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摘要：应用强夯法处理饱和软土地基由于没有气相排水通道，强夯施加能量后空隙水无法从排水通道排出,另一方面超孔隙水压力吸收能量，导致土体无法加固，再者侧向作用扰动土体，使原有承载力降低。应用强夯法处理饱和软土地基不适宜是大家的共识，但是辅以碎石墩进强夯处理技术，是本文研究的重要课题。本文就应用强夯法处理饱和软土地基的试验方案及检测结果进行分析，证明了其方案安全可靠、经济合理。
关键词：强夯法；有效加固深度；孔隙水压力；饱和粉砂粘土
一、工程概况
某工程软土地基处理总面积3.52万m2，工程包括了原料库、发电厂以及控制楼等综合办公建筑。据勘察报告揭示，拟建区工程范围内地质条件情况如下表1：
二、强夯试验方案
本工程地基原设计方案为桩基础，桩长20多米，因工期长、造价高原因，建设方在深入分析场区的地质条件，综合考虑了地基处理可行性、工期要求、工程造价等方面因素，决定采用强夯法处理该工程的地基。为此，大面积施工前，需通过现场强夯试验进行论证，寻找最佳的强夯设计参数，以解决一下问题：饱和粉砂粘土地基上采用强夯工艺能否有效抑制孔隙水压力的提高，加速孔隙水压力的消散，确保不出现橡皮土，以达到设计预期效果。
（1）强夯试验参数。试验选择具有代表性的区域进行试夯，呈松散状态，粉质粘土含水量很高，承载力低，故此强夯施工前在试验区地面上铺垫50cm厚碎石层。试验区面积30m x 30m单击夯击能量2100KN·m，夯点间距5m x 5m呈正方形布置。
施工工序：测放试验区位置→地面测量→放施第一遍点夯位置→点夯开始（夯击次数约为4击）→夯坑填平（碎石）→测放夯点位置（原夯点）→再次点夯开始（停锤标准为最后2击的平均夯沉量不大于5cm，夯击约为7击）→推平场地→间歇消散，场面测量。第二遍点夯工序重复第一遍点夯工序。满夯KN·m, 夯击次数2击，搭连1/3，夯点布置见图1。
（2）孔隙水压力监测。本次试验进行了孔隙水压力测点，测管深分别5m、7m，每个测站点埋没2个孔隙水压力计，距夯击点中心2.25m，在每遍强夯后都进行跟踪观测。强夯试验过程中，还详细记录夯锤重量、夯击遍数、每击下沉量、每个夯点的夯击数、每遍夯后的下沉量、总下沉量等强夯试验参数。
三、孔隙水压力监测结果分析
表2 强夯试验前后标准贯入与锥探试验数据对比表
图2显示、孔隙水压力随时间的增长而逐渐消散测试结果表明，夯击能量可取2100KN·m每遍夯击间歇时间可选14~16d。
四、强夯试验后检测结果
（1）标准贯入试验。
从表2中可以看出，试夯前杂填土的标贯击数为4~5击，试夯后标贯的击数提高到10~13击，地基承载力由夯前60KPa提高到夯后180KPa。试夯前粉质粘土的标贯数为5击提高到10击，地基承载力由夯前110KPa提高到夯后180KPa。说明强夯加固效果十分明显。
（2）取样及室内土工试验结果。强夯的夯击能使土体产生动力固结，被夯实土体颗粒间失去原有结构，重新排列具有干密度较大，孔隙比较小、饱和度增高的强夯地基土。本次试验采用钻探取样，经室内土工试验获得了夯后土的物理力学指标。加固前后主要土层物理力学指标见表3。
综合上述强夯前后土的物理力学性质指标的对比结果看到，强夯后土的含水量w、孔隙比e的值均有不同程度的减少。而压缩模量Es值有一定的提高，粉质粘土层地基承载力提高30%。由此证明强夯是可以处理饱和粉质粘土地基，且处理效果明显。
（3）平板载荷试验。平板载荷试验是一种最为直观的试验，它是在一定面积的承压板上向地基土级施加荷载，测求地基土的压力与变形特性的原位测试方法，本强夯试验区做了平板1000mm x1000mm正方形刚性板竖向载荷试验一组，最大加荷量为承载力设计值的2倍（即360MPa）具体试验数据见图3。图中结果显示：夯区P-S曲线没有出现明显的拐点，根据累计沉降量来确定强夯试验区加固后的极限承载力大于360MPa。
五、结论
（1）本次强夯试验的加固效果是明显的，整个场区的地基承载力提高30%以上，本工程采用强夯辅以碎石墩处理软弱土地基是最佳方案，节省投资740万元。（2）饱和粉质土地基采用强夯辅以碎石墩处理，地基处理加固深度是随夯击能量的增加而增加。单击夯击能为2100KN·m时，最大影响深度为7m，加固深度内土层物理力学性能改善，承载力提高，地基土由夯前的非均匀地基变为夯后的均匀地基。
参考文献
[1]《地基处理手册》（第二版）中国建筑工业出版社2000年第二版 主编龚晓南.
[2]中国建筑科学研究院《建筑地基处理规范》（JGJ79-2002）北京 中国建筑工业出版社2002.
[3]《强夯和强夯置换法加固地基》北京机械工业出版社2004 主编 徐至均 张亦农.
论文作者:王浔洲
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期
论文发表时间:2015/10/13
标签：地基论文; 孔隙论文; 水压论文; 粘土论文; 承载力论文; 试验区论文; 碎石论文; 《基层建设》2015年17期论文;