公路軟基施工中強夯碎石墩復(fù)合地基的應(yīng)用

艾斯卡爾·木和塔爾

(新疆維吾爾自治區(qū)交通建設(shè)管理局項目執(zhí)行二處，新疆 烏魯木齊 830000)

公路軟基施工中強夯碎石墩復(fù)合地基的應(yīng)用

艾斯卡爾·木和塔爾

(新疆維吾爾自治區(qū)交通建設(shè)管理局項目執(zhí)行二處，新疆 烏魯木齊 830000)

強夯碎石墩復(fù)合地基可以提高地基的承載力，減少地基變形問題。文章結(jié)合某公路施工建設(shè)項目，探討在高速公路施工中使用強夯碎石墩復(fù)合地基的設(shè)計要點以及施工技術(shù)，并評述了強夯碎石墩復(fù)合地基應(yīng)用于具有較高塑性指數(shù)的高含水量軟土路基的可行性，以期對類似工程起到借鑒作用。

強夯碎石墩復(fù)合地基；軟土地基；高速公路；施工；應(yīng)用

0 引言

強夯碎石墩復(fù)合地基是指在地基中使用強夯的方式將其排開，并在土體中夯擊入碎石和塊石等散體的材料，從而形成散體材料墩，這些散體材料墩和周圍的一些土體共同構(gòu)成了強夯碎石墩復(fù)合地基[1]。該地基具有排水固結(jié)、置換增強和振實壓密的作用，將強夯碎石墩復(fù)合地基應(yīng)用在公路施工中，可以很好地提高地基的承載力，減少地基變形問題，而且該地基在具有較高塑性指數(shù)的高含水量軟土路基中比較適合。本文將結(jié)合具體某公路施工建設(shè)項目，簡要探討在高速公路中使用強夯碎石墩復(fù)合地基的設(shè)計要點以及施工過程，希望能對類似工程起到借鑒作用。

1 工程概況

本工程為某高速公路施工建設(shè)項目，該公路依照雙向六車道進行設(shè)計，設(shè)計的行車速度控制在100 km/h以內(nèi)，路基寬度達到60.5 m。該公路地處復(fù)雜多變地區(qū)，地勢較為不平整，具有較大變化的高度差。在施工之前，對該公路進行地質(zhì)勘察得知，本工程場地內(nèi)的軟土地基厚度較厚，主要是由濱海相沉積層、海陸交互相沉積層等組成，為了保證公路施工能夠符合施工承載力的標準要求，因此在處理軟土地基采取強夯碎石復(fù)合地基進行施工。

2 強夯碎石墩的設(shè)計要點

在本工程中使用強夯碎石墩進行設(shè)計時，需要對以下幾個設(shè)計的參數(shù)進行特別注意。

(1)夯錘。使用具有1 m直徑、2.5 m高度以及15 t重量的圓柱形異性錘。在夯擊的過程中使用該夯錘產(chǎn)生的是具有1.3～1.5 m直徑的圓形碎石墩截面。

(2)墩長。從勘察該公路的地質(zhì)報告中可以得出，本工程具有8 m以內(nèi)厚度的淤泥。所以根據(jù)設(shè)計要求，碎石墩的墩長需要能夠穿透淤泥層進入到臥持力層之中。

(3)夯擊能。依據(jù)設(shè)計的要求，需要將夯錘的單擊夯能控制在3 000～3 300 kN·m以內(nèi)，所以本工程需要將夯錘的起吊高度控制在20～22 m以內(nèi)[2]。

(4)墩位設(shè)計。碎石墩的間距需要控制在2.5 m 并按照正方形進行布置。

(5)塊石墊層。塊石墊層的厚度一般控制在0.5 m以內(nèi)，塊石墊層的上部是一層0.5 m厚度的風化石渣層，所以塊石墊層總共具有1 m的厚度。

(6)強夯工作面填石。填石的厚度需要控制在2.5 m以上，工作面的填石料和喂石料一般是使用滿足良好級配、潔凈要求、80 cm以內(nèi)的最大的粒徑、5%以內(nèi)的含泥量的混合開山石料。

(7)夯擊次數(shù)。在進行夯擊的試驗階段，一般是將每一個墩位進行15擊以內(nèi)的夯擊次數(shù)。依據(jù)試驗的結(jié)果將決定每一墩位20擊作為正式夯擊施工的擊數(shù)，并且需要符合以下兩個條件：總夯沉量控制為2倍的設(shè)計墩長；最后兩擊的夯沉量之和需要在30 cm以內(nèi)。

(8)滿夯設(shè)計。在進行滿夯施工的過程中，一般是需要使用具有2.5 cm之間、15 t重量、1 000～1 500 kN·m夯擊能的夯錘，對每一個夯點夯擊2次，夯點的間距控制2.15 m以內(nèi)，按照梅花的形狀進行設(shè)置。并且相鄰兩個夯點之間需要控制35 cm以內(nèi)的搭接寬度。

3 強夯碎石墩的施工技術(shù)

3.1 主要施工機械

本工程的強夯碎石墩施工過程使用能夠吊起15～18 t重錘的50 t的履帶式工業(yè)起重機，該起重機最高能夠起吊24 m，并且配有自動脫鉤裝置和設(shè)有鋼絲繩，按照100 mm以內(nèi)誤差來控制各個測點之間的高差。

3.2 施工技術(shù)要求

(1)本工程施工之前為了能夠?qū)⒂倌鄶D出，需要進行石料的鋪填。在拋填塊石時，需要按照路中心向路基兩邊的順序進行施工。按照凸字形狀來填筑整體。當在施工時發(fā)現(xiàn)淤泥有較為明顯的擠出，而且又對下一步的填石作業(yè)造成了一定的影響時，需要立刻挖除淤泥并網(wǎng)填塊石。

(2)在完成鋪填石料之后，為了保證鋪筑的石料能夠具有一定的密實度，需要立刻使用推土機進行推平碾壓作業(yè)[3]。在推平碾壓填石之后，需要測量填石層頂?shù)臉烁?。本工程施工中?0 m就需要設(shè)置一個斷面，每一個斷面則需要有3個測點。

(3)測定填石層的厚度的方法是地質(zhì)雷達檢測法，并且需要按照一定的順序編號好每一個墩位，一般是將每一個墩位和墩位之間的誤差控制在100 mm以內(nèi)。

(4)在進行強夯的施工中，一般是按照從道路中心向路基兩側(cè)的順序進行夯擊施工。為了避免在夯擊的過程中會影響到鄰近的碎石，不可以依次對于同一排的夯點進行夯擊，需要采取間隔跳打的方式。

(5)夯坑的喂石料不可以取自沒有進行夯擊的區(qū)域，只可以從已經(jīng)完成夯擊施工的填石面進行均勻的挖取。

(6)當夯坑喂料之后，需要再次進行測放墩位施工，并將新的標志做好，一般情況下，是選取不受夯擊影響的區(qū)域來測放墩位。

(7)在施工強夯過程中，需要記錄好每個單點具體夯擊過程的相關(guān)數(shù)據(jù)。每進行一次夯擊，就需要使用水準儀測量一次夯擊點的夯沉量，在進行測量時，需要垂直放置塔尺。平均置換深度就是通過測量夯沉量來測量強夯區(qū)的平均夯沉量。

(8)在完成碎石墩點夯施工之后，需要再次進行滿夯一次，最后在平整場地，并且還需要測定場地的標高。每20 m的間隔就需要設(shè)置一個具有3個測點的測量斷面。

3.3 強夯碎石墩的質(zhì)量檢驗

在完成強夯碎石墩復(fù)合地基之后，需要對其施工質(zhì)量進行減壓施工[4]。本工程中使用地質(zhì)雷達的檢驗儀器來檢驗碎石墩的施工質(zhì)量，一般是需要對碎石墩的長度、形狀、著底情況等進行檢測。依據(jù)規(guī)范的要求，一般是需要對10%的總墩數(shù)進行檢測，每一個墩位需要設(shè)有8個測點，合格率需要>95%以上。假如合格率<95%，那就需要普查10×10 m方格，普查結(jié)果不滿足要求則需要進行補夯處理。

本工程采取靜載試驗和瑞利波檢測法來檢測強夯碎石墩復(fù)合地基的承載力。靜載試驗和瑞利波檢測需要檢測的數(shù)量一般是3個測點和2%的總墩數(shù)。合格率需要達到95%以上，如果合格率<95%，就需要對40×40 m方格內(nèi)塊石墩進行補夯處理。表1是地基靜載試驗的結(jié)果表。從表1中可以看出，試驗強夯碎石墩來處理本工程的軟土地基問題，可以取得較為良好的效果，滿足施工工程的規(guī)范要求。

表1 地基靜載試驗結(jié)果表

4 結(jié)語

針對高塑性指數(shù)的軟土路基處理方案，強夯碎石墩復(fù)合地基是其中有效處理方法之一。通過結(jié)合某高速公路施工實例，鑒于該公路地基存在濱海相沉積層、海陸交互相沉積層，通過采取強夯碎石復(fù)合地基方案處理該項目軟土地基。從本工程實施效果表明，該處理方案針對于高含水量軟土路基是可行的，經(jīng)處理后的路基承載力及其沉降量得到有效改善。

[1]崔相奎.強夯碎石墩復(fù)合地基在軟土路基處理中的應(yīng)用[J].北方交通，2009(2)：47-49.

[2]黨旭東，許首森.強夯碎石墩在復(fù)合地基處理中的應(yīng)用[J].科技信息，2012(6)：330.

[3]陳雄峰.強夯碎石墩復(fù)合地基在高速公路軟土路基中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2010(8)：128-131.

[4]顧 綱.采用強夯碎石墩處理黔桂線車河站軟土地基[J].鐵道運營技術(shù)，2007(2)：37-40.

Application of Dynamic Compaction Gravel-pier Composite Foundation in Soft Foundation Construction of Highway

Asker·Muhtar

(Project Implementation Dept.II of Xinjiang Traffic Construction Administration，Urumqi，Xinjiang，830000)

The dynamic compaction gravel-pier composite foundation can improve the bearing capacity of foundation and reduce the foundation deformation.Combined with a highway construction project，this article discussed the key points and construction techniques of using the dynamic compaction gravel-pier composite foundation in expressway construction，and reviewed the application feasibility of dynamic compaction gravel-pier composite foundation in high water content soft-soil foundation with high plasticity index，hoping to play a reference role for similar projects.

Dynamic compaction gravel-pier composite foundation；Soft soil foundation；Expressway；Construction；Application

艾斯卡爾·木和塔爾(1988—)，工程師，研究方向：公路工程。

U416.1+

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.12.008

1673-4874(2016)12-0027-03

2016-10-22