強(qiáng)夯置換法加固路基在吹填地區(qū)的應(yīng)用

陳本強(qiáng)（大連西中島公共設(shè)施管理有限公司，遼寧大連 116100）

強(qiáng)夯置換法加固路基在吹填地區(qū)的應(yīng)用

陳本強(qiáng)
（大連西中島公共設(shè)施管理有限公司，遼寧大連 116100）

本工程采用強(qiáng)夯置換法處理吹填區(qū)路基，與其他傳統(tǒng)的路基處理方式相比，強(qiáng)夯置換所用材料少，就地取材，價(jià)格便宜，可以節(jié)約造價(jià)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。且沉降等各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)證了該方法的加固效果及可行性。結(jié)合工程實(shí)例，介紹了運(yùn)用強(qiáng)夯置換法在吹填區(qū)加固路基的施工方法，證明他是一種工期短、成本低、行之有效的方法。

強(qiáng)夯置換 加固 路基

1　工程概況

新農(nóng)至西中島公路（交流島至通水溝）K8+466～K9+370路段位于吹填區(qū)，共904米。依據(jù)《新農(nóng)至西中島公路（交流島至通水溝）道路工程工程地質(zhì)勘察報(bào)告》（天津市勘察院，2013年12月）顯示，地基上層為吹填土。該區(qū)域地質(zhì)情況如下：

吹填土：層厚2.8～5.2米，欠固結(jié)，不提供承載力；

粉砂：層厚5.2～6.4米，承載力基本容許值［fao］=120KPa，E0=4.50MPa；

粉質(zhì)粘土：層厚1.80～3.50米，承載力基本容許值［fao］=180KPa，Es=6.50MPa；

全風(fēng)化頁(yè)巖：層厚1.40～2.20米，承載力基本容許值［fao］=210KPa ，E0=12.00MPa；

由于道路上行車荷載較大，吹填區(qū)地質(zhì)情況不能滿足承載力和變形要求，需要對(duì)該區(qū)域地基進(jìn)行處理。

2　方案選擇

鑒于該區(qū)域淤泥層厚度較厚，本工程呈帶狀，對(duì)其進(jìn)行隔離難度較大。且下臥層地質(zhì)較好，擬采用現(xiàn)狀吹填土表面填筑2.5米厚開(kāi)山石渣后強(qiáng)夯置換法進(jìn)行施工。利用強(qiáng)夯，將夯點(diǎn)下淤泥向四周擠出，利用夯坑作為鉆孔，向坑內(nèi)不斷填充石渣料，并進(jìn)行夯實(shí)，形成直徑約1.2米的樁群，樁群與周圍土體形成復(fù)合基礎(chǔ)。由于樁的加筋作用，地基中應(yīng)力向樁體集中，即應(yīng)力集中作用，樁體承擔(dān)了基層傳來(lái)的大部分荷載；同時(shí)，由于樁體和填料具有良好的透水性，使強(qiáng)夯引起的超靜空隙水壓力迅速消散，土體迅速固結(jié)，抗剪強(qiáng)度迅速提高，對(duì)樁體約束逐漸增強(qiáng)，從而使復(fù)合地基的承載力不斷提高，達(dá)到加固路基的目的。

3　加固路基的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

3.1強(qiáng)夯試驗(yàn)區(qū)平面布置

本次試驗(yàn)200米路基作為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)，夯點(diǎn)間距為4mх4m，插花呈梅花狀設(shè)置。

3.2強(qiáng)夯施工參數(shù)

（1）點(diǎn)夯：本工程選用強(qiáng)夯置換錘直徑為1.2米，錘重質(zhì)量為22噸，置換墩中心距為4米，共進(jìn)行四遍夯擊（二遍點(diǎn)夯，二遍滿夯）。第一遍點(diǎn)夯，夯點(diǎn)間距為4米，夯擊能4000kN·m（具體夯擊能量應(yīng)通過(guò)試夯確定），處理范圍為兩側(cè)道路紅線外延5米（寬度60米），采用隔樁跳打的方式，保證連續(xù)兩次夯點(diǎn)間距為8米，每一次夯擊后應(yīng)及時(shí)平整場(chǎng)地、補(bǔ)充開(kāi)山石碴。單點(diǎn)最后兩擊夯沉量不超過(guò)50mm，夯擊時(shí)用水準(zhǔn)儀觀測(cè)沉降。經(jīng)間歇期（不少于2周）后進(jìn)行第二遍夯擊，夯點(diǎn)為第一遍點(diǎn)夯中央，夯點(diǎn)間距為4米，夯擊能4000kN·m（與第一遍夯擊能量相同），處理范圍、施作方法及觀測(cè)沉降與第一遍點(diǎn)夯相同。

（2）滿夯：點(diǎn)夯結(jié)束間歇2周后，進(jìn)行第三遍滿夯，滿夯錘直徑為2.5米，錘重質(zhì)量為15噸，夯擊能為1000kN·m，處理范圍為道路紅線之內(nèi)（寬度50米），夯印搭接四分之一。間歇2周后，進(jìn)行第四遍滿夯，夯擊能為1000kN·m，處理范圍為道路紅線之內(nèi)（寬度50米），夯印搭接四分之一。

3.3試驗(yàn)結(jié)果分析

（1）根據(jù)從記錄統(tǒng)計(jì)可看出，第一遍點(diǎn)夯一般夯擊16-18次（最多一次22下，最少一次12下），能達(dá)到最后兩擊平均夯沉量小于50mm。第二遍點(diǎn)夯一般夯擊11-14次（最多一次16下，最少一次7下），能達(dá)到最后兩擊平均夯沉量小于50mm。

（2）第一遍點(diǎn)夯累計(jì)總夯沉量4700-9640mm，平均6791mm；第二遍點(diǎn)夯累計(jì)總夯沉量3470-11130mm，平均6696mm。表明置換墩加固深度平均在6.7m左右。根據(jù)原設(shè)計(jì)圖，該段地基軟弱層深深度5.8～6.14m。因此，置換墩加固深度達(dá)到處理深度。

（3）由于地基土滲水性較好，兩遍點(diǎn)夯可連續(xù)進(jìn)行。為確保地下孔隙水壓力消散，兩遍點(diǎn)夯間隔時(shí)間宜為2周，滿夯距第二遍點(diǎn)夯時(shí)間間隔也宜為2周。

（4）試驗(yàn)段施工前對(duì)原地面進(jìn)行觸探試驗(yàn)。強(qiáng)夯置換加固后，墩間土被置換料填充擠壓密實(shí)，強(qiáng)度提高，進(jìn)行觸探試驗(yàn)，表層能達(dá)到200KPa以上。

（5）施工結(jié)束后7天、14天、28天，分別平板載荷試驗(yàn)檢測(cè)了單墩承載力，每次檢測(cè)一個(gè)墩。承載力均達(dá)到要求。因此，施工結(jié)束間隔1～2周檢測(cè)單墩承載力即可達(dá)到設(shè)定承載力要求。

（6）施工前原地面鋪設(shè)一層2.5m厚開(kāi)山石渣。每個(gè)置換墩填料平均為V1′=17m3，填料次數(shù)宜為4次。

4　施工工藝

（1）鋪設(shè)2.5米開(kāi)山石碴墊層，碎石填料滿足設(shè)計(jì)要求；墊層采用開(kāi)山石渣作為置換材料，推土機(jī)推平，壓路機(jī)碾壓密實(shí)。

（2）測(cè)量人員應(yīng)將施工測(cè)量控制點(diǎn)引至不受施工干擾的穩(wěn)固地點(diǎn)。測(cè)量并記錄原地面高程，布設(shè)水平位移控制樁，標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置，并用白灰灑出夯位輪廓線；

（3）起重機(jī)就位，夯錘置于夯點(diǎn)位置。根據(jù)夯擊能，確定夯錘吊起高度。

（4）測(cè)量夯前錘頂高程，將夯錘起吊到預(yù)定高度。

（5）開(kāi)啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程，計(jì)算并記錄該擊的夯沉量。

（6）重復(fù)步驟4.5，記錄每一遍夯擊的夯沉量和累計(jì)夯沉量。當(dāng)夯坑過(guò)深而發(fā)生起錘困難時(shí)停夯，向坑內(nèi)填置換材料直至與坑頂平，記錄填料數(shù)量及次數(shù)，如此重復(fù)直至直至最后兩擊平均夯沉量不大于5cm，達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)墩體的夯擊。當(dāng)夯點(diǎn)周圍軟土擠出影響施工時(shí)，可隨時(shí)清理并在夯點(diǎn)周圍鋪墊開(kāi)山石碴，繼續(xù)施工。

（7）機(jī)械移位至下一夯點(diǎn)，重復(fù)步驟4.3至4.6，按由內(nèi)而外，隔行跳打原則，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊試驗(yàn)，作好記錄。

（8）用推土機(jī)將夯坑填平，壓路機(jī)碾壓，并測(cè)量場(chǎng)地高程。根據(jù)地基土的滲透情況，確定第二遍點(diǎn)夯的時(shí)間。

（9）達(dá)到試驗(yàn)確定的間隔時(shí)間后，按上述步驟逐次完成第二次點(diǎn)夯。由于現(xiàn)場(chǎng)地基土滲水性較好，第一遍隔2周即可進(jìn)行第二遍點(diǎn)夯。第二次點(diǎn)夯完成后，整平場(chǎng)地，壓路機(jī)碾壓，測(cè)量整平后的標(biāo)高。

（10）滿夯：第二遍夯點(diǎn)結(jié)束2周，采用低能量對(duì)已夯擊場(chǎng)地進(jìn)行全面積的夯擊，滿夯落錘高度根據(jù)錘重和夯擊能確定，夯印彼此搭接部分不小于錘底加固面積的1/4。滿夯完成后，將場(chǎng)地整平，壓路機(jī)碾壓密實(shí)，同時(shí)測(cè)量整平后的標(biāo)高。

（11）滿夯施工結(jié)束后，間隔1-2周，對(duì)每個(gè)試驗(yàn)段地基進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。

［1］梁志松，張偉，湯斌.強(qiáng)夯置換法加固軟粘土地基應(yīng)用［J］.四川建筑科學(xué)研究2002（2）：29-48.

［2］張鳳文，周洪彬.強(qiáng)夯置換碎石樁復(fù)合地基承載力的試驗(yàn)研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2000（4）：522-525.