強(qiáng)夯法處理填土質(zhì)量檢驗(yàn)

肖 欣

(天津華北地質(zhì)勘查局，天津 300181)

0 引言

強(qiáng)夯法最早由法國(guó)工程師L.Menard提出，通過大量工程實(shí)踐驗(yàn)證，并在世界許多國(guó)家得到推廣應(yīng)用，取得了良好的效果。我國(guó)于1978年引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)并通過實(shí)驗(yàn)，推廣應(yīng)用到各領(lǐng)域地基處理施工中，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

強(qiáng)夯法可以用來處理填土、濕陷性土、松散砂土及粉土等特殊土，成本較低、施工工藝簡(jiǎn)單、效果好，逐漸成為巖土工程師處理特殊土地基較多使用的方法之一。但是強(qiáng)夯處理效果如何，下一步地基基礎(chǔ)如何設(shè)計(jì)，尤其是處理后地基承載力是多少，這些問題需要進(jìn)行探討，常用檢測(cè)方法如下。

1 強(qiáng)夯檢測(cè)一般方法

1.1 工程經(jīng)驗(yàn)法

通常是采用取原狀土樣進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)，做出土粒比重、密度、含水率、液限、塑限及壓縮指標(biāo)等土質(zhì)物理力學(xué)參數(shù)。對(duì)上述參數(shù)上下各舍去異常值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出一定范圍內(nèi)指標(biāo)的平均值，一般情況查表1～表3得出強(qiáng)夯處理后的地基土承載力基本值(即為地基土承載力特征值)，作為巖土設(shè)計(jì)師進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)。但是這種方法必須有一定的地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)做輔助參考。

表1 粘性土承載力基本值fo kPa

表2 粉土承載力基本值fo kPa

表3 素填土承載力基本值fo kPa

1.2 動(dòng)力觸探法

常用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，該方法是將每個(gè)地層所有測(cè)試點(diǎn)觸探擊數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，上下各舍去異常值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出一定范圍內(nèi)動(dòng)力觸探擊數(shù)桿長(zhǎng)修正值，根據(jù)修正值查表4，表5，得出強(qiáng)夯后的地基土承載力基本值(即為地基土承載力特征值)作為設(shè)計(jì)依據(jù)。填土可根據(jù)其主要成分選用表4，表5查地基土承載力。

表4 粉土、粘性土承載力基本值fo

表5 砂土承載力基本值fo

1.3 靜力觸探試驗(yàn)法

根據(jù)土層統(tǒng)計(jì)靜力觸探探頭錐尖阻力平均值，用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出處理后地基土承載力特征值。這種方法地區(qū)經(jīng)驗(yàn)性也較強(qiáng)，應(yīng)結(jié)合其他方法綜合使用。

1.4 靜載荷試驗(yàn)法

該方法檢測(cè)強(qiáng)夯處理后的地基承載力特征值較為客觀、準(zhǔn)確，可直接作為無經(jīng)驗(yàn)地區(qū)強(qiáng)夯地基評(píng)價(jià)的方法。但是該方法周期較長(zhǎng)、成本較高。規(guī)范要求靜載荷試驗(yàn)法每個(gè)擬建物不少于3個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，對(duì)于大片別墅區(qū)或者多層擬建物成本太高，不宜采用。對(duì)于勘察階段原位測(cè)試法無地區(qū)經(jīng)驗(yàn)的可結(jié)合靜載荷試驗(yàn)法確定處理后地基土承載力。

2 案例

2.1 工程概況

承建設(shè)方委托我公司對(duì)天津市武清區(qū)某項(xiàng)目強(qiáng)夯過的地塊進(jìn)行竣工檢測(cè)。該項(xiàng)目位于天津市武清區(qū)，擬建場(chǎng)地以前為取土坑，坑深約為4.0 m～5.9 m，勘察時(shí)已填墊一年多，為新近填墊，地基土為欠固結(jié)土，不能直接作為擬建物天然地基持力層。擬建物為2層～3層別墅，擬建場(chǎng)地為167 500 m3。地基設(shè)計(jì)擬采用強(qiáng)夯后的天然地基淺基礎(chǔ)方案。

強(qiáng)夯后采用原狀取土試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)及靜力觸探試驗(yàn)等多種測(cè)試手段及方法進(jìn)行檢測(cè)，以取得較為客觀、合理的測(cè)試結(jié)果，為設(shè)計(jì)及施工提供充分依據(jù)。

該項(xiàng)目于2008年3月開工建設(shè)，2010年11月竣工，至今竣工已過三年多，建筑物沉降均勻，使用良好。

2.2 地層巖性特征及分布規(guī)律

根據(jù)前期勘察資料及本次檢測(cè)鉆孔資料分析，該場(chǎng)地埋深10.0 m深度范圍內(nèi)，地基土按成因年代可分為兩層。

2.2.1 人工填土層(Qml)

全場(chǎng)地均有分布，厚度4.0 m ～5.1 m，西北側(cè)較厚，約5.9 m，未揭穿，底板起伏大，該層素填土(力學(xué)分層號(hào)①1):呈黃褐色，軟可塑狀態(tài)，以粘性土為主，含石子、植物根、螺殼，局部含有機(jī)質(zhì)。

2.2.2 全新統(tǒng)上組陸相沖積層(Q34al)

未揭穿，最大揭露深度5.0 m。主要由粉質(zhì)粘土、粘土(力學(xué)分層號(hào)②1)組成，呈黃褐～褐色，軟塑～可塑狀態(tài)，無層理，含鐵質(zhì)，屬中壓縮性土。本層土水平及垂直方向上的分布受上部人工填土影響而變化較大。

2.3 強(qiáng)夯前后土層指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)及靜力觸探試驗(yàn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)以預(yù)打15 cm后連續(xù)進(jìn)入30 cm累計(jì)錘擊數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)(用N表示，下同);重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)以進(jìn)入10 cm累計(jì)錘擊數(shù)作為動(dòng)力觸探試驗(yàn)擊數(shù)(用N63.5表示，下同)。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)修正后的平均值及靜力觸探試驗(yàn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)詳見表6。

表6 強(qiáng)夯前后原位測(cè)試各指標(biāo)統(tǒng)計(jì)對(duì)照表

表7 強(qiáng)夯前淺部地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

表8 強(qiáng)夯后淺部地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

2.3.2 土工試驗(yàn)物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

土層物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見表7，表8。

2.4 強(qiáng)夯后素填土承載力特征值確定

根據(jù)有關(guān)國(guó)家規(guī)范及相關(guān)資料用工程經(jīng)驗(yàn)法、靜力觸探試驗(yàn)法及動(dòng)力觸探法(本項(xiàng)目為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法)提供強(qiáng)夯后素填土承載力特征值。為保證評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀、準(zhǔn)確、安全、可靠，參數(shù)采用平均值進(jìn)行查表計(jì)算。

對(duì)素填土采用物性法根據(jù)壓縮模量確定承載力特征值，強(qiáng)夯后其壓縮模量平均值Es=4.72 MPa，查表得承載力特征值為129 kPa。

用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)方法確定承載力特征值，強(qiáng)夯后其標(biāo)貫擊數(shù)修正值 N'=3～8，平均值為4.8擊，查表得承載力特征值為141 kPa。

靜力觸探試驗(yàn)法確定承載力特征值，強(qiáng)夯后其錐頭阻力平均值 qc=1.21 MPa，根據(jù)回歸方程:ps=1.283qc－0.496，再根據(jù)公式R=104ps+26.9，計(jì)算得承載力特征值為136 kPa。

綜合考慮，進(jìn)行地基基礎(chǔ)初步設(shè)計(jì)時(shí)采用天然地基淺基礎(chǔ)的建筑區(qū)域?qū)?qiáng)夯過的素填土承載力特征值建議采用120 kPa。

3 結(jié)論與建議

1)強(qiáng)夯過的地基可直接作為低矮擬建物天然地基淺基礎(chǔ)持力層，強(qiáng)夯后的地層承載力特征值應(yīng)采用多種方法綜合確定。

2)采用工程經(jīng)驗(yàn)法、原位測(cè)試法確定強(qiáng)夯后的地基承載力特征值經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。若無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，也可采用靜載荷試驗(yàn)法確定強(qiáng)夯后的地基承載力特征值。

［1］DB 29-20-2000，巖土工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］巖土工程手冊(cè)編寫委員會(huì).巖土工程手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

［3］任澤龍.談強(qiáng)夯處理地基的檢測(cè)技術(shù)［J］.山西建筑，2013，39(21)：85-86.

［4］JGJ 79-2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.