強夯法在市政道路路基處理中的應用

馬海波 吳 振 張凱健

強夯法是利用沖擊能給地基土體沖擊和振動,以提高地基強度、降低地基壓縮性,具有適用于各種土層、應用范圍廣、施工機具簡單、節省材料和施工周期短等優點。同時,強夯法加固地基對進一步提高土體強度和均勻性、降低壓縮性、消除不均勻沉降、改善土體的物理力學性質和工程特性具有顯著的效果。本文將闡述強夯法處理高填方市政道路路基過程中的關鍵施工技術以及效果檢測并對其進行綜合評價。

1 工程概況

徐州市新城區建設過程中進行了大規模的市政道路建設工作,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黏土。由于工期要求很緊,采用傳統的分層填筑分層碾壓方案無法滿足要求,因此決定采用強夯法處理高填方路基施工方案。

2 強夯施工方案設計

2.1 準備工作

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夯基底,建筑渣土填筑厚度80 mm～100 mm用推土機推平預壓。2)堆填土方。采用重型自卸車運輸土方,用推土機推平預壓,堆填高度為路基設計高度,為確保路基兩側夯擊效果,寬度采用超寬堆填,每側超出設計寬度一個夯錘直徑。

2.2 強夯施工

1)夯擊機具。強夯吊機選用履帶式強夯吊機,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)夯擊施工技術參數。強夯夯點布置采用梅花形(見圖1),主副夯點間距為5 m。首先進行主夯施工,要求最后兩擊的平均夯沉量小于50 mm。主夯施工完成后,在主夯點中間進行副夯施工,施工要求與主夯相同。采用夯擊遍數為三遍,即:第一遍:主夯,夯點間距5 m,夯擊能3 000 kN?m;第二遍:副夯,在主夯點中間進行,夯擊能3 000 kN?m;第三遍:滿夯,夯點搭接1/3,夯擊能1 000 kN?m。

2.3 試夯試驗結果分析

在強夯施工前,需要進行試夯以確定施工時的夯擊次數、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生大隆起時的夯擊次數為本次施工的夯擊次數。

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

2.4 夯后路床處理

強夯施工完成后,路基頂面下沉,下沉區域包括路床,為確保路床強度、設計標高和平整度,采用5%～7%低劑量灰土分層填筑,分層碾壓處理。

3 強夯施工效果檢測

在強夯施工完成后,路床灰土施工完成前對強夯路基進行質量檢測,為了對比同時對分層填筑分層碾壓段路基進行質量檢測。檢測結果見表1。

表1 強夯施工檢測結果

檢測結果表明,強夯法處理高填方路基效果達到和超過分層填筑分層碾壓法,完全滿足設計要求。道路排水施工開挖強夯處理路基,開挖后顯示夯后土體非常密實,排水溝槽兩側壁可以長久保持直立面穩定。

4 結語

從表1的檢測結果以及工程實際效果可以看出,強夯法處理高填方路基效果顯著,在施工過程中如能嚴格控制含水率或摻石灰改性處理填料,強夯效果會更好。同時強夯施工節約大量的建設資金,縮短了建設周期,為強夯法在市政道路工程中的應用積累了施工經驗。

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

[1] GB 50007-2001,建筑地基基礎設計規范[S].

[2] 張慶國.強夯法加固機理與應用[M].濟南:山東科學技術出版社,2003.

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

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