談重錘夯實及強夯法對特殊路基的處理

范 小 桃

(山西晉城路橋建設有限公司，山西 晉城 048000)

談重錘夯實及強夯法對特殊路基的處理

范 小 桃

(山西晉城路橋建設有限公司，山西 晉城 048000)

對重錘夯實及強夯法解決路基下沉的施工方案進行了闡述，介紹了各施工方案的原理、機具設備選擇、施工注意事項、質量控制措施等，為施工人員選擇合理、經濟、高效的特殊路基處理方法提供了思路。

重錘，強夯，路基，方案

1 重錘夯實施工方案

1.1 原理

重錘夯實法是利用起重機械將重錘提到一定高度，自由落下，以重錘自由下落的沖擊能來夯實淺層地基。經過多次重復提起、落下，使地基表面形成一層均勻密實的硬殼層，從而提高地基承載力，減少地基變形。

1.2 機具設備

1)夯錘：其形狀采用截頭圓錐體，夯錘質量不小于5.0 t，錘底直徑為1.5 m，夯錘落距為10 m。

2)起重設備：采用W1001履帶式起重機，用鋼絲繩直接懸吊夯錘。

1.3 施工方案

1)試夯。

重錘夯實正式施工前，應在現場選點試夯。試夯中應觀測記錄夯坑土層沉降量，夯后應進行取土或觸探試驗，對比夯實前后土層密實度、含水量、濕陷性等的變化，最后確定參數。

2)方案。

根據施工特點分為三種施工方案：一種為新老路基結合部處理方案；一種為高填方大面積施工方案；一種為新填路基填挖交界處、橫向半填半挖及縱橫向陡坡地段。

第一種：加寬施工方案。加寬時宜比設計寬50 cm，同時要滿足夯機施工寬度。首先對原地面進行平整碾壓；然后重錘夯實處理，用夯機吊錘宜按從外向內一夯挨一夯順序進行，每點3擊～5擊，以最后兩擊下沉量不大于5 cm為滿足條件，若達不到可增加擊數。在路基填筑過程中對舊路基開挖臺階(向內側3%橫坡)，路基達到設計標高后，新老路基結合部要重點進行處理，一般為在新老路基結合部緊挨三錘，橫向寬度為4.5 m，每點3擊～5擊，滿足最后兩擊下沉量不大于5 cm。若加寬段填方過高，可采用高填處理方案。陵沁一級公路澤州城區(qū)段新建工程項目城區(qū)段，路線走向采用原路線走向，路基多為舊路加寬，有的單側加寬，有的雙側加寬，采用了重錘夯實的方案，現通車運營4年多，城區(qū)段路基新舊結合部位未存在不均勻下沉產生的裂縫。

第二種：高填方施工方案。由于重錘夯實有效影響深度為2.0 m，故分層壓實到2.0 m高后要進行分層夯實，目的是降低施工后沉降量，辦法是一夯挨一夯順序進行，全斷面夯實，每點夯擊次數要從試夯確定，滿足最后兩擊下沉量不大于5 cm，最后平整壓實。祁臨高速公路第八合同段起點上莊溝為一“U”形溝，溝深近30 m，路基填筑過程中，每2 m進行滿夯一次，每4 m全斷面鋪設一層土工格柵，路基成型后，效果良好。

第三種：新填縱向填挖交界處、橫向半填半挖及縱橫向陡坡地段施工方案。采用開挖臺階、重夯處理、鋪設土工格柵綜合治理。臺階寬度不小于3 m，高度可視地形確定，臺階向內側做3%的橫坡。分層填筑至臺階時，對結合部位(包括臺階和新填部分)進行重夯處理。整平后在結合部位鋪設土工格柵，土工格柵采用寬幅聚丙烯單向土工格柵，幅寬大于2.5 m，每延米拉伸屈服力不小于130 kN，2%伸長率時的拉伸力不小于50 kN/m，在鋪設時，對于橫向半填半挖段應將強度高的方向置于垂直于路軸線方向，對于縱向應將強度高的方向與路軸線方向一致。晉濟高速公路第二合同段K3+100～K3+380段路基存在單側填方高度大，縱、橫向均存在半填半挖，采用此方法進行施工，經過一年的施工后沉降并進行沉降量觀測，效果良好。

3)注意事項：

a.應做好排水設施，防止雨水浸泡。

b.做好交通管制。

c.冬季施工時，必須保證地基在不受凍的狀態(tài)下進行夯擊。

d.當夯擊振動對臨近建筑物、設備及施工中的砌筑工程和混凝土澆筑工程產生有害影響時，必須采取有效的預防措施。

4)質量檢驗：

a.最后兩夯沉量不大于5 cm。

b.滿足密實度和承載力。

c.檢查點500 m2不少于一點。

5)重夯效果分析：

a.經檢驗數據滿足要求，說明設計方案可行。

b.若數據滿足不了要求，要進行現場分析，具體從三方面進行，第一從落距、土質和夯打遍數分析；第二從土質含水量方面分析；第三檢查在有效夯實深度內是否存在軟黏土層。經過分析重新確定施工方案。

1.4 安全施工

1)施工范圍內設立安全警示標志。

2)派專職人員現場指揮。

3)機械操作室設安全網，指揮人員頭戴安全帽。

2 強夯法處理高填方施工方案

2.1 原理

強夯法是使用吊升設備將很重的錘反復起吊至較大高度后，使其自由落下，產生的巨大沖擊能量和振動能量作用于地基，給地基以沖擊和振動，從而在一定范圍內使地基的強度提高、壓縮性降低，改善了地基的受力性能。它的基本原理是：土層在巨大的強夯沖擊能作用下，土中產生了很大的壓實和沖擊波，致使土中孔隙壓縮，土體局部液化，夯擊點周圍一定深度內產生的裂隙形成了良好的排水通道，使土中的孔隙水(氣)順利溢出，土體迅速固結，從而降低此深度范圍內土的壓縮性，提高地基承載力。

2.2 強夯施工機具設備和人員安排

1)夯錘：底面直徑為2.5 m，圓形鋼錘或鑄鋼錘。質量不小于20 t，夯錘落距為10 m，即200 t·m。

2)起重設備：采用W1001履帶式起重機、龍門架、脫構裝置。

3)人員：每組3名司助人員，1名負責人，1名技術員。

2.3 強夯施工方案

由于強夯有效影響深度為5 m～6 m，故路基分層壓實到5 m后進行強夯處理。

1)試夯。

強夯正式施工前，應在現場選點試夯，試夯中應觀測記錄夯坑土層沉降量，夯后應進行取土或觸探試驗，對比夯實前后土層密實度，含水量，濕陷性等的變化，最后確定參數。

2)夯點布置和遍數。

采用梅花布點，4 m×4 m，中間各層不進行滿夯，最上一層在主夯完成后再用低能(100 t·m)滿夯。

3)夯擊次數。

通過試夯，以夯坑的壓縮量最大，夯坑周圍隆起量最小為基本原則，同時應滿足：a.最后兩擊的平均沉降量不大于50 mm；b.不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。

4)施工步驟。

a.在已平整好的場地上標出第一遍夯點位置并測量場地高程。b.起重機就位，使夯錘對中夯點位置。c.測量夯前錘頂高程。d.將夯錘起吊到預定的高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程。e.重復步驟d.，按設計和試夯的夯擊次數及

控制標準完成1個點的夯擊。f.重復步驟b.～e.，完成第一遍全部夯點的夯擊。g.換夯點，用推土機將夯坑填平，并測量場地高程，停歇規(guī)定的間歇時間，待土中超靜孔隙水壓力消散。h.按上述步驟逐遍完成全部夯擊遍數，測量夯后場地高程。

5)強夯質量檢驗。

采用原位測試和室內土工試驗方法，每300 m2一點。

6)強夯地基質量檢驗標準。

強夯地基質量檢驗和驗收應符合表1要求。

表1 強夯地基質量檢驗及驗收標準表

7)安全措施。

a.現場操作人員必須戴安全帽。b.駕駛室的擋風玻璃及回轉大齒輪前應設防護網。c.應經常檢查夯機的夯錘，脫鉤裝置及索具，及時維修和保養(yǎng)。d.強夯施工時，30 m范圍內不得有非強夯人員，以防夯擊時飛石傷人。e.現場要設立警示標志。f.六級以上大風，或視線不清時，不準進行強夯施工。

3 實例分析

舉例供參考：

晉濟高速公路起點250 m范圍內為長晉高速公路澤州互通棄渣場，深度最大為16 m左右。經過挖除傾填石方以后再填筑路基和強夯處理兩種方案比較，決定采用強夯處理方案(經濟)，考慮到局部傾填深度大，采用400 t·m強夯施工一遍另加一遍低錘滿夯。

1)夯距。考慮到其強夯效果以影響深度為主，故間距應適當加大，以便夯擊能量傳遞深處。夯距太小，相鄰夯擊點的加固效應將淺層處疊加而形成硬層，則將影響夯擊能向深度傳遞；另外在夯擊時上部土體易向側向已夯成的夯坑中擠出，從而造成坑壁坍塌、夯錘歪斜或傾斜，同時不利于空隙水壓力的消散。夯距按錘間凈距2 m布置。

2)每個夯擊點夯擊擊數的確定，以最后兩擊平均下沉量不大于5 cm。以夯坑的豎向壓縮量最大，而夯坑周圍隆起量最小為原則，確定每點夯擊數，但還需考慮施工的方便，不可因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。

3)試夯時應逐點逐擊觀測并記錄沉降量，當最后兩擊沉降量小于5 cm時停擊并記錄總擊數和最后兩擊沉降量。正式夯擊時，根據試夯時確定的總擊數夯擊，逐點觀測并記錄最后兩擊的總擊數和沉降量。

On heavy tamping foundation and treatment of special roadbeds with dynamic consolidation

FAN Xiao-tao

(ShanxiJinchengRoadandBridgeConstructionCo.,Ltd,Jincheng048000,China)

The paper illustrates the construction schemes for the solutions to the roadbed settlement, including the heavy tamping and dynamic consolidation method, introduces the principles, the selection for the equipment, the construction precautions, and quality control measures, so as to provide some ideas for the construction personnel to choose the reasonable, economic, and effective special roadbed treatment methods.

heavy tamping, dynamic, roadbed, scheme

1009-6825(2014)07-0158-02

2013-12-18

范小桃(1975- )，女，助理工程師

TU472.31

A