強(qiáng)夯法在市政道路路基處理中的應(yīng)用

馬海波 吳 振 張凱健

強(qiáng)夯法是利用沖擊能給地基土體沖擊和振動,以提高地基強(qiáng)度、降低地基壓縮性,具有適用于各種土層、應(yīng)用范圍廣、施工機(jī)具簡單、節(jié)省材料和施工周期短等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),強(qiáng)夯法加固地基對進(jìn)一步提高土體強(qiáng)度和均勻性、降低壓縮性、消除不均勻沉降、改善土體的物理力學(xué)性質(zhì)和工程特性具有顯著的效果。本文將闡述強(qiáng)夯法處理高填方市政道路路基過程中的關(guān)鍵施工技術(shù)以及效果檢測并對其進(jìn)行綜合評價(jià)。

1 工程概況

徐州市新城區(qū)建設(shè)過程中進(jìn)行了大規(guī)模的市政道路建設(shè)工作,其中某道路的部分路段處于原高速公路取土場,地勢低洼,要求路基填土高度為6 m～8 m,填土主要為粉土和粉質(zhì)黏土。由于工期要求很緊,采用傳統(tǒng)的分層填筑分層碾壓方案無法滿足要求,因此決定采用強(qiáng)夯法處理高填方路基施工方案。

2 強(qiáng)夯施工方案設(shè)計(jì)

2.1 準(zhǔn)備工作

1)基底處理。首先抽水排除坑塘低洼處水,然后回填建筑渣土作為強(qiáng)夯基底,建筑渣土填筑厚度80 mm～100 mm用推土機(jī)推平預(yù)壓。2)堆填土方。采用重型自卸車運(yùn)輸土方,用推土機(jī)推平預(yù)壓,堆填高度為路基設(shè)計(jì)高度,為確保路基兩側(cè)夯擊效果,寬度采用超寬堆填,每側(cè)超出設(shè)計(jì)寬度一個(gè)夯錘直徑。

2.2 強(qiáng)夯施工

1)夯擊機(jī)具。強(qiáng)夯吊機(jī)選用履帶式強(qiáng)夯吊機(jī),起吊能力50 t,起吊高度20 m,帶有自動脫鉤裝置。主夯錘重17.8 t,高1.6 m,直徑2.2 m,底面積3.80 m2,滿夯錘重10 t,直徑與底面積與主夯錘相同。2)夯擊施工技術(shù)參數(shù)。強(qiáng)夯夯點(diǎn)布置采用梅花形(見圖1),主副夯點(diǎn)間距為5 m。首先進(jìn)行主夯施工,要求最后兩擊的平均夯沉量小于50 mm。主夯施工完成后,在主夯點(diǎn)中間進(jìn)行副夯施工,施工要求與主夯相同。采用夯擊遍數(shù)為三遍,即:第一遍:主夯,夯點(diǎn)間距5 m,夯擊能3 000 kN?m;第二遍:副夯,在主夯點(diǎn)中間進(jìn)行,夯擊能3 000 kN?m;第三遍:滿夯,夯點(diǎn)搭接1/3,夯擊能1 000 kN?m。

2.3 試夯試驗(yàn)結(jié)果分析

在強(qiáng)夯施工前,需要進(jìn)行試夯以確定施工時(shí)的夯擊次數(shù)、夯間距、填料量等。測定每擊下的夯沉量及地面變形,直至最后兩擊平均夯沉量不大于50 mm和夯坑周圍土體不發(fā)生大隆起時(shí)的夯擊次數(shù)為本次施工的夯擊次數(shù)。

圖2,圖3分別為不同夯擊能下每擊夯沉量與夯擊次數(shù)關(guān)系曲線和累計(jì)夯沉量與夯擊次數(shù)關(guān)系曲線。由圖2,圖3可以看出,每擊夯沉量隨夯擊次數(shù)的增加逐漸變小,在7次,8次時(shí)每擊夯沉量均為5 cm左右;累計(jì)夯沉量隨夯擊能的增大而變大,并趨于穩(wěn)定,因此施工夯擊次數(shù)為8次,夯擊能采用3 000 kN?m。

2.4 夯后路床處理

強(qiáng)夯施工完成后,路基頂面下沉,下沉區(qū)域包括路床,為確保路床強(qiáng)度、設(shè)計(jì)標(biāo)高和平整度,采用5%～7%低劑量灰土分層填筑,分層碾壓處理。

3 強(qiáng)夯施工效果檢測

在強(qiáng)夯施工完成后,路床灰土施工完成前對強(qiáng)夯路基進(jìn)行質(zhì)量檢測,為了對比同時(shí)對分層填筑分層碾壓段路基進(jìn)行質(zhì)量檢測。檢測結(jié)果見表1。

表1 強(qiáng)夯施工檢測結(jié)果

檢測結(jié)果表明,強(qiáng)夯法處理高填方路基效果達(dá)到和超過分層填筑分層碾壓法,完全滿足設(shè)計(jì)要求。道路排水施工開挖強(qiáng)夯處理路基,開挖后顯示夯后土體非常密實(shí),排水溝槽兩側(cè)壁可以長久保持直立面穩(wěn)定。

4 結(jié)語

從表1的檢測結(jié)果以及工程實(shí)際效果可以看出,強(qiáng)夯法處理高填方路基效果顯著,在施工過程中如能嚴(yán)格控制含水率或摻石灰改性處理填料,強(qiáng)夯效果會更好。同時(shí)強(qiáng)夯施工節(jié)約大量的建設(shè)資金,縮短了建設(shè)周期,為強(qiáng)夯法在市政道路工程中的應(yīng)用積累了施工經(jīng)驗(yàn)。

強(qiáng)夯施工市政道路工程中若周圍存在建筑、管道等構(gòu)筑物時(shí),還需對強(qiáng)夯過程進(jìn)行振動監(jiān)測或開挖減振溝處理,防止強(qiáng)夯振動對周圍構(gòu)筑物進(jìn)行破壞。

[1] GB 50007-2001,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] 張慶國.強(qiáng)夯法加固機(jī)理與應(yīng)用[M].濟(jì)南:山東科學(xué)技術(shù)出版社,2003.

[3] 吳 海.淺談強(qiáng)夯法在高填方地基中的應(yīng)用[J].山西建筑,2009,35(23):129-130.

[4] 張佳璐.強(qiáng)夯法在地基處理工程中的應(yīng)用[J].鐵道建筑,2009(6):88-90.