淺談拋石擠淤強夯置換在路基軟基加固中的應用

宋增強

摘 要：通過在綿遂高速公路K73+245～K73+395高填方段應用拋石擠淤強夯加固淤泥質軟土地基，依據檢測結果，結合實際施工經驗，具體探討拋石擠淤強夯施工過程技術控制和質量控制，并提出在公路軟基中的推廣應用。

關鍵詞：淤泥質軟土；拋石擠淤；強夯置換

1 概述

綿陽至遂寧高速公路綿延段是國家重點公路網成渝地區環線的重要組成部分，北接已建成的成綿廣（成都-綿陽-廣元）高速公路，南連成南（成都-遂寧-南充）高速公路和遂渝（遂寧-重慶）高速公路，是我國西部公路主骨架網的重要組成部分，是四川省重點工程。路線全長77.941公里，雙向四車道，設計行車速度80km/h，路基寬度24.5m。

其中K73+245～K73+395高填方段設計平均填高22m，最大填高27m，為全線最高填方段，地基處理尤為關鍵，原設計為強夯處理地基，魚塘處采用清淤換填。經現場踏勘，采用開挖探坑方式，發現此段原地表以下4m范圍內存在大面積淤泥質軟土，僅僅采用強夯的方式很難達到質量標準，經業主、設計、監理、施工單位確定，在原強夯方案基礎上增加水田、池塘段拋填片塊石擠淤，然后對基地進行強夯置換，強夯夯擊能4000KN.m，以加強地基處理效果，設計處理后地基承載力300kPa。

2 拋石擠淤強夯施工原理

拋石強夯加固軟基原理，是重要的是要采用堅硬的片塊石對水田和池塘段進行拋填，將濕地軟弱淤泥擠出，然后在采用點夯對置換的片塊石進行強夯，壓縮、密實填料形成強夯置換墩。墩柱底端穿透腐質淤泥層，這樣就可以起到擠密、承力、排水固結加固軟基的作用。

3 拋石擠淤強夯施工過程控制

3.1 工藝流程（圖1）

3.2 施工準備

3.2.1 技術準備

要組織施工人員學習，從而熟悉設計圖紙及施工規范、規程；收集地質、水文、氣候相關資料；編制施工方案、質量計劃及各項施工保證措施，對施工人員進行技術交底和安全交底；熟悉主要施工機械及其配套設備的技術性能，主要是強夯機、夯錘、壓路機等。

3.2.2 施工現場準備

在開工前要先對現場進行調查研究，對施工范圍內各類地上、地下障礙物清理；組織測量人員復測導線點，設置控制樁；根據機械設備配載重量修建施工便道，保證施工道路安全暢通；設置安全警戒線，禁止閑雜人員進入施工現場；為避免強夯施工所產生的振動對鄰近建筑物及建筑物內人員或設備可能產生有害的影響，采取挖減振溝等隔振或防振措施。

3.2.3 修建臨時排水設施

施工前組織工程技術人員排查和完善排水設施，施工時在強夯區四周設置臨時排水溝，以便及時排除雨水。

3.3 試驗段施工

為驗證了最優工藝加固軟基處理的可行性，確定了最佳的施工機械組合、施工順序，選定優化的施工參數和施工方法，指導大面積施工，根據設計要求確定的參數，選取K73+300～K73+350為試驗段，編寫初步的試驗方案，進行試驗性施工。

通過試驗段施工，對質量進行檢測結果合格，最終確定：（1）施工順序為：拋石擠淤-振動壓路機初步碾壓-強夯施工。（2）機械組合見表1拋石擠淤強夯施工主要機械表。（3）強夯間距按照設計要求為3m正方形布置，夯擊能為4000KN.m。（4）夯擊次數：點夯按現場試夯得到的夯擊次數（一般為5-15次）與夯沉量關系曲線確定，最終最佳夯擊數確定為13次，最后兩擊的平均夯沉量不大于100mm，每遍間隔時間3d；夯坑周圍地面不發生過大的隆起；不因夯坑過深而使起錘困難。

3.4 拋石擠淤泥

3.4.1 拋石擠淤材料

選用K73+080～K73+200段路基石方爆破的開山塊石混合料，在填筑混合料時候，嚴格控制混合料的含泥量在5%以內。

3.4.2 擠淤

自卸汽車將混合料運輸至路基設計線路范圍內，直接用推土機將堆料沿前進方向有序推進，先沿線路中線鋪擠出一定的工作面，然后再由中間向兩側擠淤，這樣就不容易造成太多夾淤，并且將淤泥清擠干凈。拋填料頂面高程處的寬度須在兩邊分別大于其上路基填料坡角1m。

3.4.3 整平碾壓

待擠淤填料拋擲完成后，采用推土機整平，用壓路機均勻碾壓2遍后，測量場地高程。

3.5 強夯置換

3.5.1 機械設備

強夯施工采用W1001型帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機。在臂桿端部位設置輔助門架或采取其他安全設施，防止落錘時機架傾覆。夯錘錘重按照設計要求采用25T，錘徑2.5m。夯錘中對稱設置4個上下貫通的氣孔。自動脫鉤采用開鉤法。

3.5.2 夯擊點的布置及夯擊遍數

夯擊點布置與夯擊點位置采用間距3m正方形布置，見圖2夯點布置示意圖。夯擊遍數設計為3遍，第Ⅰ遍隔1點跳夯，第Ⅱ遍補第Ⅰ遍空隙，第Ⅲ遍補第Ⅰ、Ⅱ遍空隙，點夯結束后，以低能量滿夯，達到錘印彼此搭接。

3.5.3 夯錘落距

按照設計要求，基底強夯處理能量為4000KN·m，夯錘重量為25T。

計算落距：H=4000KN·m/250KN=16m，確定提升16m對基底進行夯實。

3.5.4 夯擊次數

按照試驗段施工總結出的點夯13次進行點夯，每個夯擊點一定要安排專人檢查和記錄擊數。

3.5.5 夯擊遍數間隔時間

間隔時間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間，由試驗段施工總結每遍間隔時間取3d。但凡產生超孔隙水壓力、夯坑周圍出現較大隆起時，就不要繼續夯擊，要等到超孔隙水壓力大部分消散以后，再夯下一遍。在同一遍中若干夯擊次數后出現上述情況，也要遵循這一要求，停止夯擊，等超孔隙水壓力大部分消散后，再繼續夯實。施工時首先保證夯擊遍數間隔時間，并做詳細記錄，杜絕間隔時間沒有達到就強行施工，這樣才能確保強夯質量。

3.5.6 強夯施工

對夯擊點依次夯擊完成為第一遍強夯施工。在第一遍強夯完成后，再用推土機將場地進行推平，壓路機碾壓兩遍后測量布置夯點位置及水準測量。第二次按設計選用已夯點間隙中間，依次補點夯擊為第二遍，第三遍補第一、二遍空隙，點夯結束后采用低能量滿夯，達到錘印彼此搭接，表面平整。強夯施工按試驗確定的技術參數進行，以單夯夯擊能、夯擊遍數和各個夯點的夯擊次數為施工控制數值，并采用試夯確定的地表平均沉降量控制。滿夯可采用輕錘或低落錘多次夯擊，錘印搭接不小于1/4夯錘的直徑。

4 施工過程質量控制

（1）現場對控制樁樹立明顯的標志加以保護，并定期檢查。

（2）在施工中發現夯錘偏離夯坑中心，立即調整對中。

（3）夯錘氣孔保持暢通，如遇堵塞，立即將塞土清除。

（4）認真做好施工記錄，對每擊的沉降量都進行觀測和記錄，并掌握好停錘標準。

（5）密切觀注異?，F象，對夯沉量異樣、夯錘反彈、地表隆起要加強監測，一定要如實記錄，同時要及時上報。

（6）回填材料質量必須符合設計要求。

（7）夯實完的夯坑及時推平，不積水。

（8）及時辦理有關質量文件，如場地定位測量成果、現場施工記錄、工序質量評審等，加強原始資料整理、歸檔管理工作。

5 質量檢測

5.1 重型動力觸探試驗檢測

采用重型觸探儀對K73+245～K73+395高填方段拋石擠淤強夯置換后的地基進行觸探試驗，本次觸探試驗檢測數量為13個點，試驗結果見表2靜力觸探試驗檢測結果表，根據檢測結果平均承載力為404.5kPa，大于設計要求300kPa，檢測結果符合設計要求。

5.2 平板載荷試驗

強夯處理后由業主委托西南交通大學結構工程試驗中心進行承載力檢測，本次載荷試驗檢測數量為4個點，現場檢測于2009年12月9日-12月17日完成，由荷載試驗檢測結果所得的地基承載力特征值為303kPa，滿足設計要求的300kPa，見表3載荷試驗結果，處理后檢測結果符合設計要求。

6 結束語

通過在本項目中拋石擠淤強夯置換淤泥質軟土地基的成功運用，地基承載力檢測結果符合設計要求，充分證實了拋石擠淤強夯處理軟土地基具有技術先進，操作簡便，施工效率高、加固效果好等特點，并且施工費用低、污染小，既節約資源又可節省投資，在保證質量、加快進度、節約成本方面都是比較先進和可行的。進而提出拋石擠淤強夯置換在處理路基淤泥質軟基方面的推廣應用。

參考文獻

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