯沉量和次数的关系曲线来确定，并且满足几个条件：其一，夯坑的周围地面不会发生较大的凸起；其二，不能造成夯锤过深稻作起锤的困难；其三，当单次夯击能量较小时含最后两击的夯沉量要小于5cm，当单次夯击能较大时最后两击的夯沉量要小于20cm。
3.5夯击的时间的确定两次夯击的时间需要有一定的间隔，时间间歇的长短取决于土层中孔隙水压力小时的时间，对于粘性土，孔隙水压力消散比较慢，夯击能增加的同时孔隙水压力也会增加，一般消散的时间需要3周左右。
4．强夯法在处理湿陷性黄土地基的施工要点
4.1确定设计目标根据施工加固地基的承载能力、加固深度、压缩模量、消除黄土湿陷的深度等，选定单位面积夯击能、单次夯击能、夯击的次数、时间间歇、夯击点的分布和夯击的间距等，并分析是否需要加填料或垫层。在确定了上述的夯击要素之后，编制施工组织计划，并调查现场的施工环境，安排进度。
4.2试夯宜在小片区域进行试夯，可以试验不同的夯击能和次数等，单点夯要布置测试的水平和竖直位移，记录夯沉量；测定夯深、体
