高等級公路濕陷性黃土地基強(qiáng)夯處理施工方法探討

摘 要：該文介紹了高等級公路結(jié)構(gòu)物自重濕陷性黃土地基強(qiáng)夯處理施工方法，為相似工程提供了參考。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土 強(qiáng)夯 高等級公路

中圖分類號：U412.363文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（b）-0119-02

公路地基土層如果具有強(qiáng)濕陷性或較高的壓縮性，且容許承載力低于路堤自重壓力時，設(shè)計應(yīng)考慮地基自重和活載作用下所產(chǎn)生的壓縮下沉。除采取防止地表水下滲的措施外，可考慮采用重錘夯實，

1 重錘強(qiáng)夯法設(shè)計

1.1 確定有效加固深度

施工前，應(yīng)按照設(shè)計文件要求，確定所在路段自重濕陷性黃土地基有效加固深度（本例為5～6 m）。

1.2 確定單擊夯擊能

本段強(qiáng)夯能級：點夯2250 kN.m，滿夯1200 kN.m。

1.3 確定錘重和落距

點夯夯錘：錘重15T，圓柱體形錘，有氣孔，底面積A=4.0 m2

滿夯夯錘：錘重12T，圓臺形錘，有氣孔，底面積A=4.5 m2

點夯夯錘落距：15 m，滿夯夯錘落距：10 m。

1.4 確定夯點夯擊次數(shù)

每一點的夯擊次數(shù)確定原則是：使土體豎向壓縮最大，側(cè)向位移最小。夯擊頻率每分鐘夯擊1至2次。第一遍夯點每點10擊，第二遍夯點為5～8擊；滿夯每點為2～3擊。在施工過程中，必須滿足以下條件：

（1）點夯最后兩擊的平均沉降量要控制在5 cm以下；滿夯最后兩擊的平均沉降量控制在2 cm以下。

（2）夯擊后，夯坑周圍地面不能發(fā)生比較大的隆起，宜控制在10 cm以內(nèi)。

（3）應(yīng)避免因夯坑過深而導(dǎo)致起錘困難情況出現(xiàn)。

1.5 夯擊遍數(shù)、夯點布置及間距要求

夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基的性質(zhì)確定，如果土質(zhì)顆粒越細(xì)，土體壓縮層越厚，同時含水量較高，需要的夯擊遍數(shù)就越多。由于路基全線土質(zhì)為細(xì)粒土，故強(qiáng)夯須分3遍進(jìn)行。第1、2遍為點夯，夯點布置形狀為成正方形。根據(jù)壓縮層厚度和土質(zhì)條件確定夯點間距，為6.0 m。第一遍夯擊點的間距要大，這樣可使深層土得以加固，并且能使夯擊能量傳遞到深處。第二遍夯點布置應(yīng)在第一遍夯點的中間。第三遍為滿夯，用較低的夯擊能進(jìn)行夯擊，夯擊時彼此重迭搭接，一般搭接寬度四分之一錘徑，以確保地表土的均勻性和較高的密實度。

2 施工方案

2.1 施工機(jī)具

（1）夯錘：夯錘選擇時應(yīng)考慮錘底靜壓力的要求，設(shè)計要求錘底靜壓力范圍在25～40 KPa之間。點夯夯錘采用圓柱形鑄鐵夯錘；滿夯夯錘采用圓臺形鑄鐵夯錘。錘中部設(shè)置7個直徑為10～20 cm的排氣孔，以利于夯擊時空氣的排出和減小起錘時的吸附力。

（2）起重機(jī)：選用波蘭產(chǎn)的500 kN的履帶式起重機(jī)。

2.2 工藝流程

（1）平整場地，清除路基設(shè)計處理范圍場地內(nèi)的雜草等，用挖掘機(jī)和裝載機(jī)把擬強(qiáng)夯的段落上多余的土方清理，自卸車將土拉運(yùn)至指定的棄土場。清理完畢后，用推土機(jī)將場地推平，50T振動壓路機(jī)碾壓，使場地表面不留虛土、浮土。并測量夯前地面高程。調(diào)查場地情況，如果有易遭受雨水及積水浸泡路段，要做好臨時排水工作，如開挖臨時排水溝等。

（2） 測量放樣。按夯點設(shè)計圖進(jìn)行測量放線。在整平出的場地上，用全站儀放出路基的中線，水準(zhǔn)儀測出地面高程，根據(jù)填土高度放出坡腳線。定出第一遍強(qiáng)夯各夯擊點的位置，用小木樁或白灰標(biāo)示，偏差值控制在5 cm以內(nèi)。在坑外應(yīng)設(shè)控制樁加以保護(hù)，以保證每遍夯點位置準(zhǔn)確。

（3） 機(jī)具設(shè)備進(jìn)入工地。夯錘對準(zhǔn)夯點位置，開始試吊重錘，之前應(yīng)檢查脫鉤器開啟情況，同時測定起重錘高度，并測量夯前錘頂高程。

（4）將夯錘起吊到設(shè)計高度，待夯錘脫鉤下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，落錘應(yīng)保持平衡，若發(fā)現(xiàn)坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，要將坑底整平，每擊均需測量夯沉量，并填寫強(qiáng)夯施工記錄。

（5）第一遍強(qiáng)夯完成后，將地面用推土機(jī)推平，第二遍強(qiáng)夯應(yīng)在一周后進(jìn)行，完成后推平。

（6）施工過程中，單擊夯擊能、擊數(shù)、收錘標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行。對于夯坑過深、起錘困難、達(dá)不到設(shè)計要求的夯點，滿夯前必須進(jìn)行補(bǔ)夯。

（7）滿夯應(yīng)在第二遍點夯完成一周后進(jìn)行，錘痕應(yīng)互相搭接。

（8）按設(shè)計要求完成強(qiáng)夯后，將場地推平，并測量夯后地面高程。強(qiáng)夯后若地基總的平均沉降量小于60 cm，應(yīng)查找分析原因，并采取措施。

（9）強(qiáng)夯完成后，對地基加固效果進(jìn)行檢測。取得各種數(shù)據(jù)，與夯前原位測試相比較，以檢驗強(qiáng)夯效果。

2.3 強(qiáng)夯施夯順序

強(qiáng)夯一般先行施工外圍點，第一、二遍為點夯，夯點布置如圖所示。首先施工“①”號點，全部施工完成后接著施工“②”號點。為減少起重機(jī)移動次數(shù)，每遍強(qiáng)夯時起重機(jī)易放置在相鄰四個夯點中間，對每個夯點依次施夯。第三遍為滿夯。

2.4 強(qiáng)夯施工監(jiān)測與質(zhì)量控制

強(qiáng)夯施工過程的監(jiān)測至為重要，必須有專人負(fù)責(zé)，并對各項參數(shù)及施工情況作好詳細(xì)記錄。及時正確地收集施工步驟中需進(jìn)行收集的數(shù)據(jù)。統(tǒng)計分析出強(qiáng)夯施工需要的各種參數(shù)：各遍中夯擊能、各遍中夯擊次數(shù)、夯點布置、間歇時間。

（1）開夯前應(yīng)檢查夯錘重量和落距以及夯錘吊環(huán)是否準(zhǔn)確處于重心位置。

（2）在每遍夯擊前，應(yīng)對夯點放線復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，如發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯應(yīng)及時糾正。

（3）按設(shè)計要求檢查每個夯點的夯擊次數(shù)，每夯的夯沉量，周圍的沉降、隆起和擠出的情況等。

（4）土基含水量的控制：土基在適宜的濕度范圍內(nèi)（最佳含水量附近），強(qiáng)夯加密效果最顯著。土的含水量宜低于塑限含水量1%～3%。

（5）強(qiáng)夯施工質(zhì)量檢驗方法：分強(qiáng)夯過程中的檢驗及夯后檢驗。強(qiáng)夯過程中的檢驗指標(biāo)為施工控制夯沉量，夯后檢驗指標(biāo)為有效加固深度。強(qiáng)夯過程中，每遍的每夯點的夯擊次數(shù)用最后兩擊的平均夯沉量控制：點夯夯沉量應(yīng)小于5 cm；滿夯夯沉量應(yīng)小于2 cm。此外，夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起；不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難；強(qiáng)夯后地基平均沉降量應(yīng)大于60 cm。

（6）在施工過程中，基本技術(shù)要求為：單點夯擊能，擊數(shù)、收錘標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行；夯擊時點位偏位不得大于5 cm；對于夯坑過深，起錘困難、達(dá)不到要求的夯點，滿夯前必須補(bǔ)夯；應(yīng)有組織按順序進(jìn)行夯擊，并進(jìn)行詳細(xì)的施工記錄，避免偏夯、漏夯。

（7）夯擊標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)夯后地基平均沉降量應(yīng)不小于60 cm，而且要持續(xù)夯擊，直到最后兩夯夯沉量之差小于5 cm為止，否則需加夯。

（8）強(qiáng)夯法施工完成后對地基的要求及處理：從強(qiáng)夯后的地面算起，強(qiáng)夯后達(dá)到的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為：0～500 cm深度內(nèi)黃土濕陷性系數(shù)δs﹤0.015，干容重大于15 kN/m3，壓實度0～100 cm深度應(yīng)達(dá)93%以上，100～300 cm深度達(dá)90%以上，300 cm以下達(dá)85%以上；且強(qiáng)夯后地基平均沉降量大于60 cm。然后分層回填素土層（總厚度60 cm）至原地面標(biāo)高，素土層的壓實度（重型標(biāo)準(zhǔn)）達(dá)到93%以上。

2.5 回填土施工

強(qiáng)夯完成后，用平地機(jī)將現(xiàn)場整平，再用16 t振動壓路機(jī)靜壓一遍，準(zhǔn)備回填素土。填筑時按工序分4個區(qū)間，即填土區(qū)、平整區(qū)、碾壓區(qū)、檢驗區(qū)，采用流水線作業(yè)?；靥畹乃赝镣亮现杏袡C(jī)質(zhì)的含量要小于5%，不得使用表面耕植土、膨脹土。土料中不得夾有磚、瓦和石塊，當(dāng)含有碎石時，其粒徑不得大于5 cm。應(yīng)保證回填的素土每層的松鋪厚度小于30 cm，施工時，每層素土回填完后，必須用平地機(jī)將回填后的土整平，并測定回填土的含水量，如果含水量不足，應(yīng)及時補(bǔ)充水分，直至含水量達(dá)到或接近回填素土的最佳含水量時方可進(jìn)行碾壓作業(yè)。碾壓時，先用兩臺16 t振動壓路機(jī)靜壓兩遍，然后用兩臺16 t振動壓路機(jī)振壓兩遍，再用兩臺3Y18-21三輪壓路機(jī)靜壓兩遍。三輪壓路機(jī)靜壓時應(yīng)相互重疊二分之一輪寬，最后用振動壓路機(jī)靜壓收光。待碾壓完成后，取樣抽檢壓實度，填土壓實度應(yīng)在93%以上。填土標(biāo)高應(yīng)為原地面標(biāo)高。

2.6 施工注意事項

水是黃土地區(qū)路基產(chǎn)生病害的主要原因，黃土地區(qū)路基排水系統(tǒng)如果不完善，特別是施工時排水做不好，道路路基和基底會在雨水作用下產(chǎn)生各種病害，特別是在濕陷性黃土地區(qū)，排水對工程質(zhì)量是至關(guān)重要的。應(yīng)把排水作為保證工程質(zhì)量的主要問題來抓，以預(yù)防為主，防排結(jié)合，防水的重點是防沖、防滲，本著迅速引離、分散流徑、降低流速、加固溝渠的原則，制訂防排水措施。

（1）做好排水溝渠，保證將水迅速引離：在地表徑流流向路基的位置要開挖截水溝或排水溝，同時用塑料布臨時鋪設(shè)，將水引離路基以外較遠(yuǎn)處，防止雨水浸泡路基。

（2）平整地表，全面排水：在條件允許地段將路基坡腳以外20 m范圍內(nèi)的原地表仔細(xì)平整，填平和夯實洼地及裂縫，并做成0.5%以上的坡度，使雨水能夠排到遠(yuǎn)處，防止積水和積水下滲。

（3）掌握天氣變化情況，利用晴好天氣，迅速施工，迅速封閉，避免雨水浸泡。強(qiáng)夯夯坑如有積水，應(yīng)設(shè)法排除干凈。

（4）強(qiáng)夯施工前應(yīng)查明場區(qū)有無管線通過，距居民區(qū)較近時，應(yīng)設(shè)置隔振溝或采取其它隔振措施。

（5）地面隆起及翻漿： 調(diào)整夯點間距、落距、夯擊數(shù)等，使之不出現(xiàn)地面隆起和翻漿為準(zhǔn)（視不同的土層、不同機(jī)具等確定）。在易翻漿的飽和粘性土上，可在夯點下鋪填碎石墊層，以利孔隙水壓的消散，可一次鋪成或分層鋪填。

（6）夯擊效果差：若基礎(chǔ)埋置較深時，可采取先挖除表層土的辦法，對荷載較大的部位，可適當(dāng)增加夯擊點。土層發(fā)生液化應(yīng)停止夯擊，此時的擊數(shù)為該遍確定的夯擊數(shù)或視夯坑周圍隆起情況，確定最佳夯擊數(shù)。目前常用夯擊數(shù)在5～20擊范圍內(nèi)。間歇時間是保證夯擊效果的關(guān)鍵，主要根據(jù)孔隙水壓力消散完來確定。

（7）土層中有軟弱土：盡量避免在軟弱夾層地區(qū)采用強(qiáng)夯加固地基，如果必須用，應(yīng)加大夯擊能量。

3 質(zhì)量保證措施

（1）嚴(yán)格制定工藝流程：對每項工程都組織人員制定詳細(xì)的工藝流程，制定后通過現(xiàn)場試驗路段信息的反饋，及時調(diào)整、完善、定型。

（2）現(xiàn)場派專人對重點控制工序進(jìn)行跟蹤檢測，發(fā)現(xiàn)不合適處及時處理，保證施工質(zhì)量。

（3）加強(qiáng)技術(shù)交底工作：每項工程開工前，都由項目技術(shù)負(fù)責(zé)人向參加施工的技術(shù)、質(zhì)檢、施工人員和駕駛?cè)藛T按工藝要求進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底。

（4）加強(qiáng)測量和測試工作，每項工程開工前由技術(shù)人員對中線、高程、厚度、寬度進(jìn)行測量放線工作，作業(yè)過程中，每段都進(jìn)行測量和測試，發(fā)現(xiàn)問題及時予以調(diào)整和解決。

（5）加強(qiáng)監(jiān)督和檢查，嚴(yán)格定崗、定責(zé)，對主要影響施工質(zhì)量的因素，在施工時設(shè)專人檢查驗收，如現(xiàn)場土樣的含水量、錘重、落距、每點的夯擊次數(shù)等。

（6）在執(zhí)行上述措施的同時，施工還同時按項目技術(shù)質(zhì)量管理辦法進(jìn)行施工管理，確保工程順利進(jìn)行。

4 結(jié)語

高等級公路地基處理施工質(zhì)量的壞關(guān)系到公路整體的質(zhì)量，必須進(jìn)行周密的設(shè)計，對濕陷性的黃土地區(qū)地基而言，采用強(qiáng)夯處理施工方案，應(yīng)是一個不錯的選擇。