強(qiáng)夯法在軟土路基施工中的運(yùn)用研究

袁景富

(貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司)

1 工程概況

某道路所處地區(qū)總體上來說是比較平緩的，在局部地段存在濕陷性黃土的現(xiàn)象，為了對黃土路基的濕陷性隱患進(jìn)行消除，從而提高路基的承載力和穩(wěn)定性我部根據(jù)本標(biāo)段的設(shè)計(jì)要求有關(guān)規(guī)定，對所屬標(biāo)段內(nèi)的部分路段進(jìn)行基底強(qiáng)夯處理。強(qiáng)夯面積約17 000 m2，以滿足路基承載力要求。

2 施工準(zhǔn)備

(1)施工前應(yīng)查明施工范圍內(nèi)的地下構(gòu)筑物和各種地下管線的位置及標(biāo)高等，并采取必要的措施，以免因施工而造成損壞。

(2)施工前用推土機(jī)將場地分區(qū)整平，整平標(biāo)高允許誤差為±100 mm。整平后進(jìn)行初步壓實(shí)，以便施工機(jī)械行走。

(3)強(qiáng)夯施工前應(yīng)對原狀土進(jìn)行原位測試和室內(nèi)土工試驗(yàn)，與強(qiáng)夯處理后的原位測試和室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，以確定處理效果。強(qiáng)夯施工現(xiàn)場設(shè)置配電箱，一個(gè)為維護(hù)用電，一個(gè)為照明用電。

(4)地下水位較高時(shí)，在各施工區(qū)邊緣挖設(shè)排水明溝或集水井，以保證整個(gè)強(qiáng)夯施工過程中地下水位低于始夯面2 m。

(5)由于每遍點(diǎn)夯后根據(jù)底層條件設(shè)計(jì)要求一定的間歇時(shí)間，為保證吊車連續(xù)施工，施工時(shí)以每臺吊車一周可完成的工作量為基準(zhǔn)劃分施工區(qū)域，以便完成一個(gè)區(qū)域后直接進(jìn)入下一區(qū)域進(jìn)行施工。

3 強(qiáng)夯施工的基本要求

(1)施工機(jī)械采用帶有自動脫鉤的履帶式起重機(jī)。履帶式起重機(jī)配備無縫鋼管或角鋼門架，防止落錘時(shí)機(jī)架傾覆。

(2)當(dāng)場地表土軟弱或地下水位較高，夯坑底積水影響施工時(shí)，采用人工降低地下水位或鋪填一定厚度的松散性材料，使地下水位低于坑底面以下2 m?？觾?nèi)或場地積水應(yīng)及時(shí)排除。

(3)強(qiáng)夯施工應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定的強(qiáng)夯施工設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝進(jìn)行，并控制或做好以下工作:起夯面整平標(biāo)高允許誤差為±100 mm。夯點(diǎn)位置允許偏差為200 mm。當(dāng)夯錘落入坑內(nèi)傾斜較大時(shí)，應(yīng)將夯坑底填平后再夯。夯點(diǎn)施工中質(zhì)量控制的主要指標(biāo)為每個(gè)夯點(diǎn)達(dá)到要求的夯擊數(shù);要求達(dá)到的夯坑深度;最后兩擊的夯沉量小于原體試驗(yàn)確定的值。強(qiáng)夯過程中不應(yīng)將夯坑內(nèi)的土移出坑外。當(dāng)有特殊原因確需挖除部分土體或工藝設(shè)計(jì)為用基坑外土填入夯坑時(shí)，應(yīng)在計(jì)算夯沉量中扣除或增加移動土的土量。施工過程中應(yīng)防止因降水或曝曬原因，使土的濕度偏離設(shè)計(jì)值過大。

4 施工參數(shù)

4.1 夯錘

夯錘選用重200 km、直徑2.5m左右、錘底靜壓力40 kPa、錘底帶有4個(gè)對稱排列圓形氣孔的鋼錘，氣孔直徑宜為250 mm。

4.2 夯擊遍數(shù)及夯擊能

強(qiáng)夯工藝采用二遍點(diǎn)夯，完成后進(jìn)行一遍滿夯。主夯、次夯的夯擊能為3 000 kN·m，滿夯的夯擊能為1 000 kN·m，施工前要通過鋼尺檢查提升高度，以保證夯擊能，要求強(qiáng)夯時(shí)提升落距為15 m，滿夯時(shí)一夯挨一夯、一夯壓半夯，每點(diǎn)夯擊數(shù)宜為3～5擊，最后兩擊宜小于5 cm。

4.3 夯點(diǎn)間距

強(qiáng)夯夯點(diǎn)布置按梅花形布置，夯點(diǎn)間距第一遍夯擊點(diǎn)間距4.5 m;第二遍夯擊點(diǎn)位于第一遍夯擊點(diǎn)間。滿夯要求夯印搭接，搭接部分不應(yīng)小于錘底面積的1/2。

4.4 夯擊擊數(shù)

主、次夯的擊數(shù)約為12～15擊。主次夯的擊數(shù)尚應(yīng)同時(shí)滿足下列要求:(1)最后二擊平均夯沉量不大于5 mm;(2)夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起;(3)不因夯坑過深而發(fā)生提錘困難。

4.5 遍間間歇時(shí)間

為保證土中超孔隙水壓力的充分消散，每遍點(diǎn)夯完成后，要進(jìn)行一定時(shí)間的間歇再進(jìn)行第二遍點(diǎn)夯的施工，對于滲透性較差的黏性土和飽和度較大的軟土地基應(yīng)不少于14 d，對于滲透性較好且飽和度較小的地基，可以連續(xù)夯擊施工。

5 強(qiáng)夯施工

本次強(qiáng)夯采用多遍夯擊，次序?yàn)?主夯—次夯—滿夯，能級依次減小。每遍夯完后應(yīng)將地面推平碾壓。強(qiáng)夯后要求達(dá)到地基承載力不小于200 kPa，強(qiáng)夯影響深度不小于6 m。當(dāng)細(xì)粒土強(qiáng)夯地基表面存在松動薄弱層時(shí)，應(yīng)予挖除處理，再鋪設(shè)相應(yīng)厚度的人工填層。

5.1 夯架拼裝

強(qiáng)夯機(jī)采用履帶吊車，配相應(yīng)無縫鋼管或角鋼門架，夯錘脫鉤采用自動脫鉤器。門架起增大機(jī)械設(shè)備的起重能力和提升高度作用，同時(shí)防止落錘時(shí)臂桿回彈。在現(xiàn)場逐一拼裝，并確保拼裝牢固。

5.2 夯擊步驟

(1)清理并平整施工現(xiàn)場;

(2)標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置，并測量場地高程;

(3)吊車就位，使夯錘對準(zhǔn)夯點(diǎn);

(4)測量夯前錘頂高程;

(5)將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底段斜而造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底整平;

(6)重復(fù)步驟⑤，按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊，并做好夯擊記錄;

(7)重復(fù)步驟③至⑥，完成第一工作區(qū)第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊，然后進(jìn)入第二工作區(qū)施工第一遍點(diǎn)夯;

(8)用推土機(jī)將填料推入夯坑，平整場地，并測量場地高程;

(9)在間隔時(shí)間后，由第二工作區(qū)返回按上述步驟逐次完成2、3遍夯擊，最后進(jìn)行低能量普夯，將場地表層松土夯實(shí)，并測量夯后場地高程。

5.3 施工監(jiān)測

開夯前應(yīng)檢查夯錘質(zhì)量和落距，以確保單擊夯擊能量符合設(shè)計(jì)要求;在每一遍夯擊前，應(yīng)對夯點(diǎn)放線進(jìn)行復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯應(yīng)及時(shí)糾正;按設(shè)計(jì)要求檢查每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量。施工過程中應(yīng)對各項(xiàng)參數(shù)及情況進(jìn)行詳細(xì)記錄

5.4 壓實(shí)及整平

強(qiáng)夯完成后用推土機(jī)進(jìn)行整平、壓路機(jī)壓實(shí)，要求整平面高程偏差為±100 mm。

5.5 強(qiáng)夯施工質(zhì)量與驗(yàn)收

檢查施工過程中設(shè)專人檢查各項(xiàng)測試數(shù)據(jù)和施工記錄，不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)補(bǔ)夯或采取其它有效措施;強(qiáng)夯處理后的地基竣工驗(yàn)收承載力試驗(yàn)，應(yīng)在施工結(jié)束后間隔一定時(shí)間方能進(jìn)行，對于碎石土和砂土地基，其間隔時(shí)間可取7～14 d;粉土和粘性土地基可取14～28 d。竣工驗(yàn)收承載力檢驗(yàn)的數(shù)量，對一般建構(gòu)筑物，每個(gè)建構(gòu)筑物地基的載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)點(diǎn)不少于3點(diǎn);對重要的建構(gòu)筑物，每個(gè)建構(gòu)筑物地基應(yīng)增加載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量。夯后有效加固深度內(nèi)土層的壓縮模量通過原位測試(標(biāo)準(zhǔn)貫入、取樣和平面載荷試驗(yàn))或土工試驗(yàn)確定。強(qiáng)夯地基經(jīng)檢測后，當(dāng)?shù)鼗恋奈锢砹W(xué)性質(zhì)指標(biāo)達(dá)不到原定設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)采取補(bǔ)夯等其他措施。

6 施工過程質(zhì)量控制

(1)強(qiáng)夯施工過程中對達(dá)不到停錘標(biāo)準(zhǔn)的，采取在夯坑內(nèi)推填石渣繼續(xù)強(qiáng)夯，或是在保證總夯擊能量不變的前提前先進(jìn)行一遍小能量夯實(shí)，待表層達(dá)到一定強(qiáng)度后再進(jìn)行第二遍較大能量的夯擊。

(2)強(qiáng)夯時(shí)保證孔隙水壓力充分消散(孔隙水壓力消散達(dá)到80%，夯坑內(nèi)無積水一般間歇時(shí)間為3～4 d)再進(jìn)行第二遍強(qiáng)夯。

(3)應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù)，正確處理特殊土層變化，明確夯點(diǎn)的擊數(shù)與最終沉降量的控制指標(biāo)，但由于小范圍的試驗(yàn)與大范圍施工的地質(zhì)情況及相關(guān)擾動條件略有不同，反映在強(qiáng)夯情況中即引起最終夯沉量與要求最終夯沉量的符合程度也有所不同。

(4)在錘重與落距已確定的情況下，每個(gè)夯點(diǎn)擊數(shù)是決定總夯擊能量的主要參數(shù)，但為保證強(qiáng)夯地基加固深度的均勻性，夯擊數(shù)的調(diào)整一般不宜過大。由于施工面較大，因此在強(qiáng)夯過程中，發(fā)現(xiàn)某些部位、范圍內(nèi)出現(xiàn)夯坑深度過深，第二遍最后兩擊平均貫入度超過10 cm，強(qiáng)夯區(qū)地面出現(xiàn)嚴(yán)重彈簧、隆起，應(yīng)立即停打，并報(bào)請業(yè)主、監(jiān)理共同協(xié)商解決。

(5)強(qiáng)夯定位放線，控制點(diǎn)允許位移±20 mm;夯點(diǎn)定位允許偏差±50 mm;夯擊時(shí)，夯擊點(diǎn)中心位移偏差應(yīng)小于150 mm;夯擊時(shí)夯錘應(yīng)起落平穩(wěn)，當(dāng)夯坑底傾斜大于30°時(shí)，應(yīng)將坑底填平后再進(jìn)行夯擊。

(6)點(diǎn)夯停錘標(biāo)準(zhǔn):擊數(shù)滿足要求，最后兩擊的平均夯沉量滿足要求;如遇到其他情況應(yīng)及時(shí)匯報(bào)，不得私自做主。夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起;不應(yīng)夯坑過深而發(fā)生拔錘困難。

(7)嚴(yán)格控制每遍夯擊、推平及碾壓等工序的間歇時(shí)間，根據(jù)超孔隙水壓力消散的時(shí)間或以下間歇時(shí)間進(jìn)行控制，兩遍點(diǎn)夯的間歇時(shí)間不應(yīng)少于3～4 d。

(8)施工中必須嚴(yán)格執(zhí)行施工工序標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量保證措施要求，精心施工;在夯擊過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理聯(lián)系，共同商討處理。每遍點(diǎn)夯和滿夯施工結(jié)束時(shí)，按20×20 m方格網(wǎng)測量推平地面測量高程。

7 結(jié)語

綜上所述，強(qiáng)夯法是處理軟土路基一種非常有效的方法。在強(qiáng)夯法施工中，確定施工參數(shù)是非常重要的，并且根據(jù)工程實(shí)際確定合理的施工參數(shù)，并且嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行施工，做好施工質(zhì)量控制，從而保證強(qiáng)夯法路基施工的質(zhì)量。

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