強夯置換法在市政道路軟弱地基處理中的應用研究

祁 濤， 陸 泗 維， 李 明 星

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

強夯置換法在市政道路軟弱地基處理中的應用研究

祁 濤， 陸 泗 維， 李 明 星

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

路基作為道路的主體和路面的基礎，承受著巖土自重及交通荷載的反復作用，其施工質(zhì)量尤為重要，尤其是針對軟弱地基部位更應采取加固措施。結(jié)合工程實例，介紹了采用強夯置換法加固軟弱地基的現(xiàn)場試驗，對實測夯沉量、夯擊次數(shù)、填料量等試驗結(jié)果進行了分析；同時，運用動力觸探測試及室內(nèi)土工試臉等手段對夯后地基的加固效果進行了檢測分析。試驗及檢測結(jié)果表明：針對深厚雜填土軟弱地基，應用強夯置換法處理技術(shù)可以大幅度提高地基承載力，具有較好的加固效果。

軟弱地基；強夯置換；試驗成果；路基加固

1 工程概述

興隆83路位于成都市天府新區(qū)成都片區(qū)直管區(qū)興隆湖周邊，根據(jù)地勘報告及現(xiàn)場實際情況，道路樁號K0+040～K0+240段為雜填土，厚度為8～13 m，地基承載力較低，無法滿足道路基底要求，需進行強夯處理。

原設計處理方案為對該段道路路基影響范圍進行清表，并清除1 m厚雜填土后進行強夯處理。現(xiàn)場試夯表明：由于雜填土含水量較高，土質(zhì)較松軟，出現(xiàn)了起錘困難問題，導致無法繼續(xù)夯擊至滿足設計要求，遂將地基處理方案調(diào)整為強夯置換法繼續(xù)進行強夯試驗。

地質(zhì)勘測資料表明：興隆83路K0+040～K0+240段地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填土層及第四系全新統(tǒng)沖洪積層，各地層特征從上到下為：

(1)雜填土：雜色，由鄰近工地挖掘巖塊、碎屑及粘性土棄土組成，堆填時間約1 a左右，硬雜質(zhì)含量約為40%～50%，結(jié)構(gòu)相對雜亂；松散；濕。

(2)素填土：灰色；主要由粘性土組成，混少量磚、瓦碎屑等；可塑～硬塑；稍濕；

(3)粉質(zhì)粘土：灰黃色；含鐵、錳質(zhì)氧化物及其斑痕，以可塑為主；

(4)松散卵石：灰黃色、褐黃色。卵石成分系由巖漿巖及變質(zhì)巖類巖石組成。多呈圓形～亞圓形，濕～飽和。一般粒徑為3～5 cm，部分粒徑大于8 cm。充填物主要為中砂，混有少量粘性土及礫石，含量約為40%～45%。

2 強夯置換試驗方案

2.1 試驗參數(shù)

強夯置換處理方案為清除現(xiàn)狀雜填土至雨污水管底標高以上1.5 m進行強夯置換，并采用砂礫石進行夯坑回填，置換深度不小于5 m，夯坑置換面頂面高程不高于雨污水管線管底高程，點夯夯坑間距為8 m。具體參數(shù)見表1。

表1 強夯置換試驗參數(shù)表

2.2 試驗方法

(1)施工準備。

采用人工配合反鏟挖掘機、裝載機清表并挖除雨污水管底標高以上1.5 m范圍內(nèi)的雜填土，調(diào)查試驗區(qū)域內(nèi)是否存在淤泥等不適合進行強夯的軟弱地基，若存在，則需更換試驗區(qū)域。

現(xiàn)場調(diào)查滿足強夯試驗條件后，平整試驗區(qū)域地面，檢測試驗區(qū)域地基承載力、壓實度等，并取土樣檢測含水率。

(2)測量放樣。

根據(jù)試驗區(qū)域規(guī)劃，在現(xiàn)場用GPS放出試驗區(qū)域邊線，撒石灰線作標記。在試驗區(qū)域，根據(jù)夯點布置圖(圖1、2)定出各夯點的中心位置，并對夯點進行編號、記錄，用紅繩綁小石塊放置于夯點的中心位置進行標示。在距夯區(qū)30 m外的地點設置標高基準點，測試各夯點的相對標高。

圖1 點夯夯點布置圖

圖2 滿夯夯點布置圖

圖中B為強夯試驗區(qū)寬度。

(3)試驗的實施。

①夯機就位，將夯錘中心對準夯點位置(夯擊點中心位移偏差應小于0.1倍的夯錘直徑)。

②測量夯前錘頂標高，確定零高度。

③將夯錘吊到規(guī)定高度后啟動夯機脫鉤裝置，使夯錘自由下落；放下吊鉤后，再次測量錘頂標高，記錄其與零高度的差值。當夯坑底部傾斜大于30°時，需將夯坑填平后再進行夯擊。

④當夯坑深度大于1.5 m時，需對夯坑進行回填，材料采用砂礫石。

⑤重復步驟(3)，直至最后兩擊平均夯沉量不大于10 cm，即完成一個夯點的夯擊。

⑥換夯點，完成第一遍全部夯點的夯擊。

⑦強夯形成的夯坑用裝載機采用砂礫石將場地填平并測量場地高度。

⑧按上述步驟逐次完成強夯夯擊遍數(shù)，在規(guī)定的時間間隔后，最后完成低能量滿夯，將表層松土壓實。滿夯采用低落距錘多次夯擊。錘印彼此搭接部分不應小于1/4夯錘直徑。最后一遍滿夯后場地整平標高。

⑨試夯點位靜置7 d后進行鉆心取樣，取樣深度需穿透雜填土。

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 試驗結(jié)果

(1)點夯數(shù)據(jù)。

本次強夯試驗范圍內(nèi)點夯夯擊點數(shù)共52個，第一次點夯25個，第二次點夯27個。按照《強夯地基處理技術(shù)規(guī)程》(CECS279：2010)中質(zhì)量檢測與驗收布點標準，300 m2選取一個點進行數(shù)據(jù)分析，共選取了8個點進行強夯試驗結(jié)果數(shù)據(jù)分析，其中第一遍點夯點數(shù)為4個，第二遍點夯點數(shù)為4個。8個強夯夯點編號分別為：第一遍點夯為100#、115#、116#、215#點，第二遍點夯為205#、224#、274#、282#點，其對應樁號分別為：K0+091、K0+083、K0+075、K0+107、K0+087、K0+095、K0+071、K0+063，根據(jù)8個強夯夯點取得的試驗數(shù)據(jù)，繪制每一擊的夯沉量與夯擊次數(shù)關系曲線(圖3)。

圖3 點夯夯擊次數(shù)與夯沉量關系曲線圖

(2)滿夯數(shù)據(jù)。

依據(jù)試驗方案，本次強夯試驗滿夯為兩遍，每遍3擊，根據(jù)現(xiàn)場實際測得的滿夯前后地面的高程數(shù)據(jù)，分析出滿夯前后的地面平均沉降量。現(xiàn)場實際測得的地面高程數(shù)據(jù)見表2。

3.2 結(jié)果分析

表2 強夯試驗滿夯地面相對高程記錄表

(1)點夯結(jié)果。

根據(jù)以上圖表可以得出以下結(jié)論：

①填料之后每一擊的夯沉量整體呈下降趨勢，說明填料在夯錘夯擊下逐漸密實，每一擊的夯沉量逐漸減?。?/p>

②8個夯點夯至滿足設計要求的夯擊次數(shù)分別為20、15、20、20、15、16、20、14次，最終取平均值18次；

③8個夯點夯完后的總沉降量為639 cm、631 cm、598 cm、680 cm、635 cm、709 cm、596 cm、655 cm，最終取平均值642 cm；

④8個夯點的砂礫石填料量為55.1 m3、54.4 m3、51.6 m3、58.6 m3、54.8 m3、66.1 m3、51.4 m3、56.5 m3，最終取平均值56.1 m3。

(2)滿夯結(jié)果。

根據(jù)滿夯前后測得的路基面高程變化數(shù)據(jù)，可以得出以下結(jié)論：

①第二遍滿夯夯沉量均小于第一遍滿夯的夯沉量，說明地面逐漸被夯擊密實，第二遍滿夯夯沉量較第一遍滿夯夯沉量?。?/p>

②6個樁號位置的點滿夯后的總夯沉量分別為：41 cm、40 cm、45 cm、48 cm、49 cm、46 cm，平均值為45 cm，滿夯前后地面夯沉量約為45 cm。

3.3 試驗檢測

動力觸探是確定加固后的地基承載力及密實程度最為直接且相對較為準確的方法，在本次試驗中，共選取了6個點位進行圓錐動力觸探(重型)檢測，其試驗結(jié)果見表3。

表3 強夯置換動力觸探檢測結(jié)果表

根據(jù)檢測結(jié)果，所選取的6個檢測點位的地基承載力均大于設計地基承載力0.18 MPa，說明該部位軟弱地基經(jīng)過強夯置換處理后，地基加固效果達到了設計要求。

4 結(jié) 語

根據(jù)該工程路基處理的試驗及檢測結(jié)果，總結(jié)出以下結(jié)論供類似工程參考：

(1)強夯置換處理達到了預期的加固效果，說明強夯置換對于深厚雜填土軟弱地基處理具有良好的加固效果。

(2)采用強夯置換法加固地基，應根據(jù)工程需要及工程所處位置的地質(zhì)情況，擬定合理的參數(shù)進行現(xiàn)場試夯，以確定最優(yōu)的施工參數(shù)。

(責任編輯：李燕輝)

2017-02-06

TU99;TU7;TU4

B

1001-2184(2017)02-0051-04

祁 濤(1988-)，男，安徽宿州人，助理工程師，學士，從事水利水電與市政工程施工技術(shù)與管理工作；

陸泗維(1993-)，男，湖南岳陽人，助理工程師，學士，從事水利水電與市政工程施工技術(shù)與管理工作；

李明星(1995-)，男，四川達州人，技術(shù)員，從事水利水電與市政工程施工技術(shù)與管理工作.