水環(huán)境治理項目的風(fēng)化料水下填筑強夯試夯施工分析

黃逸齡

（惠州市惠州大堤東堤管理中心，廣東 惠州 516001）

1 工程概述

大湖溪瀝水環(huán)境綜合整治工程位于惠州市惠城區(qū)水口、馬安、橋東三個街道（鎮(zhèn)）境內(nèi)。工程右堤樁號2+137.79 至3+117.64段堤防直接臨水，因水下部分堤身較深，水下部分?jǐn)M采用拋石護底、風(fēng)化料水下填筑強夯施工。拋石擠淤工序拋填完畢后進行下一階段的風(fēng)化料填筑施工。設(shè)計風(fēng)化料碎石含量60%以上，自然容重2 300 kg/m2，填筑厚度4.50 ～7.00 m。因風(fēng)化料填筑后場地地基承載力和強度均不能滿足設(shè)計要求，故設(shè)計采用強夯法進行地基處理。強夯施工結(jié)束，組織第三方進行靜載荷試驗。設(shè)計地基承載力110 kPa，檢驗點1點/500 m2。

2 強夯試夯的目的

強夯試夯最主要的目的是對水環(huán)境治理項目的風(fēng)化料水下填筑場地進行適宜性評價，并為正式的強夯施工提供關(guān)鍵的施工參數(shù)。首先，通過強夯試夯，可檢驗和總結(jié)出施工組織方案中確定的施工機械、測量設(shè)備、試驗規(guī)程等是否符合實際填筑條件的具體要求，并對存在的不足進行調(diào)整和優(yōu)化。其次，在水環(huán)境治理項目的風(fēng)化料水下填筑施工中通過強夯試夯可有效確定出單點夯擊能、單點夯擊遍、夯點的布置、夯距等施工參數(shù)。強夯試夯結(jié)果，交給現(xiàn)場工程監(jiān)理師審核，審核過后正式開展強夯施工。

3 強夯試夯施工要點分析

3.1 選擇試夯區(qū)域

案例工程在試夯區(qū)域選擇中，選擇了水下風(fēng)化料填筑到常水位以上的地段，且填筑厚度在4.50～7.00 m，土質(zhì)相對均勻的區(qū)域作為強夯試驗區(qū)域。按照強夯法施工標(biāo)準(zhǔn)，試夯區(qū)域的面積不能小于400 m2（20 m×20 m），在此次水環(huán)境治理項目的風(fēng)化料水下填筑中，選擇了900 m2（30 m×30 m）的試夯區(qū)域。

3.2 試夯機械設(shè)備選擇

試夯區(qū)域面積900 m2，選擇1臺強夯機、1臺挖掘機、1臺推土機，同時配置1套GPS和1套水準(zhǔn)儀。

3.3 強夯試夯方法的選擇

就案例工程而言，風(fēng)化料水下填筑質(zhì)量要求比較高，需要至少達到110 KPa承載力。借助類似工程施工的經(jīng)驗，在強夯試驗中計劃夯擊3遍，前2遍進行點夯，最后1遍進行低能量滿夯。各夯點呈現(xiàn)出正方形布設(shè)，間距控制在約6 m，夯擊能為2 500 kN·m。具體的夯擊布置圖如圖1所示。

圖1中第一遍夯擊為主夯，第二遍為副夯。夯錘的重量為17.30 t，直徑為2.40 m，底面積為4.52 m2，夯錘落距為14.70 m。滿夯夯擊能1 000 kN·m，夯錘重量選擇為17.30 t，直徑2.40 m，底面積4.52 m2，夯錘落距為5.90 m。初定試夯主要參數(shù)如表2所示。

表2 強夯試夯的主要參數(shù)表

第一遍強夯能級2 500 kN·m，夯錘的直徑2.40 m，夯錘重量17.30 t，落距14.70 m，點布置6 m×6 m正方形，收錘標(biāo)準(zhǔn)為最后兩擊平均夯沉量不大于100 mm。

第二遍強夯能級為2 500 kN·m，夯錘直徑為2.40 m，錘重17.30 t，落距14.70 m，夯點布置6 m×6 m正方形（詳見圖1），收錘標(biāo)準(zhǔn)為最后兩擊平均夯沉量不大于100 mm，兩遍點夯的時間間隔以現(xiàn)場實際情況而定。

圖1 夯擊點布置圖

第三遍強夯能級為1 000 kN·m，夯錘直徑為2.40 m，錘重17.30 t，落距5.90 m，夯擊數(shù)兩擊，夯印要求1/4搭接。

3.4 規(guī)范強夯試夯流程

第一步，平整場地。用推土機將確認(rèn)好的900 m2試夯區(qū)域平整處理，在四周布設(shè)防震溝、排水溝等，以防影響周圍建筑及土層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；再按照設(shè)計要求選擇強夯夯錘和施工機械設(shè)備。第二步，測量放線。按照10 m×10 m方格網(wǎng)，利用GPS和水準(zhǔn)儀相互結(jié)合的方法，測量放線出風(fēng)化料水下填筑強夯之前的標(biāo)高，計算出平均值。第三步，第一遍夯點放樣。以已經(jīng)測量放線好的控制點為基準(zhǔn)點，按照確定的試夯區(qū)夯點平面布置圖，利用水準(zhǔn)儀測量放出第一遍夯點的具體位置，控制誤差在±15 cm以內(nèi)，各夯點要采取6 m×6 m的正方形布設(shè)。第四步，第一遍點夯。測量放線完成之后，及時組織施工人員和測量人員進入到施工現(xiàn)場，將夯錘對準(zhǔn)第一個夯點的中心，對點誤差不能超過±15 cm。測量人員用水準(zhǔn)儀測量檢查夯錘錘頂?shù)母叨?，并詳?xì)記錄，達到設(shè)計要求之后，脫鉤器自動脫鉤，讓夯錘自由下落。下落后測量人員再用水準(zhǔn)儀測量夯錘錘頂?shù)母叨?，計算每擊夯沉量，并詳?xì)記錄在冊。此工程試夯中，遇到了夯沉量太深，無法繼續(xù)強夯的問題，在現(xiàn)場指揮人員的協(xié)調(diào)指揮下，及時進行移機、挪錘，用挖掘機和推土機將夯坑填平，強夯機重新回到原位上繼續(xù)夯擊，反復(fù)操作，直到夯沉量出現(xiàn)逐步收斂，并且最后兩擊平均夯沉量不超過100 mm，完成對此夯點的夯擊。測量人員需要計算出該夯點的最后兩擊累計夯沉量及平均夯沉量，記錄表內(nèi)。強夯機提錘移至下一夯點按首個夯點的施工方法依次施工。部分夯點可能會出現(xiàn)夯坑拔錘困難或無法達到收錘標(biāo)準(zhǔn)時，夯坑推平，重復(fù)夯擊，直至施工合格為止。第五步，第一遍夯坑填平。第六步，第二遍夯點放樣。重復(fù)第三步的操作。第七步，第二遍點夯施工，重復(fù)第四步的操作，兩遍點夯的時間間隔以現(xiàn)場實際情況而定，須滿足規(guī)范及設(shè)計要求。第八步，第二遍夯坑平整處理，重復(fù)第五步的步驟。第九步，第三遍滿夯。選用SQH350 強夯機，配17.30 t 的錘，錘底直徑2.40 m。滿夯能級1 000 kN·m，前后錘印相互搭接1/4，夯擊數(shù)兩擊。第十步，平整場地。第十一步，測量標(biāo)高。

3.5 強夯試夯結(jié)果分析

就案例工程而言，要求強夯之后基礎(chǔ)的承載力不能低于110 kPa，試夯結(jié)束要靜置7 d，再通過現(xiàn)場靜荷載試驗來確定地基承載力的特征值。工程荷載板采取了面積1 m2（1 m×1 m）的正方形剛性承壓板，在承壓板和接觸層之間鋪設(shè)一層厚2～5 cm 中粗砂，以保證承壓板能夠和土層均勻接觸。在靜荷載試驗中采取慢速維持荷載法，每級荷載作用下沉降達到穩(wěn)定狀態(tài)之后，再進行下一級荷載加載，直到地基土被破壞。再分級卸載到零，每級加載量為主夯土的30 kN，夯間土為15 kN，每一級荷載加載完成之后，在10、20、30、45、60 min各測讀一次，之后每隔30 min測度一次，直到達到相對穩(wěn)定狀態(tài)后，才能進行下一級荷載加載。

如試驗結(jié)果滿足設(shè)計要求，則試驗區(qū)采用的各項強夯參數(shù)可用于后續(xù)強夯施工。結(jié)合試驗結(jié)果做好試夯施工總結(jié)，經(jīng)監(jiān)理工程師審核后全面強夯施工。

4 結(jié)束語

綜上所述，在水環(huán)境治理項目的風(fēng)化料水下填筑中采用強夯法，具有施工效率高，質(zhì)量有保證等特點，而且對施工現(xiàn)場條件的要求比較低，可有效提升水環(huán)境治理項目的風(fēng)化料水下填筑的強度和承載力。但強夯法前，需先試夯，以便為正式強夯施工提供真實有效的數(shù)據(jù)。