強夯法在石方路基填筑中的應(yīng)用

馮麗琦

摘要：文章就離軍高速公路路段路基的施工，闡述了路基填筑的施工工藝、質(zhì)量要求及施工質(zhì)量檢測，分析了路基強夯處理后的效果。

關(guān)鍵詞：強夯法；路基填筑；應(yīng)用

中圖分類號：U415.521文獻標識碼：A文章編號：1000-8136(2009)35-0044-02

離軍高速公路K7+380～K7+500段填方路基位于三川河河道右側(cè)，屬河灘路段，常年受河水沖刷，為提高路堤的整體穩(wěn)定性，施工時采用了石方填筑(該段路基位于上白霜隧道出口，石渣填料豐富)。在路基填筑施工中，每填高4m進行一次強夯處理，從而大大提高了路基的承載力和穩(wěn)定性，有效避免了路基工后沉降。

強夯法又叫動力固結(jié)法，是用起重機械吊起夯錘后從高處自由下落，給填料以強大的沖擊力和振動能量，使疏松的填料強制壓縮致密，從而提高地基強度和穩(wěn)定性，是減小變形量的一種施工方法。強夯法具有設(shè)備簡單、功效高、工期短及成本低的特點。高填方路基用中等能量的夯擊能(1500kN·m～3000kN·m)分層夯實，能大幅度提高地基的強度、均勻性和穩(wěn)定性，有效減小地基的沉降變形，能夠滿足高等級公路及廠房建地基的建設(shè)要求。另外，強夯法也是處理濕陷性黃土等不良地質(zhì)路段的一種非常有效的方法。

1施工工藝

1.1施工機具設(shè)備

(1)履帶式強夯機。鑄鐵圓臺形夯錘，錘底直徑1.8m,錘重15t；夯錘的底部均勻等間距設(shè)置4個直徑150mm上下貫通的通氣孔，以減少夯擊時夯錘著地瞬間空氣對夯錘的向上托力和起吊時地面對夯錘的吸附力。提升設(shè)備的最大提升高度為20m，并配有自動脫鉤裝置。

(2)其他設(shè)備。裝載機、自卸汽車、推土機、壓路機等拉運及攤平碾壓設(shè)備。

1.2技術(shù)參數(shù)

(1)單點夯擊能。根據(jù)設(shè)計加固深度4m，確定單擊夯擊能為2000kN·m。

(2)夯點間距及夯擊遍數(shù)先點行兩遍，后滿夯一遍：第一遍2.5倍錘徑梅花型布置，單點夯擊次數(shù)不小于8擊；第二遍夯擊點位于第一遍夯擊點之間，夯擊次數(shù)不小于8擊；點夯最后兩擊的沉降量要求小于5cm；第三遍滿夯夯平，每點夯擊3次，夯痕搭接1／4夯錘直徑。

(3)填料粒徑。按填料最大粒徑小于夯錘直徑的1／3控制填料粒徑。

(4)夯層厚度。根據(jù)選用的夯擊能、夯點間距及夯擊遍數(shù)，確定每填筑4m強夯一次。

強夯施工的設(shè)計技術(shù)參數(shù)須通過試驗段施工(試夯)來檢核修正。

1.3工藝流程

試夯確定技術(shù)參數(shù)－平整場地－夯點放樣－強夯機就位對點夯擊－夯擊完后整平場地－第二遍點夯－第三遍滿夯－整平場地－檢測設(shè)計指標。

1.4施工要點

(1)單點試夯，確定單點最佳夯擊能、最佳夯擊次數(shù)、有效影響范圍和深度，描繪夯擊次數(shù)與夯沉量的關(guān)系曲線、夯擊次數(shù)與累計夯沉量百分比關(guān)系曲線、夯坑及夯坑周圍地表變形與夯擊次數(shù)的關(guān)系曲線，檢測設(shè)計的質(zhì)量指標，修正施工技術(shù)參數(shù)，指導施工。

(2)夯擊前，用推土機將層面推平，場地平整度要求小于10cm。

(3)用全站儀放樣布點，并用石灰畫出夯點。

(4)強夯機就位，按試夯確定的夯擊次數(shù)進行單點夯擊，單點夯擊按由內(nèi)而外隔行跳打的順序。用水準儀測量最后兩擊的夯錘頂面高差，最后兩擊的沉降差小于5cm后移位至下一夯點夯擊直至完成所有夯擊點。夯機撤出場外，用推土機推平松散填料。

(5)用全站儀在第一遍夯點間放出第二遍的夯擊點，重復第4條。推土機推平夯坑邊松散填料，用級配填料補平夯坑。低擊能單點滿夯一遍，單擊次數(shù)1-3次，完成本次強夯施工。

(6)夯完一層后，檢測路基中線和標高，做好各項施工記錄。

(7)檢測路基承載力和變形量等指標。

1.5施工注意事項

(1)強夯施工是路基填筑后的加固補強措施，不能代替路基填筑時的壓實施工。

(2)強夯法施工時，試夯是一項必不可少的工作，它是確定正式施工技術(shù)參數(shù)的重要環(huán)節(jié)。

(3)單點夯擊時，檢測前后兩擊的沉降差時要測量夯錘的頂面高差而不是夯坑高差。

(4)強夯作業(yè)時，夯位要準確，落錘要平穩(wěn)，夯擊中如發(fā)生坑底傾斜，要用碎石補平后再進行夯擊，夯點偏位過大的應(yīng)糾正補夯。

(5)嚴格控制單位面積夯擊能(即夯擊能與夯錘底面積之比)，單位面積夯擊能不能過小，過小則加固效果不好，但也不宜過大。一般單位面積夯擊能取300kN·m／m²～500kN·m／m²。

(6)強夯施工時，如果填料是土則完成第一遍夯擊后間隔一段時間后(間隔時間根據(jù)試驗確定，根據(jù)土的性質(zhì)及含水量的不同一般取4-10天)，再進行第二遍、第三遍的夯擊。

(7)強夯作業(yè)的施工現(xiàn)場如果對周圍居民的房屋及其他設(shè)施較近時應(yīng)設(shè)監(jiān)測點，必要時應(yīng)采取隔振或防振措施。挖減振溝是減小強夯對周邊振動的有效措施。

(8)施工現(xiàn)場要由專業(yè)人員指揮，指揮信號要明確，司機應(yīng)按指揮信號進行操作。

(9)夯錘下及起重臂下嚴禁站人，現(xiàn)場工作人員必須佩戴安全帽，并要離夯點6m以外，以防飛石傷人。

(10)經(jīng)常檢查夯錘、自動脫鉤裝置及起重索具等是否完好，能否正常工作。

(11)夯錘起重時不可一次猛起，錘底離地后待機下人員離開夯錘后再繼續(xù)提升。

2質(zhì)量要求及施工質(zhì)量檢測

2.1 質(zhì)量要求

強夯加固后的基本要求是地基(路基)達到穩(wěn)定、均勻和密實。

(1)地基承載力標準值R≥700kPa。

(2)變形指標：加固后地基(路基)頂面的綜合回彈模量應(yīng)不大于150MPa；加固后的路基經(jīng)過一個雨季后總沉降量小于4cm。

2.2施工質(zhì)量檢測

根據(jù)填料情況和設(shè)計目標，可選用不同方法檢測地基的密實度、變形量和承載力。

(1)密度檢測：采用灌水法測定大塊石填料的單位體積重量，計算地基的密度，評價填筑路基的密實程度。

(2)回彈模量檢測：通過測定地基在反復荷載作用下，壓力和回彈變形之間的關(guān)系，并根據(jù)施加的壓力和對應(yīng)的回彈模量，計算地基的回彈模量。

(3)靜力載荷試驗：通過測定地基在靜壓力作用下，壓力與變形、變形與時間的關(guān)系，根據(jù)施工的荷載和對應(yīng)的變形值，計算地基的變形模量。

3效果分析

本段路基經(jīng)強夯處理后，通過地基回彈模量檢測和載荷試驗檢測的數(shù)據(jù)分析，地基承載力得到了大幅的提高，地基的壓縮模量得到了較大的改善，并且大大加快了施工速度?，F(xiàn)離軍高速已運營兩年，該段路基整體穩(wěn)定性良好，路面無開裂下沉現(xiàn)象。