《对粘性素填土地基处理方法的探讨》

粘性素填土由于其自身特性，如含水量较高、压缩性大等，在工程建设中需要妥善处理地基。常见的处理方法包括换填法，即将软弱的粘性素填土挖除，换以强度较高、压缩性小的材料，如砂石等，能有效提高地基承载力。强夯法也是一种选择，通过重锤的夯击作用，使土体密实，改善土体结构，降低其压缩性。还有预压法，通过堆载或真空预压，提前使地基土排水固结，提高其强度。这些方法各有优劣，在实际工程中需要综合考虑填土厚度、工程要求、造价等多方面因素，从而选择最适宜的粘性素填土地基处理方法。

摘 要：通过用机械压实法（强夯法）加固粘性素回填土地基的实例，探讨此法的不优越性。
    关键词：强夯法；粘性素填土；处理方法
    地基处理方法有很多种，如机械压实法、换土垫层法、挤密法、排水固结法、化学加固法。其中机械压实法最常用，强夯法就是其中一种。强夯法自20世纪70年代末就在我国应用以来，已迅速得到推广发展，成为我国最常用和最经济的地基处理方法之一[1，2]。现介绍强夯法固处理粘性素填土地基的工程实例，分析其优越性。
    1 工程概况
    拟建工程占地约300m2，场地北部地势高，为残丘坡地，南部有一部分土地拟被征用为建筑用地后，将养鱼池、水沟塘的淤泥清除后，用北部残丘坡地的粘性土进行回填平整，回填过程中未进行分层碾压，致使填土层松软不均，欠固结。由于拟建场地北部为挖方区，南部为填方区，且拟建工程生产使用及地坪堆载较大，上部结构为网排架，设计时为了采用独立柱基础，提出强夯法加固填土地基。强夯加固处理后地基承载力要求达到fak＝200KPa，强夯有效加固尝试为6.0m，处理面积为300m2。
    经详勘钻探揭露，拟建场地地下水主要为上滞水，水位一般在3.00m左右；在设计强夯有效尝试范围内，场区地层自上而下主要分为2部分，其主要岩土特征如下：
    （1）素填土（Qml）：杂色，主要由硬可塑状粘土、粉质粘土组成，间夹少许碎石，局部地段询问夹淤泥质土或粉煤灰等，土质松散不均，欠固结，为新近回填规程，强度低，均一性差。层厚为3.70~5.80m，平均厚度为4.50m,静力触探比贯入阻力标准值Ps为1.94MPa，标贯锺击数平均值为4.5击，属高压缩性土。
    （2）-1粉质粘土（Qal）：灰褐、灰黄色，软可塑，土质较均匀，局部夹薄层粉土、粉砂及碎石。层厚为0~5.60m，平均厚度为2.15m静力触探比贯入阻力标准值ps为1.11MPa，属中高压缩性土。
    2 地基加固设计参数的确定与施工
    此次强夯分为两遍点夯和一遍满夯。第一遍点夯按6m×6m方格网布置夯点，单点夯击数为3击，第二遍点夯在网格中心插点，单点夯击数为2。夯锤选用直径2.0的圆柱体铸钢锤，锤重12t，落锺高度为12m。点夯夯坑内回填碎石，两遍夯击之间时间间隔为15d。满夯采用搭接夯，夯击能量为前期夯击能的0.25倍。碎石垫层厚300mm。
    施工机械选用50t履带式起重机，起重机臂杆端部增设辅助龙门支架，采用自动脱钩夯锺装置。
    3 强夯效果检测
    在完成满夯后15天，对强夯地基进行了夯后检测。检测手段为浅层平板静载荷试验、室内土工试验、现场标贯入试验及静力触探试验等。
    根据检测结果，素填土经强夯处理后依据其加固的效果可分为两层，第1~1层填土（起夯面下0.40~3.50m）受高冲击能的直接作用，土粒重新排列较密实，压缩性、孔隙比大幅度变小，承载力提高较大，该层地基土比贯入阻力标准值ps为3.19MPa，承载力特征值为195MPa，压缩模量平均值为9.3MPa；第1~2层填土受上层土的间接挤压，密实程度的提高不及1~1层，但承载力也有所提高，该层地基土比贯入阻力标准值ps为1.43MPa，承载力特征值为130MPa,压缩模量平均值为6.0MPa。
    4 强夯效果分析
    分析强夯检测结果，第1~2层及第2~1层地基强度显然不能满足设计要求，有效加固尝试未达到预期目标，且地基均匀性较差。致使强夯效果不优越的原因:
    （1）强夯夯施工前，未进行试验，强夯选定不合理；夯击次数一般通过现场试确定，常以夯坑的压缩量最大、夯坑周围隆起最小为确定原则[4]，而本工程夯击确定为5击是没有科学依据的。单位夯击能量直接影响着加固效果，本工程夯击能量偏低，平均夯击能仅为200kN·m/m2，是强夯难以达到效果的影响因素之一。
    （2）施工工艺欠妥：本次强夯施工工艺为边夯边用推土机回填夯坑，即边夯边填，以致在地表形成密实层而影响夯击能往深层传递，强夯有效加固深度难以达到设计要求。
    （3）粘性土的含水量不同直接影响了强夯效果，拟建场地地下水为上层滞水，主要来源于大气降雨，施工期间雨水较多，施工中未采了以有效的排水，降水措施，致使粘性土含水量较高。
    （4）现场施工缺乏管理，无专人进行监测工作。
    结束语
    （1）强夯加固粘性素填土地基，要有足够的夯击能量及可靠的排水措施；在夯坑内回填碎石等粗颗粒材料，有助于改变土性能，加固效果明显。
    （2）强夯处理粘性素填土地基，合理选用强夯参数对强夯效果尤为重要。
    （3）强夯施工须进行科学的管理，应有专人负责施工过程中的监测工作。
    参考文献
    [1]叶书麟.地基处理工程实例应用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.
    [2]地基处理手册编写委员会.地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.
    [3]徐至钧，张亦农.强夯和强夯置换法加固地基[M].北京：机械工业出版社，2004.
    [4]JG79-2002，建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002. 来源: 《建筑中文网》.

原文网址：http://www.pipcn.com/research/200905/13078.htm