碎石土强夯加固效果荷载试验分析.docx

碎石土强夯加固效果荷载试验分析基金项目：教育部创新团队发展计划资助项目（IRT1045）；中央高校基本科研业务费重点项目（CDJZR12205501）；中国博士后科学基金特别资助项目（201003315）作者简介：黄达（1976-）男副教授博士研究方向为岩土工程和工程地质电话：[phone]E-mail：文章编号：0258-2724（2013）03-0435-07DOI：10.3969/j.issn.0258-2724.2013.03.007摘要：为探讨碎石含量及其分布对强夯地基承载力和差异沉降的影响规律采用平板荷载试验对3种不同碎石含量强夯地基的加固效果进行了检测.结果表明：碎石土强夯地基具有较好的承载力平均承载力均超过250kPa；随碎石含量增加和分布不均匀性增强地基承载力的不均匀性增强差异沉降增大；对于碎石含量较高且分布不均的强夯地基当荷载接近或达到地基承载力以后将出现更大的差异沉降；对于重庆市开县某强夯地基不同碎石含量可导致强夯地基的差异沉降量相差3～4倍.关键词：强夯地基；碎石土；不均匀性；载荷试验；差异沉降中图分类号：TU472文献标志码：A由于强夯冲击压缩过程的复杂性、碎石土介质的不均匀性和不连续性目前对于山区碎石土强夯地基仍处在工程应用的经验积累阶段[1-8].对于碎石土强夯地基的代表性研究成果大致可归纳为以下三方面：强夯冲击波传播特征及固结变形演化[1]；主要工程问题及存在的技术难点[2]；基于夯后检测的加固效果评价主要是密实度、承载力、波速及变形特征等的检测分析[3-8].我国西南地区的众多山区城镇处于地质条件复杂、地形狭窄的河谷地带很少有真正适宜于城镇建设的“开阔平地”较多建设场地不得不采用大挖大填等方式.回填碎石土强夯是山区工程及城镇建设常见的地基处理方式多见于山沟、坡地建筑地基及交通路基.由于碎石土回填材料一般为建设工程就近开挖的土石方其物质组成、碎石含量及形态特征均不尽相同故实例总结成果的应用具有较强的局限性[9-13].碎石土的介质特性对强夯加固效果有重要影响如文献[14]通过瑞利波检测分析发现碎石含量及大块石粒径对强夯加固深度影响明显.现有研究大多均针对同一填料（主要强调工程特征和夯击能等的影响）[1-13]而对碎石含量等内因对加固效果的影响规律的研究相对很少[14].减小地基承载力的不均匀性和差异沉降是建筑地基、交通路基等安全运行的重要基础问题和控制难点.为此我们通过荷载试验研究了碎石含量对地基承载力、变形模量以及差异沉降的影响规律.1填土特征及载荷试验1.1填土含石量估计及强夯施工重庆市开县某移民安置点强夯地基回填料为场地爆破开挖的碎石土场地施工新填碎石土厚约5～7m其下方为厚约5～7m的碾压填土（已自然固结3年承载力约180～220kPa）.新填碎石土主要由砂质泥岩、砂岩碎石及粉质黏土等组成其中碎石粒径大多介于0.2～0.7m之间呈强―中等风化.采用2次点夯和2次满夯的强夯施工工序进行加固.前2遍采用点夯（夯击能为3000kN・m）夯点梅花形布置间距6.0m.然后低能量级满夯2遍至地基平整.强夯施工参数见表1.根据试验段土体级配特征约定碎石含量为粒径不小于1cm的碎石所占填土的三维体积或二维面积百分比.碎石含量通过钻探取土和现场探槽断面统计估算确定.具体估算方法：（1）通过钻探估算碎石含量与岩体质量指标RQD的计算类似.通过钻孔取土统计土样的碎石岩芯长度碎石含量即为累积岩芯长度与钻孔深度的比值.钻探估算误差可控制在5%～8%.（2）探槽断面统计采用现场布置精测网（网格间距为10cm）定位通过现场精细素描和照片（正面拍照）图像处理可较好地估算探槽断面碎石所占面积碎石覆盖面积与统计断面面积之比即为碎石含量.探槽断面统计精度较高误差可控制在2%～4%.选取3个典型的不同碎石含量及其分布的场地A、B、C进行夯后地基平板荷载试验研究：试验段A：碎石含量约40%分布较均匀块石粒径相对较小（粒径普遍约5～30cm）.试验段B：碎石含量约50%分布较不均匀存在少量较大粒径的块石（粒径普遍约10～40cm）.试验段C：碎石含量约73%分布不均匀存在较多不匀分布的较大粒径块石（粒径普遍约10～50cm）.1.2试验情况平板载荷试验（简称PLT）是一种较为直观、可靠的原位土工试验其主要目的是评价地基承载力和变形特征[14-15].强夯施工完成约14d后进行荷载试验每个试验段6个试