15000kNm能级强夯加固湿陷性黄土地基 有效加固深度试验研究
汤克胜'，郭伟²
（1.青岛港（集团）港安建设有限公司，山东青岛265500;2.上海港湾工程质量检测有限公司，上海200032）
[摘要]对黄土期某工程的湿陷性黄土地基采用15000kNm高能级强夯加固处理，通过探井取样与室内土工试 验、静力触探试验、浅层平板载荷试验3种方法对强夯处理效果进行综合检测和研究，得出15000kNm高能级强夯加固湿陷性黄土地基的有效加固深度-试验表明，强夯处理后消除湿陷性效果显著，地基土承载力明显提高.
[关键词]高能级强夯；湿陷性黄土地基；有效加固深度
[文献标识码]A [文章编号]1002-8498(2010)11-0072-03[中图分类号]TU753
ExperimentalStudy onEffectiveReinforcementDepthof Collapsible Loess Foundation Improved with 15 000kN m High Energy Level Dynamic Compaction
Tang Kesheng' Guo Wei²
(1. Gang*an Constction Co. Iad. Qingdo Part Grup Qingdo Shndomg 265500 China; 2. Shnghai Harbor (Quolity Control &: Tesing Co. Lal. Shanghi 200032 Chine)
foumdation of some project in loess tableland area. Based on the sampling wells and laboratory soil test Abstraet: 15 000kN m high energy level dynamic paction is used to improve collapsible loesscone penetration test and shallow plate loading test the effective reinforcement depth of collapsible loessthe effect of paction variables is remakable and soils bearing capacity is improved obviously.
foundation is improved with 15 000kNm high energy level dynamic paction. The tes indicate that
Key words;dynamic paction; collapsible loess foundation; effective reinforcement depth
某工程采用15000kNm高能级强夯加固湿陷性黄土湿陷性黄土.针对15000kNm高能级强夯进行了试验，根据多种原位测试和土工试验对其加固效果及相关参数进行检测 和研究，得出高能级强夯加固湿陷性黄土地基的适用性、设计、施工及检测相关规律和结论.
目前，强夯加固湿陷性黄土地基单击夯击能都在陷性黄土.湿陷性黄土的底界埋深16m左右，包含地8000kNm以下，对于8000kNm以上的高能级强夯层为②-粉质黏土，即场地内湿陷性黄土为Q 的马加固湿陷性黄土地基的适用性及加固效果值得研究.兰黄土和Q.顶部的离石黄土.场地黄土为Ⅱ级自重
地基，是目前国内强夯处理湿陷性黄土的最高能级.2强夯施工参数及地基处理要求
15 000kNm试施工面积为36m×49.5m 分5遍施工：第1 2遍采用15000kNm能级点夯，主夯点间 距为9m，第1追夯点一般夯20击左右，第2遍夯点一般夯18击左右：第3遍为3000kNm和8000kNm能级加固夯，在第1 2遍夯点上进行3000kNm能级加3 000kNm能级夯8击，8000kNm能级夯8击；第4遍 固，第1 2遍夯点之间为8000kNm能级插点加固，为2000kNm能级满夯：第5遍为1000kNm能级满
1工程地质条件
形平坦、开阔，起伏不大.地面标高为1350.00- 本场地位于我国最大的黄土原一董志原，原地1 361.30m.地下水埋深一般为29.5-33.5m.钻孔最大揭示深度40m，揭示地层13层，依次为：①Q.粉质黏土（黑护土）；②-④Q粉质黏土（马兰黄土）；③ ~3Q，粉质黏土（离石黄土上段）.勘探场区，湿陷性黄土的湿陷程度由上向下逐渐减弱，一直渐变为非湿
夯.场地满夯整平后，整体平均沉降量为1.43m.15000kN-m能级地基有效加固深度≥15.0m，地基承载力特征值f≥250kPa
3现场试验结果
对董志黄土塬上某工程的湿陷性黄土地基采用15000kNm能级强夯加固处理，待强夯结束30d后对场地进行检测，主要采用探井取样与室内土工试验、静测对强夯施工效果进行综合评价，确定强夯有效加固 力触探试验、浅层平板载荷试验3种检测方法，根据检深度、地基承载力等物理力学参数.
3.1探井取样及室内土工试验
夯前和夯后，在施工场地探井取样进行室内土工试验，通过土层物理力学参数的改变来测试强夯加固 效果，并对处理后的土体进行湿陷系数和其他物理力学参数评价.本试验区开挖探井数量：夯前1孔，夯后6孔，检测深度为20m.每孔探井从终夯面以下0.5m室内土工试验，总共刻取原状土样140件.图1为 开始每隔1m取一个原状土样，每孔取20件土样进行15000kNm高能级强夯加固前后湿陷系数的对比曲线，表1为15000kNm高能级强夯夯前夯后孔原比e、干密度p对比.
图115000kNm能级强夯前、夯后湿陷系数6 对比曲线
Fig. 1 Comparison curves on collapsible coefficient ofsoil before and after 15 0o0kNm paetion
左右.从图1可以看出，本场地经15000kNm高能级 由勘察资料可知，湿陷性黄土的底面埋深在16m强夯加固后，在检测深度范围20m内全部消除了黄土地基的湿陷性，即15000kNm高能级强夯消除湿陷性的深度大于16m.从表1可以看出，经强夯加固后，土 体的孔隙比e、干密度p.得到了明显改善，孔原比减小比例高达41%，干密度提高比例高达31.3%.经15000kNm高能级强夯后，消除了黄土的湿陷性，提高了地基土的密实性，降低了其压缩性.
3.2静力触探试验
静力触探试验（CPT）测试采用2Y-20D型静力触
表115000kNm能级强夯夯前夯后孔隙比e、
干密度p对比Table 1 Comparison of some loess′ s parameters hefore and after 15 00kNm paction
深度/m 2-0 2 4 4 -6 6 -8 8-10干密度p/ 夯前 1. 380 1.270 1.365 1.3751.360(g/cm²) 夯后 提高 24. 00031. 300 1. 711 1. 668 20. 20016. 500 14.600 1.641 1. 602 1. 559孔原比e 比例/% 夯前 0. 962 1.071 0.974 1. 0090.942夯后 0. 590 0.632 0.654 0. 701 0.742比例/% 提高 38. 700 41.00 32. 900 30. 500 21. 200干密度p 深度/m 10 ~ 12 12 ~ 14 14 ~ 16 16 ~ 18 18 ~20 1. 440 1.395(g/cm²) 夯前 夯后 1. 420 1. 438 1. 450 1.462 1.491 1. 420 1. 4621. 431比例/% 提高 1. 300 0.800 5.00 1. 500 2.600孔原比 夯前 0. 923 2280 0.923 0.890 0.896 0.8570.897夯后 提高 4. 000 2. 300 11. 500 3. 700 0. 100 0. 887 0. 852 0.817比例/%
探车（贯入力200kN，贯人速度（1.20±0.30）m/min） 及双桥探头完成，数据采集采用JTY-3A静力触探数据采集仪，以每10cm采集一个锥尖阻力g.、侧壁阻值f绘制曲线完成整个孔的测试工作.15000kNm的夯满夯后7-10d，试验深度为20m.由试验得出锥尖阻 区分别进行夯前、夯后静力触探试验，夯后试验时间为力g.（MPa）-深度h（m）关系曲线，锥尖阻力q.平均值、侧壁阻值f.（10kPa）平均值-深度h（m）关系曲线，如图2所示.同夯前进行对比，由4.值提高10%的深度来 确定强夯加固湿陷性黄土地基的有效加固深度.
图2CPT夯前、夯后4.hJfh对比曲线Fig. 2 Comparison on q h f -hcurves before and after paction
夯后场地整体平均夯沉量向下平移1.43m.由于
场地经15000kNm强夯加固后，土体挤密效果显著，做静力触探试验时，探头贯人土中较难，所以检测点多分布在夯间.从图2可以看出，15000kNm能级提高加密带厚2.6m（14-16.8m），受强夯的扰动，16.8~ 地基强度的效果显著，其强加密带厚14m（0-14m），20m范围内夯前、夯后锥尖阻力q.交替变化，可见在检测深度范围内土体皆受强夯影响，其影响深度大于20m.由9.值提高10%的深度来确定15000kNm强 夯加固湿陷性黄土地基的有效加固深度为16.6m.
3.3浅层平板载荷试验
本试验用以确定浅层地基承载力是否满足设计要求，计算地基土的变形模量E，估算地基土压缩模量3部分组成：加荷系统、反力系统和测量系统.本试验 是否满足设计要求.浅层平板载荷试验的试验设备由采用1m²矩形承压板、千斤顶加荷，反力由8根地镭承担，面沉降测量系统主要包括竖向支撑柱、基准梁、固降相对稳定法.最大加载量为设计地基承载力特征值 定位移百分表等.试验加荷方法采用分级维持荷载沉的2倍，即 500kPa.
从试验结果可以看出，试验点在最大荷载作用下均未破坏，按照x/b=0.010（x为土体沉降，6为承压板 宽度）和相关规范，承载力特征值不超过1/2最大加载量，试验点的地基承载力特征值为250kPa.
按《岩土工程勘察规范》GB50021-2001计算，试验点土体的变形模量分别为109.9 184.3 225.2MPa. 试验点的承载力特征值和变形模量如表2所示.
表215000kN-m强夯试验区平板载荷试验结果
Table 2 Test results of plate loading test in
15 000kNm paction area最大加载量/最终沉降量/ 地基承载力 变形模量试验点号 kPs m 特征值/ kPa E /MPaJZI J22 500 500 3. 32 1. 98 250 250 109.9 184.3JZ3 500 1. 62 250 225. 2
3.4强夯有效加固深度试验结果分析
深度为依据.在强夯法中，有效加固深度不仅是上部 一般评价强夯法加固效果主要是以强夯有效加固结构基础设计的主要依据，面且对强夯夯击能的确定、夯点布设、加固的均匀性等参数起着决定作用.对于陷性土层厚度为主进行判定. 以处理湿陷性黄土为主的强夯地基处理应以所消除湿
根据大量理论研究及实践经验，在15000kNm能级强夯加固区进行的探井取样及室内土工试验、静的CPT值比夯前提高10%以上，提高承载力、降低压 力触探试验、浅层平板载荷试验，按消除湿陷性，实测缩性到满足设计要求.综合评价15000kNm高能级
4结语
参考文献：
强夯加固湿陷性黄土地基的有效加固深度为16.6m.
1)强夯加固湿陷性黄土地基，主要以消除湿陷性湿陷性黄土地基，经15000kNm高能级强夯处理后， 及提高承载力为主.本场地为湿陷等级为Ⅱ级的自重地基土在一定深度范围内可以消除黄土的湿陷性，即黄土的湿陷系数6≤0.015.15000kNm能级强夯消除湿陷性的深度范围在16m以上.
是能级愈高，效果愈明显.强夯处理后，地基土的压缩 2）强夯处理湿陷性黄土地基，加固效果显著，尤其模量、变形模量、承载力提高显著，地基承载力特征值≥250kPa；土体的孔院比e、减小比例高达41%，干密度提高比例高达31.3%.
[ 1 ] Menad L Brise Y. Theetical and pactieal aspets of dymamic[2]吕辉，史亲雄，袁雪琪.高能级强夯法在滨海化工地基加固中 srlidatin[ J] . Gestchmique 1975 25 (5) :3-18.的应用[J] 他工技术 2006 35(S1);14-17.level dmamic ompartio slrngthening chrmical engineering La Hui Shi Qinsiong Yuan Xoeqi. Application of high energyfoundation at the seabore[ J ]. Constti Techlgy 2006 [ 3 Kyle M. Rollins Ji-Hyoung Kim. U. S. esprimce with dymamic 35 (81) ;14-17. (in Chinese)puction af cullasible wib [ A ]//In-situ Deep Sil[4]装捷，水伟厚.高能级强夯在深层填土地基处理中的应用 Impeowement C]. ASCE Nev York 1994 ;25-43.[J] 上海地质 2004 (2) ;22-25.Pei Jie Shui Weibeu. The applicatn of high energy lesel dynamie potion in high-apority soil tank fondation [J].Shanghai Geolgy 2004 (2) :22-25. ( in Chine)[5]丰晓东.高能级强夯处理湿陷性黄土地基的应用[J].山西建 筑.2004 30( 13) ;66-68 Feng Xiaodng. The application of high-energy dymamicslidation in collapeille loss frunatisn tnatment [ J ] Shansi Arthiteture 2004 30(13) ;66-68. ( in Chinese)[6]高请，高宗输，马安辨，等，高能级强夯加国大厚度湿陷性黄Gao Jbe Gao Zongfu Ma An’ gmg et al. High energy level 土地基[J].建筑机械化 1993 （2)：1-4.ramming applied to stengthe large thiekess collapsle loessfoundation [ J]. Construction Mechanization 1993 (2 ) : 14. (in Chinese)[ 7 ] Jobm F. O * Briem Charles P. Gupton. Ins-situ stabilizatioe of twoindustrial site by dynamic mpotion[ A]/Scond Intial Confene n Cae Histes in Gesbechical Engnring[ CJ-St. I.uis 1988 1259-1264.[8]王铁宏，新编全国重大工程项日地基处理工程实录[M].北 京：中国建筑工业出版社，2005.Wang Tihng. Ne oditi of mtiml majr perjocs fudatintreatent engineering memsir [ M] Beijing;China Arehiteture & Buibding Press 2005. (in Chinese)
