关键词 地基；强夯处理；湿陷性；压缩变形。
1 工程概况。
朱家涧水库是甘肃省泾川县实施的水资源保护与开发的重点工程，设计该水库总库容 303.5 万 m3,设计年供水约 200 万 m3,水库建成将有效解决泾川县部分人民生活用水的问题。
坝址处多年平均径流量 730 万 m3,工程规模为 小 1 型 , 坝 长 165m, 最 大 坝 高27.5m,顶宽 6m.建设内容主要包括左岸均质土坝，混凝土连接坝段，表孔泄洪闸、底孔泄洪闸、右岸混凝土重力坝等。坝址区工程地质情况复杂，右岸混凝土重力坝经坝基开挖清基后坐落于棕红色、桔红色块状砂岩地层上，岩体相对完整坚硬，清基至微风化岩层后可作为建基面；左坝地层相对较为复杂，主要为深厚层的黄土，据勘察报告该地层具有显着的湿陷性，工程施工阶段须进行人工处理。
为避免该段工程地基会发生湿陷下沉的危害，须对该段地基进行人工处理，使整个施工区域地基均匀一致，并且还需要提高该段地基的承载力和变形能力。地基的处理方法有多种，如垫层处理、强夯法、预浸水并硅化或碱液加固等[1-3],根据该工程所处地理位置、基土的特性、施工效率、设计要求、经济等方面综合考虑研究决定对该地基进行强夯处理，强夯法发生巨大的冲击波，可以使土体内气体排出、液态水被挤出、土颗粒在结构上重新排列，从而能够提高该黄土地基的强度并降低其压缩性，解决黄土地基湿陷的问题。研究的目的是为确定其施工参数、施工设备及施工工艺，为今后施工提供科学依据，指导施工。
2 湿陷性黄土击实试验。
2.1 室内试验。
土工室内试验是水利工程建设的比较重要的试验项目，从试验内容上可以分为：物理性能试验、力学性能试验和化学性能试验。根据朱家涧水库大坝工程的需要室内试验主要测试物理性能和力学性能，物理性能测试含水率和密度，力学性能试验进行击实试验、压缩变形试验和湿陷试验。
2.2 现场试验。
根据工程勘察报告和大坝上部结构对地基的力学指标要求，选用单击夯击能为2500kJ,低能量满夯击能为 1000 kJ 的低能量夯实设备加固。夯实设备参数如下表 1 所示。
工程区地质情况相同，现场试验区可在坝基强夯法处理区内的任一区域实施，试验区域选择在坝下 0 027 ~0 047、坝 右 边0 027~0 047 处。试验场地 20m×20m,平整后测量场地高程使区域内最高处跟最低处高差 30mm 以内；而后按照 4m×4m 间排距布点。
夯击次数由土体的性质决定，根据相关经验决定采用三遍夯实，夯击点采用正方形布置，第一遍夯击点间距取 4m,第二遍夯击点间距与第一遍相同且夯击点需错开，第三遍以低能量进行满夯，以加固前两遍夯击点之间未被夯实的表土层。
夯实完成一周后，任意抽两个夯点，从夯击终止时的夯面起至试验基面基下 3m 深度内每隔 1.0m 取样进行室内试验，确定强夯参数。
2.3 结果分析。
2.3.1 对密度的影响。
坝基为原状土，试验前对该层土取样检测其天然干密度为 1.62g/cm3~1.72g/cm3,平均值为 1.67g/cm3.取扰动样进行轻型击实试验，最大干密度为 1.76g/cm3,最优含水率 12.5%,轻型击实试验成果仅为单位体积夯击的击实功为 592.2kJ/m3时检测对象所能达到的最密实状态。轻型击实试验结果如图 1 所示：
在试验区用选用的夯实设备进行夯实处理，第一遍夯实 10 次完成后，随机抽取一点测其不同深度的湿密度、含水率，测试结果如表2 所示。
从表 2 可以看出，取样点干密度范围值为1.76g/cm3~1.94g/cm3,平均值为 1.85g/cm3,夯实设备处理的土体干密度较轻型击实试验取得的最大干密度大，由于夯实设备的夯实功较轻型击实设备的击实功大[4].试验选取的夯实设备夯实功大，致使土体干密度呈现增长。随着夯实面以下深度的增加，夯实功逐渐减弱，夯实干密度逐渐减小。
2.3.2 对夯沉量的影响。
对夯实第一遍和第二遍随机各取 3 个点，测其夯实次数对应平均和累计夯沉量，测试结果如图 2、图 3 所示。
从图 2、图 3 可以看出随着夯实次数的增加夯沉量逐渐减小，夯实次数增加使得地基土体压缩性逐渐降低；第一遍夯实次数达到 10 次以后和第二遍夯实次数达到 9次以后累计夯沉量变化趋于平缓，说明已经达到了最佳密实状态，确定其为最佳夯实次数。第二遍夯实的平均夯沉量较第一遍变小，在第一遍夯实冲击波的作用下周围土体结构发生破坏，较第一遍夯实时的土体压缩性降低、结构更加密实。
对第二遍夯实后进行第三遍夯实，从平均夯沉量数据可以看出，夯实次数达到3~4 次后平均夯沉量变化很小，从经济和施工效率考虑确定其夯实次数为 3~4 次。
2.3.3 夯实效果。
为表明夯实效果，对测试夯实前后土体的压缩变形系数、系数变形系数和自重变形系数，测试结果如表 3 所示：
表 3 中编号 A1为原状土、A2和 A3为夯实后取得土体的测试结果，从表 3 可以看出夯实后土体的压缩变形系数较原状土降低了 0.1 MPa-1以上，湿陷变形系数降低0.004 以上。强夯法处理后土体的孔隙率降低，在遇水浸湿后，在附加压力和自重压力下引起湿陷变形的危害程度降低，可以防止水库大坝地基下陷的危害。
2.4 实验结论。
（1） 强夯使得地基土体干密度增加，其孔隙比降低，土体的渗水性降低，强夯法可以使得地基的承载力提高[5-6],从而能够有效解决朱家涧水库黄土地基发生湿陷的问题。
（2）随着强夯遍数的增加，平均夯沉量变化逐渐减小。
（3） 第一遍最佳夯实次数为 10 次，第二遍最佳夯实次数为 9 次，第三遍最佳夯实次数为 3~4 次。
3 工程应用。
应用现场试验取得的最佳施工参数对整段大坝地基进行强夯处理。第一遍点夯夯击 10 次后累计沉降量在 1.5m 左右，第二遍点夯夯击 9 次后累计沉降量在 1.0m左右，与现场试验取得的结果相吻合。从大坝建成就长期监测大坝的沉降情况，到目前为止沉降值不足 5cm,说明强夯法处理的湿陷性黄土地基的施工质量符合设计要求。
4 结语。
通过工程实践，强夯法处理湿陷性黄土地基达到了预期目标，施工方法简单、效率高且成本较低。强夯法处理可以使地基内湿陷性黄土深层固结，提高处理地基土质的致密性和地基的承载能力，防止地基发生下沉的危害，消除了土的湿陷性。
参考文献：
[1] 周健，张思峰，贾敏才，王冠英。 强夯理论的研究现状及最新技术进展 [J]. 地下空间与工程学报，2006,03:510-516.
[2] 杨建华。 碎石土高路堤的强夯处理与沉降特性研究[D].武汉理工大学，2008.
[3] 龚成明，程谦恭，刘争平。 强夯激励下黄土边坡动力响应模型试验研究 [J]. 岩土力学，2011,07:2001-2006.
[4] 贾敏才，王磊，周健。 砂性土宏细观强夯加固机制的试验研究 [J]. 岩石力学与工程学报，2009,S1:3282-3290.
[5] 何长明，邹金锋，李亮。 强夯动应力的量测及现场试验研究 [J]. 岩土工程学报，2007,04:628-632.
[6] 郑凌逶，周风华。 强夯置换软土中碎石墩形成过程的试验研究[J]. 岩土力学，2014,01: 90-97.