市政道路加寬段強夯處理效果分析

沈建東 沈 捷

0 引言

隨著交通運輸量的增加，不少公路的通行能力難以滿足運營要求，需要進行改造。對舊路進行加寬是一種技術(shù)可行、節(jié)省投資、減少占地的方法。然而舊路路基在路堤和交通荷載的作用下通常已達到固結(jié)穩(wěn)定，而新路基則會產(chǎn)生固結(jié)沉降，因此采用地基處理技術(shù)減小差異沉降是舊路加寬段的主要問題[1，2]。

強夯法又稱動力固結(jié)法，通常是采用80 kN～300 kN的重錘，起吊到6 m～30 m的空中自由落下，沖擊地面的地基加固方法。在適當?shù)牡鼗翆拥臈l件下使用強夯法，可使地基的壓縮性降低，承載力得到提高[3]。本文結(jié)合啟東和平北路舊路加寬工程，分析了強夯法在處理舊路加寬的工程效果。

1 工程概況

啟東和平北路改造公路的軟土厚度不大，一般軟土深度不大于8 m，底面埋深大多為6 m～7 m，且含砂量較大、夾砂層較多，施工路段與附近建筑物距離較遠，適于采用強夯法加固。為了對該路段強夯效果進行評價，選取其中的150 m作為強夯測試段。

測試段使用的夯錘重量為100 kN，直徑2.4 m。先進行兩遍點夯，落距10 m，擊數(shù)為4擊，夯點間距為8 m，正三角形布置，每遍間隔3 d。之后進行兩遍滿夯，落距4 m，擊數(shù)為3擊，夯點搭壓1/4夯錘直徑，每遍時間間隔21 d。

2 強夯處理效果測試方案

為了選擇地基加固的具體處理方案以及檢驗測試段強夯處理效果，本次研究中主要進行了地基孔壓監(jiān)測、強夯前后室內(nèi)土工試驗和原位試驗等測試?？讐河嫷牟贾梦恢萌鐖D1所示。

3 強夯處理效果分析

圖2為強夯的不同階段地基中的孔壓等值線圖。從等值線圖中可以看出，單點夯擊時孔壓隨水平距離的增大逐漸減小;而隨著深度增加卻是先增加再逐漸減小，在3 m深度處出現(xiàn)峰值，其原因是孔壓沿0 m～3 m深度增加是因為淺層土含水量較低，并且3 m以上沒有布置孔壓計、等值分布圖生成時取地面夯擊中心處孔壓為0所致。從圖2a)～圖2d)中4擊后瞬時孔壓等值圖看，孔壓在前4擊是逐漸增加的，而最后兩擊孔壓等值圖變化不太大，說明孔壓增幅變緩，這也與時程曲線變化一致。而從圖2e)的等值線可以看到，強夯9 h以后，孔壓已有了較大幅度的消散。因此，強夯的間歇時間不必取得很長。

對比圖2f)與圖2d)孔壓等值分布圖也可以發(fā)現(xiàn)，整個測試深度區(qū)域內(nèi)孔壓消散均很快。因此，夯擊時各遍之間安排時間間隙較短是合理的。對比圖2g)與圖2f)孔壓等值分布圖發(fā)現(xiàn)，滿夯后的孔壓分布值較之點夯更大，說明滿夯對場區(qū)土體孔壓變化、固結(jié)的作用更為明顯。

圖3為孔隙比的變化，其變化規(guī)律反映了強夯后孔隙比的減小;從深度上看，變化范圍均達到或接近9 m，由于強夯后會伴隨有側(cè)向排水現(xiàn)象，從結(jié)果可見強夯后地基孔隙比減小約0.11，表明了強夯明顯的效果。

從強夯前后地基土體標貫基數(shù)的變化可以看出，土體的承載性能得到了明顯的提高，設(shè)計參數(shù)下加固影響范圍可以達到地面下9 m深處，因此加固效果是明顯的。

4 結(jié)語

通過以上試驗分析，可得出對強夯加固效果和設(shè)計施工參數(shù)評價:1)在本路段地基土基本為粉細砂的條件下，采用強夯法進行處理，技術(shù)可靠，工藝合理，承載力完全可以達到設(shè)計要求;2)強夯法對本路段的影響深度可以達到夯擊點面下8 m～10 m;對普通路基而言，采用動力固結(jié)法處理可滿足一般路段的設(shè)計要求;3)夯擊能、夯擊遍數(shù)、夯點間距等設(shè)計施工參數(shù)是合理的，根據(jù)孔壓測試的情況，各遍夯擊之間的間隔時間雖較短，也是適宜的，未對施工造成不良影響;4)結(jié)合沉降數(shù)據(jù)的監(jiān)測情況，發(fā)現(xiàn)經(jīng)強夯法處理后，該路段路基沉降很小。因此應(yīng)當可以滿足新老路堤差異沉降的要求，估計工后沉降要求也應(yīng)滿足。

[1] 陳 磊，劉漢龍，陳永輝.高速公路拓寬工程地基處理效果的數(shù)值分析[J].巖土力學(xué)，2006，27(11):2066-2070.

[2] 孫 杰.軟土地基高速公路拓寬工程變形特性研究[D].南京:河海大學(xué)，2005.

[3] 錢家歡，殷宗澤.土工原理與計算[M].北京:中國水利水電出版社，1996.