強(qiáng)夯法加固某高速公路粘土填方路基試驗(yàn)研究

張 聽

棗莊市市中區(qū)公路局（277100）

某高速公路地形類別為山嶺重丘區(qū),工程道路路基為原始地基上回填粘土形成填方路基,填方厚度一般在3～8m左右。粘土填方路基承載力低，且填方時(shí)間短，土體處于欠固結(jié)狀態(tài)，若不采取合適的地基加固方法進(jìn)行路基處理，不僅承載力不能滿足車輛運(yùn)行要求,而且其工后沉降將會(huì)相當(dāng)可觀。

強(qiáng)夯法由于設(shè)備簡(jiǎn)單、施工易行、節(jié)約三材、效果明顯等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛用于公路填方路基加固工程。本工程大面積路基加固擬采用強(qiáng)夯法施工,但由于強(qiáng)夯法的設(shè)計(jì)理論遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實(shí)踐應(yīng)用,對(duì)于具有特定場(chǎng)地條件的工程項(xiàng)目，其施工參數(shù)的選擇應(yīng)通過試驗(yàn)區(qū)的施工及相應(yīng)的效果檢驗(yàn)來確定。

試驗(yàn)區(qū)位于K10+100～K10+200段，分A、B兩個(gè)小區(qū)，面積均為24 m×30m，為避免夯擊時(shí)相互影響，兩小區(qū)之間的間隔距離為10m。每個(gè)試驗(yàn)區(qū)施工之前均安排了單點(diǎn)夯試驗(yàn)，以確定合理夯擊次數(shù)。

1 試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)條件

試驗(yàn)區(qū)填方高度為6m左右，填方為褐黃色粉質(zhì)粘土，軟塑～流塑狀，原始承載力為80～100 kPa。填方下原始地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填筑土，松散～中密狀。

2 地基加固要求

強(qiáng)夯處理后,路基在強(qiáng)度和沉降方面應(yīng)該滿足如下設(shè)計(jì)要求:1）有效加固深度不小于6m。2）表層0～4m內(nèi)地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk≥150 kPa，4～6m內(nèi)地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 fk≥120 kPa。3）加速填土層的主固結(jié)沉降，增加填土路基的均勻性和剛度，減小路基的不均勻沉降。4）工后沉降不大于20 cm，不均勻沉降不大于1%。5）路基壓實(shí)度要求:振動(dòng)碾壓后填土面以下0～80 cm壓實(shí)度不小于95%;填土面以下80～150 cm壓實(shí)度不小于93%；填土面以下150 cm壓實(shí)度不小于90%。

3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試內(nèi)容

1）地面沉降、夯坑沉降觀測(cè)。在各試驗(yàn)小區(qū)布置3m×3 m的地面沉降測(cè)點(diǎn)方格網(wǎng)，測(cè)量強(qiáng)夯前和每遍強(qiáng)夯后的地面平均沉降情況。在試驗(yàn)小區(qū)單點(diǎn)夯處，量測(cè)每擊引起的夯坑沉降，以動(dòng)態(tài)了解土體加固效果和夯實(shí)情況，確定最佳夯擊次數(shù)。

2）孔隙水壓力觀測(cè)。強(qiáng)夯試驗(yàn)前埋設(shè)孔隙水壓力探頭?？紫端畨毫τ?jì)在每一試驗(yàn)小區(qū)中心各埋設(shè)1組,埋深分別為1.5m、3.0m和6.0m。在強(qiáng)夯試驗(yàn)期間對(duì)超靜孔隙水壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)，以便分析強(qiáng)夯有效加固深度,合理確定兩遍強(qiáng)夯之間的間隔時(shí)間。要求前一遍強(qiáng)夯引起的超靜孔隙水壓力消散率大于90%以上后，方可進(jìn)行下一遍強(qiáng)夯施工。

4 施工流程

試驗(yàn)區(qū)強(qiáng)夯施工的流程為:

清理整平場(chǎng)地→測(cè)點(diǎn)放點(diǎn)→第一遍點(diǎn)夯推平→第二遍點(diǎn)夯推平→小區(qū)第一遍普夯推平→小區(qū)第二遍普夯推平→低能量滿夯推平→分層填土→振動(dòng)碾壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高→檢測(cè)驗(yàn)收。

5 大面積施工時(shí)的注意事項(xiàng)

1）大雨天和下雨前不得進(jìn)行強(qiáng)夯施工。在強(qiáng)夯施工中，如發(fā)現(xiàn)要下雨應(yīng)及時(shí)對(duì)夯坑進(jìn)行掩埋或覆蓋,并作好排水設(shè)施，排除表面積水。這是因?yàn)?①含水量過大時(shí),由于土壤顆粒間具有較為豐富的水分，在強(qiáng)夯巨大的夯能作用下，土壤容易產(chǎn)生彈簧現(xiàn)象，水分和粘性填料結(jié)合在一起，更不易風(fēng)干和壓實(shí)，會(huì)出現(xiàn)夯擊坑周邊隆起、邊坡鼓包等現(xiàn)象，反而使路基出現(xiàn)質(zhì)量病害；②由于強(qiáng)夯后，在填料表面出現(xiàn)一個(gè)個(gè)深達(dá)數(shù)十厘米的夯坑，如果不進(jìn)行及時(shí)的推平碾壓，這些夯坑極易成為雨水匯集的地方，為后續(xù)施工造成困難，應(yīng)該引起施工、監(jiān)理單位的高度重視。2）強(qiáng)夯施工的合適順序?yàn)?先兩邊，后中間。即在同一排(橫向)強(qiáng)夯施工時(shí)，先施工靠近路肩的夯點(diǎn)，再施工中間的夯點(diǎn)。3）注意吊車、夯錘附近人員的安全。為防止飛石傷人，吊車駕駛室應(yīng)加防護(hù)網(wǎng)。起錘后，人員應(yīng)在10m以外并戴安全帽，嚴(yán)禁在吊臂前站立。吊車就位后一定要檢查門架是否平穩(wěn)。4）正式開夯前應(yīng)檢查夯錘重和落距，以確保單擊夯擊能量符合要求。5）由于強(qiáng)夯施工的特殊性，施工中所采用的各項(xiàng)參數(shù)和施工步驟要符合設(shè)計(jì)要求,因?yàn)槭┕そY(jié)束后很難進(jìn)行檢查，要求施工中對(duì)各項(xiàng)參數(shù)和施工情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。6）每遍夯點(diǎn)、夯擊次數(shù)和落距要嚴(yán)格控制，杜絕發(fā)生降低夯能、少夯、漏夯等現(xiàn)象。7）施工中，強(qiáng)夯施工單位應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)。在發(fā)現(xiàn)下列情形時(shí)，應(yīng)停止施工并及時(shí)通知監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位:①路堤邊坡有明顯的變形或隆起;②強(qiáng)夯夯沉量無明顯收斂跡象，夯坑土體擠出明顯；③路基出現(xiàn)滑移跡象；④結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)裂縫、破壞現(xiàn)象；⑤其它路基異常征兆。

6 結(jié)束語

由于軟粘土具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性，傳統(tǒng)強(qiáng)夯工藝“先重后輕”的加能方法容易導(dǎo)致軟粘土自身結(jié)構(gòu)性的過度破壞。試驗(yàn)遵循了“先輕后重，逐級(jí)加能”的原則，試驗(yàn)結(jié)果表明，運(yùn)用這一強(qiáng)夯新工藝加固軟粘土地基可以取得令人滿意的效果。

[1]李九林,賈乃康.強(qiáng)夯法在加固高速公路軟弱和液化地基中的應(yīng)用[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2004,(6):54-55

[2]地基處理手冊(cè)編寫委員會(huì).地基處理手冊(cè)(第二版)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000