高能級強夯在市政道路中應用與分析

王健

大連市市政設計研究院有限責任公司 遼寧大連 116000

1 工程概況

在擬建場地需要修建市政道路，地層分布及特征自上而下劃分為5個工程地質(zhì)層，分述如下：（1）素填土：灰褐色，由碎石及粘性土組成，碎石含量60%，粒徑2～20cm，碎石成分為板巖、石英巖，局部含有大塊石，塊徑大于50cm，松散～稍密。本層為新近回填。本層厚1.80～13.60m。（2）卵石：灰黃色，呈亞圓形，主要為石英巖，粒徑2～10cm，含量約60%，其間隙充填粘性土，飽和，中密。層厚0.50～3.30m，地基承載力基本容許值300kPa。（3）紅粘土：紅褐色，可塑～硬塑，干強度高，韌性高，切面有光澤，無搖振反應。層厚1.30～5.20m，地基承載力基本容許值200kPa。（4）強風化板巖：灰黃色，結構大部分破壞，礦物成分顯著變化，巖芯呈碎屑狀，手可折斷，遇水易軟化?？梢妿Ш?.20～5.70m，地基承載力基本容許值350kPa。（5）中風化白云巖：灰色，隱晶質(zhì)結構，中厚層狀構造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，巖芯呈塊狀，柱狀，巖質(zhì)堅硬?？梢妿Ш?.90～2.20m，地基承載力基本容許值1800kPa

2 設計要求

本工程為市政項目，不僅對強夯后頂面地基承載力有要求，還對市政管線埋置深度處的地基承載力有要求，具體如下：距離頂面0-2米范圍內(nèi)地基承載力＞200kPa，距離頂面2～6米范圍內(nèi)地基承載力＞180kPa，距離頂面4～7米范圍內(nèi)地基承載力＞160kPa。

3 強夯處理方案

3.1 根據(jù)現(xiàn)場施工確定的試夯參數(shù)

選定合適的區(qū)域進行現(xiàn)場試夯，并對試夯場地進行測試，檢驗強夯效果，確定工程采用的最終各項強夯參數(shù)，然后再結合實際情況進行大面積施工。

3.2 試夯設計

（1）確定有效加固深度及單位夯擊能

錘重點夯錘重40t滿夯錘重20t

落距點夯：20m滿夯：10m

點夯夯擊能為8000kN·m；滿夯夯擊能為2000kN·m

點距5.0m

停夯標準最后兩擊平均沉夯量不大于200mm

滿夯點距錘印搭接（1/4）d

夯擊遍數(shù)點夯2遍，滿夯1遍

（2）強夯前先放出道路界線，夯點布設依以下幾點為原則：

每遍夯點布置與上一遍夯點平行錯開二分之一夯點間距，夯擊遍數(shù)應根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，采用3遍。前2遍為點夯，后1遍為低能量滿夯，點夯第一遍夯點與第二遍夯點成正方形布置，滿夯點成正方形布置，錘印搭接1/4d。

（3）夯擊遍數(shù)的時間間隔：

根據(jù)地基土的滲透性確定，對于滲透性好的地基可連續(xù)夯擊。

3.3 強夯法施工

（1）強夯施工宜采用帶自動脫鉤裝置的履帶式起重機或其它專用設備。采用履帶式起重機時，可在臂桿端部設置輔助門架，或采取其它安全措施，防止落錘時機架傾覆。

（2）強夯施工前，應查明場地內(nèi)范圍的地下構筑物和各種地下管線的位置及標高等，并采取必要的措施，以免因強夯施工而造成破壞[1]。

3.4 強夯施工過程中質(zhì)量控制

（1）開夯前應檢查夯錘重和落距，以確保單擊夯擊能量符合設計要求。（2）在每遍夯擊前，應對夯點放線進行復核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差和漏夯應及時糾正，其偏差應小于5cm。（3）檢查強夯施工過程中的各項測試數(shù)據(jù)和施工記錄，不符合設計要求時應補夯和采取其它有效措施。

3.5 施工質(zhì)量檢驗

（1）強夯施工結束后應間隔一定時間方能對地基質(zhì)量進行檢驗，對于碎石土和砂土地基，其間隔時間可取7～14d。

（2）強夯處理后的地基竣工驗收時，承載力檢驗應采用原位測試和室內(nèi)土工試驗，地基承載力應滿足設計要求。地基強度按路床驗收彎沉值進行驗收。

4 檢測結果

本次采用地基荷載試驗和超重型動力觸探試驗。

地基荷載試驗數(shù)據(jù)如下：

檢測點1級數(shù) 荷載(kPa) 本級位移 累計位移 本級歷時(min) 累計歷時(min)1 50 1.53 1.53 45 45 2 100 2.34 3.87 45 90 3 150 1.12 4.99 45 135 4 200 1.59 6.58 45 180 5 250 1.14 7.72 45 225 6 300 1.26 8.98 45 270 7 350 1.49 10.47 45 315 8 400 1.98 12.45 45 360

檢測點統(tǒng)計深度范圍參與統(tǒng)計試驗個數(shù)試驗擊數(shù)試驗擊數(shù)標準值承載力特征值平均值標準差變異系數(shù)m n N120（擊/10cm） σ δ N120k（擊/10cm） fak（kPa）1.2-2.1 9 14.23 1.49 0.1 13.2 200 1 2.1-3.3 12 17.86 2.06 0.12 16.8 210 3.3-4.0 17 13.51 1.37 0.1 12.9 200 4.4-7.2 32 14.00 2 0.14 13.00 210

通過試驗數(shù)據(jù)可知檢測點在400kPa作用下最大位移量為12.45mm，滿足規(guī)范和設計要求。

超重型動力觸探試驗數(shù)據(jù)如上表：

通過試驗數(shù)據(jù)可知檢測點在不同深度的承載力特征值均滿足規(guī)范和設計要求。

5 結語

本次設計通過采用8000kN·m的高夯擊能對路基進行處理，取得了良好的效果，通過檢驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)強夯后的路基不僅表面的承載力達到設計要求，路基深處的承載力也達到了設計要求，這對市政管網(wǎng)建設具有重大意義，避免二次的路基處理增加造價。隨著強夯施工工藝和機械的不斷創(chuàng)新，強夯施工已廣泛用于市政道路、公路、機場、房屋建筑等工程。