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孔内深层强夯法处理大厚度湿陷性黄土地基的试验研究王义强中铁六局集团有限公司北京100036摘要：以太原市某低含水量、大厚度自重湿陷性黄土为例，通过增湿处理和孔内深层强夯法(DDC法)成桩的水泥土桩处理工艺，解决了自重湿陷性黄土地基的问题。
现场试桩试验选取了桩距1300mm和桩距1400mm这2种方案进行比选。
通过对单桩复合地基承载力特征值、湿陷性试验结果和桩间土平均挤密系数的评判，得出该工程最佳设计参数。
该工艺为低含水量、深厚自重湿陷性黄土地区的地基处理提供了有益参考。
关键词：湿陷性黄土；孔内深层强夯法；增湿；沉管成孔中图分类号：TU753文献标志码：A文章编号：1004-1001(2020)12-2224-02DOI：10.14144/ki.jzsg.2020.12.007 Experimental Study on Treatment of Large Thickness Collapsible Loess Foundation by Deep Dynamic Compaction Method Inside Pile HoleWANG YiqiangTraffic Engineering Branch of China Railway Sixth Group Limited Company,Beijing100036,ChinaAbstract:Taking a low water content and large thickness self-weight collapsible loess in Taiyuan as mn example,the problem of self-weight collapsible loess foundation is solved by the treatment of humidification and the cement soil pile treatme n t by the deep dyn a mic compact!o n method in side pile hole(DDC).Two schemes of pile spaci n g of1300mm and1400mm are selected for field pile test.Through the evaluation of characteristic value of bearing capacity of single pile composite foundation,collapsibility test results and average compaction coefficient of soil between piles,the optimal desig n parameters of the project are obtai ned.The tech no l ogy provides a useful refere nee for foun d ation treatme n t in low water content and deep self-weight collapsible loess area.Keywords:collapsible loess;deep dynamic compaction method inside pile hole;humidification;sinking pipe hole-forming湿陷性黄土是一类非饱和欠压密土E,由于具有大孔隙和垂直节理的微观结构，故当遇水浸湿时，在荷载或自重的作用下，土体结构发生破坏，会出现不同程度的湿陷变形，对建筑物有极大危害。
湿陷性黄土路基强夯处理施工工法一、适用范围及原理1．强夯处理适用于本项目湿陷性土层厚度大于4米的Ⅱ级和Ⅱ级以上自重湿陷性黄土路基且非过村镇路段。
2．湿陷性黄土地基处理的目的是改善土的性质和结构，减小土的渗水性、压缩性，控制其湿陷性的发生。
3. 强夯法就是针对湿陷性黄土的特性，采用起重机将大吨位的夯锤提升到一定高度，使其自由下落，通过对地基施加很大的冲击能，使地基强度提高，土的压缩性降低，消除黄土的湿陷性，以达到地基加固的目的。
二、施工准备1.技术准备1）熟悉设计文件和技术规范，编制强夯施工组织设计。
内容应包括机具选择、人员组织以及强夯时起重机行走路线、强夯方法和施工总平面布置、计划进度等。
收集和现场核实公路沿线的地质勘查报告、设计强夯的效果要求的技术资料。
2）技术及安全、环保培训和交底内容：施工工艺、技术要求、安全文明及环保施工。
向现场施工人员进行技术、安全、环保交底，确保施工过程的工程质量和人身安全。
3）采集数据强夯处理前，取不同深度处原状土进行天然密度（干密度）、天然含水量、地基承载力、湿陷性系数、土的液塑限试验。
2．环境调查路基处理开工前，应查明强夯范围内地下的构造物和各种地下管线的位置及标高等，以免因施工而造成损坏。
同时对路基范围内的洞穴、水井、墓穴及平整土地中填埋的沟壕做详细调查，并采取切实可行的措施消除可能产生的路基质量隐患。
当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物及建筑物内人员或设备可能产生有害的影响时，应设置监测点（当没有测振条件时，可通过试验确定安全距离）；强夯施工场地距附近居民住宅的距离应大于200m，距结构物距离不小于50m，当不能满足对周围环境及结构物的安全保障时，必须采取挖减振沟等隔振或防振措施，隔震沟开挖宽度应不小于1m，深度不小于3m。
3. 清理表土按照设计要求清理表层的草皮和腐殖土层(一般路段清表厚度不得小于30cm，腐殖土层较厚以及附着有非适用材料的路段应将其清除彻底)，并挖除局部的淤泥、翻浆土层，有积水的路段应排除积水并将土翻松晾干。
第!!卷第"期!##$年%!月西北水力发电&’()*+,’-*’)./012./34)’1,15.)657’01)89:;!!<9;"================================================================>?@;!##$文章编号A%$B%C D B$E F!##$G#"C##"D C#D强夯法在处理湿陷性黄土地基中的应用马堑F陕西省电力设计院H西安B%##"D G摘要A通过某变电所工程实际H介绍强夯法在处理湿陷性黄土地基中的应用现状H对存在的问题进行分析和处理I分析了强夯对黄土密度J压缩性和湿陷性等工程特性的影响H探讨了强夯法处理湿陷性黄土地基的工程效果H对黄土地区工程建设具有一定的参考价值I关键词A地基K强夯法K湿陷性黄土K试夯K加固深度中图分类号AL MD D D文献标识码A NO引言强夯法又称动力固结法H是!#世纪$#年代末由法国梅纳F P?Q R S T H%U$U G公司首创J B#年代在我国发展起来的一种地基加固方法I该方法用起重机械F起重机或起重机配三角架和龙门架G将E#V<WX##V<的夯锤吊到$Y W!"Y高度后H 自由落下H产生强大的动能H对地基进行夯实I可使填土或地基表层疏松土空隙体积减小H密实度提高H降低压缩性H提高抗剪强度和地基承载力I 此法在开始时H仅用于加固砂土和碎石土地基H 但经过几十年的应用与发展H它已适用于加固从砂性土到粘性土的各类地基I强夯法由于具有效果显著J设备简单J施工方便J适用范围广J简便易行和节省材料等优点H很快传播到世界各地I近些年来H在我国强夯法多用于湿陷性黄土地基处理H不仅能有效提高地基的强度H而且还能有效地消除黄土的湿陷性IZ某工程工程地质概况陕西省某变电所工程H地处陕北黄土高原南缘的黄土残塬区I整体地势沿黄土塬一侧的斜坡由东向西逐渐降低I塬区顶部地形一般平缓开阔H 地形起伏不大H黄土湿陷性较大H上部结构对变形敏感H为最大限度降低黄土湿陷性H故采用强夯地基处理方法I地质勘察成果如下A场地地层主要有A[黄土状土\%?9:D J]古土壤\!R:^_:XJ‘黄土类土\!R:^_:XJ a古土壤\%R:^_:XJb黄土类土\%R:^_:X J上部湿陷性强烈H压缩性高K 中部湿陷性下部趋弱H压缩性中等I具体分层情况如表%所示Ic场地湿陷性评价按照d湿陷性黄土地区建筑规范e F f N "##!"C!##D G H对场地黄土地基的湿陷类型及其湿陷等级进行了判定及计算I根据计算判断该场地为自重湿陷性场地H湿陷性黄土地基湿陷等级为g8级Ih地基处理方案的选择为消除地基土的湿陷性H提高地基土的承载力H根据勘探结果H设计采取强夯法来消除场地的湿陷性I施工前进行了试夯Ii试夯设计参数的选择F%G单点夯击能的确定A结合本工程实际H根收稿日期A!##$C#U C!"作者简介A马堑F%U B B C G H男H陕西西安人H陕西省电力设计院助理工程师I表!天然地基主要物理力学指标层号土层名称土层描述土层厚度"#$层底标高"#$主要物理力学性质指标平均值%"&$’"()*#+$,-./!01"2340!$5"634$7"8$!黄土状土黄褐色9大虫孔9垂直节理9压缩性中等:;<=<;1>?:;@@=><1;<A1B!;:?!;B<:B;1:B;A!1+B!:1古土壤深黄褐9硬塑9大量钙质条纹9胶结性差!;B=1;B>@<;A@=>?@;B A!>!;?B B;<>A B;1B B;!A++B!:+黄土类土灰黄色9土质均匀9针状空隙9钙质结核:;B=<;1>@?;!+=>?+;+A!?!;::B;<A@B;1B B;!:>+:1BA古土壤深黄褐9中等胶结9大量白色钙质条文B;@=!;!>:<;B@=>@A;A B!<!;?B B;<?:B;+A B;!:!A B1::黄土类土灰黄色9交错层理9土质均匀9硬塑@;+=<;:>:?;B@=>@+;A B!>!;@<B;>1A B;!+B;!B1A:1B据地基土类别C结构类型C荷载大小和处理深度等因素的综合考虑9并通过现场试夯确定D本次夯击能选择为1:B B6E F#D"1$试夯点的布置及间距G夯击点布置根据基础的形式和加固要求而定9由于本次进行的是大面积地基处理9夯点采用梅花形布置"夯点布置见图!$D考虑相邻夯点侧向影响的相互搭接9夯击点间距取夯锤直径的1;:=+;:倍9第一遍夯击点间距取A#9以后适当减小为+#D夯锤底面为圆形9锤重1:6E9夯点起吊高度为!B#D图!夯点布置图"+$处理范围G强夯处理范围大于建筑物基础范围9每边超出基础外缘的宽度拟取处理深度的!)19并大于+#D"A$加固影响深度G按2,H4I J公式GKL M N O)!式中L PP加固影响深度O PP夯锤重91:B6E QRPP落距9!B#QNPP折减系数DN的取值是一个值得探讨的问题9国外N的取值范围B;:=!;B9而国内经验多为B;1<= B;<:9本工程土体为黄土9参照已完成工程经验9试夯时取值为B;:9计算得出加固深度L可达<#左右9满足设计要求D S试夯及其效果分析"!$单点夯击次数与夯击遍数G单点夯击击数指单个夯点一次连续夯击的次数9对整个场地完成全部夯击点称为一遍9单点的夯击遍数加满夯的夯击遍数为整个场地的夯击遍数D单点夯击试验在现场进行9通过测试可得9每击的夯沉量随击数的增加而减少D夯击击数和夯沉量关系曲线见图1D夯击次数的确定为最后两夯平均夯沉量不大于:B##9由图可知9夯击!1击之后9再增加击数9其加密效果并不显著9再击下去只能造成能量浪费9故初步确定!1击为最佳击数D因所加固的土层较深9为保证加密效果9初步确定夯击遍数为三遍9对表层!=1#的土层用低能量进行满夯一遍处理D根据当地施工经验9超空隙水压力消散大致需要一周时间9结合试夯效果9初步确定前后两遍之间的间歇时间为!BJ9并根据现场夯击情况9对间歇时间做出及时的调整D图1夯击次数0沉降量关系曲线"1$根强夯设计的技术参9对地基土进行试夯前后的土工试验结果进行了对比"见表1$D由表1可以看出9试夯前后土的物理力学指标发生了显著变化9土体的工程性质明显改善D特别是上部@#深度范围内土体9其干密度大幅度::第:期马堑强夯法在处理湿陷性黄土地基中的应用增加!最大达到"#$$%&’(!孔隙比和压缩系数明显减小)上部*(的土体湿陷系数均不大于+#+",!表明该场地主要湿陷性土层的湿陷性已基本消除)*-"+(范围内土体各种土性指标变化幅度不大!但比夯前也有所改善!土体干密度./达到"#,0%&’(1!孔隙比2达到+#0"3!压缩系数4"53达到+#"+"6785"!湿陷系数9:;+#+3+!由此可知现场试夯的实际加固影响深度大于由6<=8>?公式计算的*()表3强夯前后地基土主要物理力学指标对照表深度@夯前夯后及比值干密度./A%&’(1B孔隙比2压缩系数4"53A6785"B湿陷系数9:3夯前"#1+"#+*,+#C"C+#+$1夯后"#$$+#$11+#"C$+#+"3比值+#D*"#D"3#*C1#",C 夯前"#C"+#*0C+#"C++#+,*夯后"#$3+#$C*+#"1D+#+"1比值+#*D"#1*"#+31#+,$夯前"#C1+#*C$+#"$3+#+10夯后"#,$+#$03+#"C C+#+"C 比值+#03"#33"#"13#D**夯前"#C++#*D,+#"C0+#+C C 夯后"#,3+#D3D+#"C*+#+",比值+#03"#3+"#+"3#01"+夯前"#,*+#03C+#"+D+#+3D 夯后"#,0+#0"3+#"+"+#+3+比值+#00"#+""#+$"#1,通过对表3中物理力学指标夯前和夯后的对比分析表明!土体的干密度有了较大幅度的提高!孔隙比和湿陷系数都得到了很好的改善)E强夯过程中主要控制点与控制措施A"B夯击前后对地基土进行检测!检验点不少于$处!同时现场测定每点夯击后的地基平均变形值!以检验强夯效果)测试工作在强夯后C周进行)本次施工过程中单点夯击下沉量最大为"#3(!最小为+#0(!夯坑平均沉降量为"#"()表面推平满夯后!地面标高平均降低$3’()夯击结束后进行动力触探!结果表明!该场地承载力比夯前大大提高)土体承载力由"$+678变为3C"678!提高到原来的"#,倍!基本满足设计要求的地基承载力)通过现场原位载荷试验!得到F 5G曲线如图1所示)A3B在此工程中按以下步骤进行施工H首先根据夯坑的深浅!酌情夯到,-$击!回填一次料填满夯坑后再夯)如果夯,-$击形成的夯坑仍然较深!则继续填满夯坑再夯!如此反复进行)直至夯到,-$击后!回填料下沉不大时!再按最后两击的平均夯沉量不大于,+((的要求继续夯击!直至满足上述要求为止)实践证明!按以上步骤进行强夯处理!加固效果沿地基深度方向分布合理!效果明显!可操作性强)图1F5G曲线A1B在施工过程中!发现夯锤落坑有倾斜现象!经分析主要有两个原因H I夯锤本身存在偏心)对这个问题!应在锤边焊钢板使其自身平衡)J在夯击过程中!因为夯锤个别气孔堵塞!造成夯锤落地时所受向上托力不一致!故在施工过程中!要保持气孔上下贯通)当夯坑倾斜较严重时!应及时回填土或碎石找平)K结束语A"B强夯法处理非饱和湿陷性黄土地基具有明显的工程效果)能明显提高土体密度!降低土的压缩性!有效消除黄土的湿陷性!改善黄土工程性能)且由于强夯法夯击能量较大!由本工程可知实际加固影响深度达到了"+()A3B有效减少地基沉降量)强夯加固地基!使土的密度增大!孔隙比减小!压缩系数降低)因此地基沉降量有时可减小数倍!并可解除不均匀沉降的危害)A1B由于影响夯击效果的因素很多!在确定强夯法施工参数时要把经验公式和现场试夯法结合起来!由两者共同确定的施工参数会更切合实际)参考文献HL"M叶书麟!等#地基处理与托换技术L6M#北京H中国建筑工业出版社!"00C#L3M N地基处理手册O编写委员会#地基处理手册L P M#北$,西北水力发电第33卷京!中国建筑工业出版社"#$$%&’()曾国熙"卢荤钧"等&地基处理手册’*)&北京!中国建筑工业出版社"+,,,&’-)./0,,+01+,,-"湿陷性黄土地区建筑规范’2)&344567896:;:<=>;8?67@:?48796:;AB 9C :D 6;9C B @:5584E 6F 5BG :B E E H :I ;D 896:;J K B 89?B ;9*L M N O PQ 2R O O P S N T U V W X Y N W Z [\V Y ]V ^N _P‘P ^X N X a X V "b N c O Pd #,,,0-"e R N P O f3F E 9K 879!e [g h N P V i\N X Rj Y O W X N W O U \[Y k "X R V O j j U N W O X N [P[l i m P O gN WW [g j O W X N [PgV X R [i[PX R VW [U 1U O j ^N h U V U [V ^^l [a P i O X N [PX Y V O X g V P X \O ^N P X Y [i a W V iN PX R N ^j O j V Y "g V O P \R N U V "X R V j Y [h U V g ^V S N ^X 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^gd0第0期马堑强夯法在处理湿陷性黄土地基中的应用。
湿陷性黄土高填方浸水+强夯法路基处理施工工法湿陷性黄土高填方浸水+强夯法路基处理施工工法一、前言湿陷性黄土是一种特殊的土壤类型，具有较高的含水量和较差的工程性质。
在道路、桥梁等基础工程中，湿陷性黄土的处理是十分关键的一环。
本文将介绍一种适用于湿陷性黄土的高填方浸水+强夯法路基处理施工工法。
二、工法特点该工法的特点是在高填方浸水的基础上，结合强夯法进行路基处理。
通过浸水处理，可以有效提高黄土含水量，减少其收缩变形。
同时，强夯法的使用可以增加黄土的密实度，提高其承载力和稳定性。
三、适应范围该工法适用于湿陷性黄土地区，特别是在道路、桥梁等基础工程中的路基处理。
它可以有效改善湿陷性黄土的工程性质，提高工程的可靠性和安全性。
四、工艺原理湿陷性黄土高填方浸水+强夯法路基处理的工艺原理是通过浸水和强夯来改善黄土的工程性质。
具体分析如下：1. 浸水处理：湿陷性黄土的收缩变形是由于含水量变化引起的。
通过浸水处理，可以增加黄土的含水量，减少其收缩变形。
同时，浸水还可以改善黄土的可塑性和可压缩性，提高其加固效果。
2. 强夯法处理：强夯法是通过振动夯锤的作用，将夯击能量传递到黄土中，使黄土颗粒之间的接触变紧密，增加其密实度和承载力。
强夯法能够有效改善黄土的内部结构，减少孔隙比，提高其抗剪强度和稳定性。
五、施工工艺施工过程中，按照以下步骤进行：1. 土壤准备：清理施工区域，去除杂物、松散土壤等；2. 填方浸水：将填充土按照设计要求进行浸水处理，一般需要浸水2-3天；3. 强夯施工：使用振动夯锤对填充土进行强夯，通常采用多次夯击，夯锤应保持均匀的夯击频率和力度；4. 夯击密实度检测：通过密实度试验，进行夯击效果的监测和调整；5. 路基平整：对夯击后的路基进行平整处理，确保路基的设计要求。
六、劳动组织施工中需要合理组织人员，明确各个岗位的职责和任务。
包括施工队长、夯击工、验收员等。
七、机具设备施工中需要使用振动夯锤、泵站、浸水设备等机具设备。
