強(qiáng)夯法在高填方路基沉降防治中的應(yīng)用

鄭 彬

貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550000

強(qiáng)夯法在高填方路基沉降防治中的應(yīng)用

鄭 彬

貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550000

強(qiáng)夯法具有施工操作簡(jiǎn)單、施工成本低、工程進(jìn)度快等特點(diǎn)，在路基處理中可以通過(guò)壓縮、振密、排水固結(jié)以提高土體的穩(wěn)定性和承載力，減小不均勻沉降。本文筆者將結(jié)合具體的高填方路基沉降防治工程實(shí)例，簡(jiǎn)要探討強(qiáng)夯法的具體施工過(guò)程，希望能對(duì)類(lèi)似工程起到借鑒作用。

強(qiáng)夯法；高填方路基；沉降防治

0 引言

強(qiáng)夯法是指通過(guò)起吊設(shè)備，將重錘起吊到一定的高度，讓其自由下落從而對(duì)土體施加一個(gè)巨大的沖擊能量，從而通過(guò)壓縮、振密等作用提高土體的穩(wěn)定性和承載力，并且可以減小土體的不均勻沉降。強(qiáng)夯法具有施工操作簡(jiǎn)單、施工成本低、工程進(jìn)度快等特點(diǎn)，通過(guò)強(qiáng)夯處理可以使高填方路基得到壓密加固，從而提高路基的強(qiáng)度和壓實(shí)度。一般情況下，強(qiáng)夯法可以在砂性土、非飽和黏性土以及雜填土路基中進(jìn)行應(yīng)用。

1 工程概況

本工程為某高速公路路基施工建設(shè)項(xiàng)目。該公路按照雙向四車(chē)道進(jìn)行設(shè)計(jì)。該公路內(nèi)存在高填方路段。高填方路段所處地區(qū)的主要土層為砂性土。厚度在0.6m～2.5m之間，表層土下埋砂層厚度在20m左右。本工程的土層不滿(mǎn)足施工要求，不均勻沉降顯然無(wú)法滿(mǎn)足要求。因此為了確保路基的整體穩(wěn)定，減少不均勻沉降，決定采用強(qiáng)夯法對(duì)本工程的高填方路基進(jìn)行處理。

2 強(qiáng)夯處理方案制定

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本工程高填方路段的平均填筑高度為9m。最初采用推土機(jī)和振動(dòng)碾對(duì)高填方路段進(jìn)行分層碾壓處理。一般情況下每層的厚度應(yīng)控制在30cm以?xún)?nèi)。碾壓施工直至第三層時(shí)，經(jīng)過(guò)壓實(shí)度的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其壓實(shí)度無(wú)法滿(mǎn)足施工的要求。對(duì)這一問(wèn)題的原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主要原因是基層水面高，填筑材料不均勻，其內(nèi)含有較大的石塊，填方材料存在濕化變形的問(wèn)題。因此為了確保路基滿(mǎn)足壓實(shí)度的要求，并按照進(jìn)度計(jì)劃的要求順利完成施工，經(jīng)過(guò)分析決定采用推土機(jī)、強(qiáng)夯以及振動(dòng)對(duì)路基進(jìn)行施工。

3 施工前準(zhǔn)備

（1）降低水位。采用人工排水的方式對(duì)路基施工范圍內(nèi)的水位進(jìn)行最大限度地降低。

（2）對(duì)于施工路段表面上的土層應(yīng)全部清除，接著對(duì)路面進(jìn)行修筑，在表層平整完成之后，采用輪胎壓路機(jī)對(duì)其進(jìn)行1～2遍的碾壓。

（3）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行施工放樣，并對(duì)地面標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，以對(duì)強(qiáng)夯施工進(jìn)行指導(dǎo)

（4）選擇填筑材料。一般情況下，強(qiáng)夯法適宜在碎石土、砂土以及低飽和度的黏土中進(jìn)行應(yīng)用，不得采用高飽和度的粉土或者黏性土。本工程進(jìn)行填筑材料的選擇遵循因地制宜、就地取材的原則。本工程所選擇的填筑材料為附近水泥廠所生產(chǎn)的廢棄物以及山坡表層的風(fēng)化巖。

（5）機(jī)械準(zhǔn)備。在強(qiáng)夯法施工中，主要采用的強(qiáng)夯設(shè)備包括起重機(jī)和夯錘。如表1所示為主要的施工機(jī)械設(shè)備及其數(shù)量。

4 強(qiáng)夯法施工技術(shù)

4.1 施工工藝流程

在本工程中進(jìn)行強(qiáng)夯法的施工，其具體的施工工藝流程為場(chǎng)地平整→試夯→確定強(qiáng)夯參數(shù)→點(diǎn)夯夯點(diǎn)放線→夯機(jī)就位→強(qiáng)夯夯擊→夯坑推平、標(biāo)高控制→滿(mǎn)夯夯擊→地基檢測(cè)→驗(yàn)收合格→進(jìn)入下一道工序施工。

4.2 施工要點(diǎn)

（1）試夯。在強(qiáng)夯施工之前，應(yīng)先選取具有代表性的路段進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)。通過(guò)試夯以確定強(qiáng)夯的主要施工參數(shù)，其中主要包括夯擊遍數(shù)、停夯標(biāo)準(zhǔn)、填土厚度等，并選定夯點(diǎn)距路基邊緣的影響范圍，從而確保路基邊坡的穩(wěn)定性。本工程中進(jìn)行點(diǎn)夯施工，所確定的點(diǎn)夯能量為310.8kN.m。每點(diǎn)夯擊的次數(shù)應(yīng)控制在10擊。并且最后兩次擊打的夯沉量應(yīng)控制在5cm以?xún)?nèi)。如果不滿(mǎn)足這一要求，則應(yīng)增加夯擊次數(shù)，直至滿(mǎn)足施工要求，之后方可轉(zhuǎn)移夯擊的位置。然后采用低能量滿(mǎn)夯的方式進(jìn)行施工。夯擊能量控制在930kN.m。通過(guò)滿(mǎn)夯處理將場(chǎng)地表層的松土夯實(shí)。在滿(mǎn)夯施工中，應(yīng)確保夯錘落點(diǎn)的重疊寬度控制在50cm以上。同一點(diǎn)位應(yīng)進(jìn)行2次的夯擊。最后采用機(jī)械進(jìn)行整平處理，并采用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行2～3遍的碾壓施工。碾壓完成之后對(duì)場(chǎng)地的標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，直至達(dá)到標(biāo)高控制要求為止。

（2）機(jī)械平整風(fēng)化巖填筑材料。放樣測(cè)量各樁號(hào)斷面高程。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行夯點(diǎn)的確定，并采用白灰對(duì)夯點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。根據(jù)相關(guān)工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和試夯施工所得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行正式強(qiáng)夯試驗(yàn)的指導(dǎo)。強(qiáng)夯試驗(yàn)采用分層填筑的方式，每層的填筑厚度應(yīng)控制愛(ài)1m。夯點(diǎn)的位置按照梅花形進(jìn)行布置。夯點(diǎn)中心的間距為夯錘底面直徑尺寸的2.5倍。

（3）新舊路基強(qiáng)夯。對(duì)路基的邊坡開(kāi)挖1m的厚度，并按照1∶1的坡度要求進(jìn)行刷坡處理。接著在原路基坡腳處進(jìn)行臺(tái)階的開(kāi)

▲▲挖。臺(tái)階的寬度控制在1.5m，高度控制在0.8m～1m之間，向內(nèi)橫坡坡度為4%。在路基的臺(tái)階開(kāi)挖完成之后，需要對(duì)原地表進(jìn)行強(qiáng)夯處理。根據(jù)要求，強(qiáng)夯的范圍為新舊路基結(jié)合部每側(cè)1m的范圍。強(qiáng)夯施工按照梅花形進(jìn)行夯點(diǎn)的布置。在本工程中進(jìn)行強(qiáng)夯施工按照從兩邊向中間的順序分段進(jìn)行。對(duì)每一個(gè)夯點(diǎn)進(jìn)行一次夯擊之后，需要對(duì)沉降量進(jìn)行觀測(cè)。強(qiáng)夯處理應(yīng)以最后兩擊平均下沉量作為控制標(biāo)準(zhǔn)，并且最后兩擊沉降量應(yīng)綜合考慮單點(diǎn)最佳夯擊能、加固地基的強(qiáng)度以及變形的要求進(jìn)行確定。對(duì)于土質(zhì)較差的區(qū)域，為了確保夯擊質(zhì)量，可以適當(dāng)增加夯擊的次數(shù)，或者進(jìn)行拋石片和補(bǔ)夯處理。當(dāng)?shù)谝槐楹粨羰┕ね瓿芍螅瑢?duì)其進(jìn)行平整和壓實(shí)處理，并對(duì)強(qiáng)夯施工的效果進(jìn)行檢查，其中主要檢查的內(nèi)容為地基的密實(shí)度和承載力。

4.3 施工質(zhì)量控制

（1）點(diǎn)夯施工和滿(mǎn)夯施工應(yīng)按照從路基兩側(cè)向路中線的順序進(jìn)行。在施工過(guò)程中，應(yīng)詳細(xì)記錄好夯擊的次數(shù)，并且應(yīng)配備專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，建立施工質(zhì)量保證體系。在強(qiáng)夯施工時(shí)，夯點(diǎn)距離中心的偏差應(yīng)控制在10cm以?xún)?nèi)。如果夯坑的底部不平整時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和墊平處理。

（2）每一層填筑施工所采用的材料應(yīng)確保一致。在確保含水量滿(mǎn)足要求的前提下完成所有的夯擊施工。為了確保施工的順序應(yīng)掌握天氣的變化情況，安排好施工進(jìn)度。每層填筑施工中，每層的間隙時(shí)間應(yīng)控制在7d以上。在強(qiáng)夯施工過(guò)程中，應(yīng)設(shè)置長(zhǎng)期的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行施工場(chǎng)地的標(biāo)高變化進(jìn)行觀測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)變形過(guò)大，則應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。

（3）在強(qiáng)夯施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)和施工記錄進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并且為了檢查強(qiáng)夯施工的效果，應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的土工試驗(yàn)。一般情況下采用灌砂法對(duì)路基的壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，確保滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范的要求。

5 工程實(shí)施效果

對(duì)本工程高填方路基采取強(qiáng)夯施工處理后，對(duì)其施工效果采取檢測(cè)。經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果表明，點(diǎn)夯9擊能滿(mǎn)足點(diǎn)夯最后兩擊的平均夯沉量不大于5cm時(shí)的要求。點(diǎn)夯完成后整平采用1000kN. m低能級(jí)滿(mǎn)夯2遍測(cè)量其夯沉降量為10-15mm.符合設(shè)計(jì)預(yù)期值要求。同時(shí)通過(guò)采取靜載荷試驗(yàn)檢測(cè)，分靜載荷試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯處理后，高填方路基承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，其累計(jì)下沉量未發(fā)生超過(guò)規(guī)范要求的沉降變形。由此可得出該強(qiáng)夯處理方案是可行的，參數(shù)的選取是合理的。

6 結(jié)語(yǔ)

鑒于高填方路基存在較大沉降問(wèn)題，對(duì)其采取強(qiáng)夯處理是其中方法之一。文章通過(guò)對(duì)某高速公路高填方路段采用強(qiáng)夯法處理，針對(duì)工程特點(diǎn)，提出可行的處理方案及其相應(yīng)施工技術(shù)措施。從本工程實(shí)施效果表明，經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯處理后的路基沉降變形得到較大改善，滿(mǎn)足規(guī)范限值要求，表明處理方案的可行性，可在同類(lèi)工程中推廣應(yīng)用。

[1] 曹潤(rùn)月.強(qiáng)夯法控制高填方地基不均勻沉降機(jī)理研究 [J] .交通與運(yùn)輸，2015，（01）：27-29.

[2] 王芝定; 萬(wàn)建華.淺談強(qiáng)夯法進(jìn)行沉降量控制 [J].西部探礦工程，2008，（10）：92-95.