鹵池軟土地基強(qiáng)夯施工技術(shù)

楊正仁

摘 要 沿海地區(qū)時(shí)速100km/h一級(jí)公路路基填筑在制鹵池淤泥地段用強(qiáng)夯法加固地基，介紹強(qiáng)夯法的技術(shù)應(yīng)用和理論依據(jù)，闡述了工程中強(qiáng)夯試夯、參數(shù)選擇及調(diào)整、施工工藝等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)夯；試驗(yàn)；參數(shù)；工藝

中圖分類號(hào) U4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）07-0040-01

1 工程概況

某沿海一級(jí)公路路基填筑工程，線路長(zhǎng)3 000m，路基頂面寬52m，設(shè)計(jì)時(shí)速100km/h。該路基填筑工程地處沿海，屬?zèng)_淤積地貌。擬建路基基底主要為河海沖擊而成的淤泥狀粉、砂質(zhì)土，線路跨經(jīng)鹽場(chǎng)制鹵池段，淤泥狀軟弱土層厚度為3m～3.5m。

2 強(qiáng)夯施工技術(shù)應(yīng)用

參考該工程地質(zhì)勘探資料，如選用清淤后換填透水性填料，則需圍堰后清理大量的淤泥，工期長(zhǎng)，淤泥堆放場(chǎng)地選擇困難，且花費(fèi)較大；若直接采用拋石擠淤，考慮淤泥厚度，難以有效地?cái)D除淤泥，將形成淤泥石料混填的情況，地基承載力難以達(dá)到要求。

結(jié)合工程地質(zhì)條件及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，秉承技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量、保護(hù)環(huán)境的原則，考慮首先用不小于30cm的片石拋填半幅，再進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè)施工。每個(gè)填筑段完成后再進(jìn)行另一半幅施工，以每50m為一個(gè)施工段交替進(jìn)行，逐步向前推進(jìn)，在排擠淤泥至路基兩側(cè)的同時(shí)，又起到對(duì)石料的壓實(shí)效果，提高了地基及路基的承載力，能滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求。

考慮施工車輛交通組織及進(jìn)度要求，先行在路基中間位置填筑10m寬臨時(shí)便道，以確保強(qiáng)夯施工不影響片石填筑正常進(jìn)行。

1）理論依據(jù)。強(qiáng)夯施工，是按照一定的夯擊次數(shù)反復(fù)將夯錘提到預(yù)定高度，采用自動(dòng)脫鉤方式使夯錘垂直落下砸擊地面預(yù)定點(diǎn)位，給地基以強(qiáng)大的沖擊和振動(dòng)能量，從而改變地基土質(zhì)物理結(jié)構(gòu)，達(dá)到加固地基的效果，適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土等軟塑—流塑的對(duì)變形控制要求不嚴(yán)的地基處理。

2）強(qiáng)夯法的優(yōu)點(diǎn)和效果。施工設(shè)備、工藝簡(jiǎn)單，安全可靠。一般采用履帶吊配以自動(dòng)脫鉤裝置、2～3種不同重量的夯錘即可。適用范圍廣，可用于機(jī)場(chǎng)、道路、港口、堆場(chǎng)和房屋建筑等工程場(chǎng)地的地基處理。加固效果好。夯后地基強(qiáng)度一般可提高2—5倍。工效高，施工速度快。每臺(tái)設(shè)備每臺(tái)班可處理1 800～2 500m2。

節(jié)約投資。比其換填、旋噴樁、攪拌樁等費(fèi)用低。

3 強(qiáng)夯施工

3.1 施工機(jī)具

施工主要施工設(shè)備：采用大噸位履帶式起重機(jī)（通過夯錘重量選擇適用起重機(jī)）、圓柱體鋼鑄夯錘、135kW推土機(jī)等。

3.2 施工參數(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本工程強(qiáng)夯主、復(fù)夯點(diǎn)為矩形布置，夯點(diǎn)間距3m，主、復(fù)夯點(diǎn)夯擊能采用1 600/kN·m，滿夯夯擊能采用1 000/kN·m，有效加固深度約6.3m，夯點(diǎn)滿足最后兩擊平均沉降量≤5cm。各夯點(diǎn)用1 600/ kN·m夯擊二遍，最后用1 000/kN·m滿夯一遍，滿夯時(shí)夯擊點(diǎn)位重疊夯錘直徑的1/4，每遍間隔時(shí)間均為7天。

3.3 強(qiáng)夯試驗(yàn)

為了進(jìn)一步檢驗(yàn)設(shè)計(jì)要求的夯擊能能否達(dá)到預(yù)計(jì)效果，應(yīng)先進(jìn)行試夯，規(guī)范要求試夯面積不小于20×20m。為了使試夯數(shù)據(jù)更具代表性，本工程選擇50m長(zhǎng)路基作為試夯。

1）試驗(yàn)參數(shù).按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布點(diǎn)和選用夯擊能。借鑒成功地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，為充分發(fā)揮履帶吊功效，第一、二遍夯點(diǎn)采用錘重Q=17.2t，計(jì)算有效落距高度H=9.3m，夯錘高度0.45m，夯錘直徑2.5m。滿夯采用錘重Q=11.5t，計(jì)算有效落距高度H=8.7m，夯錘高度0.3m，夯錘直徑2.5m。

2）工藝流程。（1）對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整，用5×5m方格網(wǎng)測(cè)量夯前場(chǎng)地高程；（2）按照設(shè)計(jì)夯點(diǎn)位置用石灰標(biāo)記（夯點(diǎn)間距偏差控制在±500mm以內(nèi)），并測(cè)量夯擊前該點(diǎn)位地面高程；（3）履帶吊就位，起吊吊鉤至有效落距高度（夯錘落距偏差控制在±300mm以內(nèi)），將吊鉤牽引鋼絲繩固定，鎖定落距（有效高度計(jì)算：從夯錘提升后夯錘底至地面高度）；（4）將夯錘吊到夯點(diǎn)位置，測(cè)量夯擊前夯錘頂高程；（5）吊機(jī)提升夯錘至計(jì)算有效落距高度，夯錘自動(dòng)脫落垂直下降夯擊點(diǎn)位，繼續(xù)測(cè)量錘頂高程，記錄本次夯擊后下沉量；（6）反復(fù)進(jìn)行第5步驟，直至達(dá)到設(shè)定的夯擊次數(shù)，即完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊；（7）進(jìn)行下一夯點(diǎn)夯擊，重復(fù)第4～6步驟，直至完成全部標(biāo)記點(diǎn)位；（8）用推土機(jī)將夯坑整平，同第1步驟中測(cè)點(diǎn)測(cè)量夯擊1遍后場(chǎng)地高程，計(jì)算場(chǎng)地夯沉量；（9）第2遍及滿夯均間隔7天后進(jìn)行，重復(fù)第1～8步驟，直至最后測(cè)量滿夯整平后路基面高程，計(jì)算累計(jì)沉降量。

3）夯擊試驗(yàn)。為滿足設(shè)計(jì)要求，每個(gè)夯點(diǎn)進(jìn)行8擊試夯。經(jīng)試夯顯示，擊沉量依次為14cm、11cm、12cm、11cm、10cm、13cm、15cm、19cm，單點(diǎn)累計(jì)沉降量107cm，最后兩擊平均沉降量17cm。從第6次夯擊開始擊沉量逐漸增大，擬采用夯擊5次作為大面積試夯。

夯擊5次，第1遍平均擊沉量依次為14cm，11cm，12cm，11cm，10cm，坑位平均沉降量58cm，最后兩擊平均沉降量10.5cm。第2遍平均擊沉量依次為11cm，8cm，6cm，4cm，3cm，坑位平均沉降量32cm，最后兩擊平均沉降量3.5cm。滿夯后路基面平均沉降量為68cm。

4）強(qiáng)夯前后地基承載力檢測(cè)。采用K30平板荷載儀分別在強(qiáng)夯前及每遍強(qiáng)夯完一周后進(jìn)行地基承載力檢測(cè)試驗(yàn)。地基承載力分別為：強(qiáng)夯前90kPa，第1遍強(qiáng)夯7天后為165kPa，第2遍強(qiáng)夯7天后為210kPa。

5）試驗(yàn)評(píng)價(jià)。選取約2 500m2作為強(qiáng)夯試驗(yàn)，最后兩擊平均沉降量為3.5cm，路基整體沉降量為68cm，地基承載力達(dá)到210kPa，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求?？稍谙嗤刭|(zhì)、地段按照試驗(yàn)參數(shù)及配套的機(jī)具、施工工藝流程組織實(shí)施。

6）施工工況。結(jié)合本工程實(shí)際情況，先按照由中向外的順序拋填片石逐步往前推進(jìn)。考慮運(yùn)料車載重達(dá)到100t，前期填料運(yùn)輸能達(dá)到一定的壓實(shí)效果，故先規(guī)劃中間道路逐步向兩側(cè)改道，提高了一定的地基承載力，確保后期履帶吊行車安全。

為滿足工期要求，經(jīng)估算強(qiáng)夯施工功效，在路基填筑完成前約1個(gè)半月進(jìn)場(chǎng)2臺(tái)套強(qiáng)夯設(shè)備，避免設(shè)備進(jìn)場(chǎng)過早造成閑置。經(jīng)實(shí)踐，每臺(tái)套設(shè)備平均每個(gè)月可完成約1 060m（折約5.5萬m2），最終40天共完成3km路基的強(qiáng)夯施工，最終工期滿足要求。

4 施工注意事項(xiàng)

1）為確保履帶式起重機(jī)安全，考慮起重提升重量及速度等因素，低夯能級(jí)盡可能選用低噸位夯錘。2）起吊、落錘期間司索、測(cè)量等作業(yè)人員撤離至安全區(qū)域。履帶吊駕駛室擋風(fēng)玻璃外采用鋼筋網(wǎng)片防護(hù)，防止飛石。3）單點(diǎn)夯擊時(shí)，同路基壓實(shí)順序，從中間往兩側(cè)進(jìn)行，以便有效的排擠淤泥，達(dá)到加固地基和進(jìn)一步夯實(shí)填料的目的。4）路基兩側(cè)1～2個(gè)夯擊點(diǎn)位會(huì)出現(xiàn)夯錘歪斜或提升夯錘困難，以致夯坑底積水影響施工，應(yīng)將坑位鋪填填料繼續(xù)夯擊。5）專人全程跟蹤測(cè)量夯前地面、每次夯擊錘頂、每遍夯擊整平后地面高程，及時(shí)分析數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)波動(dòng)較大時(shí)，及時(shí)分析調(diào)整參數(shù)。6）強(qiáng)夯施工可采取挖設(shè)減震溝等方式降低沖擊震動(dòng)對(duì)周邊建筑物及重要設(shè)施的影響。

5 結(jié)論

總之，利用強(qiáng)夯法對(duì)鹵池段軟土地基進(jìn)行加固處理，選用合適的夯擊能、夯擊次數(shù)、夯點(diǎn)間距等尤為重要，是對(duì)地基有效加固深度的重要指標(biāo)。根據(jù)夯能選用適用噸位的履帶起重機(jī)和配套夯錘，是施工進(jìn)度的關(guān)鍵。跟蹤測(cè)量，實(shí)時(shí)掌握夯擊沉降量，及時(shí)分析數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整夯擊次數(shù)等參數(shù)，是確保施工質(zhì)量重要措施。

參考文獻(xiàn)

[1]山西省機(jī)械施工公司.CECS279：2010強(qiáng)夯地基處理技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2010.

[2]中國建筑科學(xué)研究院.JGJ79-2012 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[3]中交天津港灣工程研究院有限公司.JTS147-1-2010港口工程地基規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2010.