山區公路粗粒料路堤填筑碾壓壓實-強夯加固質量控制技術

安 燃

(內蒙古交通職業技術學院，內蒙古 赤峰 024005)

1 碾壓壓實-強夯加固技術

強夯法是利用高落距地夯擊錘對路堤基層施以夯擊能量，使路堤基層擠密夯實，施工設備簡單，施工工藝單一，可操作性強，適用地質條件廣。通過強夯加固，可有效提升地基承載力及強度，降低工后沉降。

2 碾壓壓實-強夯加固質量控制關鍵參數試驗測試

進行粗填料路基碾壓試驗，并根據填料粒徑大小，在試驗路段設置不同厚度的試驗層。

分層碾壓路堤表面沉降監測：確定碾壓施工壓實遍數、最大攤鋪厚度和控制粒徑等參數。在每個碾壓區域布置4個測點，填料攤鋪結束后，將觀測樁打入路堤，再用水準儀測得初始高程。按規范碾壓，每一個碾壓來回測定一次監測點高程，并計算沉降，直至最后兩次碾壓的表面沉降均值差小于5 mm時停止碾壓，記錄標準層碾壓遍數及表面沉降率。以同樣的施工標準對其余各試驗層碾壓相同遍數，并求得各層碾壓后的表面沉降率。

圖1 碾壓壓實-強夯加固施工流程圖Fig.1 Construction flow char of grind compaction-dynamic compaction reinforce

碾壓路堤深處豎向位移監測：確定大粒徑碎石或碎石土路堤碾壓壓實的有效影響深度。采用分層沉降儀來對路堤填料在碾壓過程中不同深度處的沉降進行監測。從標準層底部開始布設沉降磁環管，在每一碾壓層的底部和厚度的中間位置布設一只沉降磁環。填料攤鋪結束后，用沉降磁環儀測量各磁環的初始位置，并用水準儀測量沉降磁環管管口位置的高程，待碾壓完成后，再次測量各磁環位置以及管口位置高程。

碾壓路堤深處水平位移監測：確定碾壓的有效加固深度。采用綜合測斜儀對路堤填料在碾壓過程中不同深度處的水平位移進行監測。布置測斜管，并在試驗前的3～5 d內測2～3次，待其處于穩定狀態后，取平均值作為初始值，正式開始測試工作。監測，將探頭導輪對準與所測位移方向一致的槽口，緩慢放至管底，待讀數穩定后開始監測。以管口作為基準點，每次測試時管口基準點必須是同一位置，按探頭電纜上的刻度分劃，均速提升。每隔50 cm讀數一次，待探頭提升至管口處，旋轉180°，重新量測，以消除測斜儀自身的誤差。填料攤鋪結束后，用測斜儀測量初始數據，碾壓完成后，再次測量相關數據，得到大粒徑填料在碾壓過程中的平行和垂直路基斷面的變形值。

碾壓路堤深處土壓力變化監測：測定路基深處填料的壓力變化，確定碾壓加固深度。一般在原地基上部填筑墊層30 cm以上埋設振弦式土壓力盒測量土壓力。根據試驗設計方案，確定好樁位及樁間土壓力盒埋設位置。土壓力盒受力膜面朝上水平安裝，樁頂土壓力盒底部應采用水泥漿墊平，樁間土壓力盒底部填入10 cm深中砂壓實墊平。裝好后，在周圍覆蓋30 cm厚的中砂，壓實。記錄好埋設位置里程、土壓力盒編號、相互距離、方向等。土壓力盒測試導線應用細砂掩埋，并集中沿著測斜管引出路基，制作相應標示牌。采用人工和小型機具推平，以防土壓力盒及導線被破壞。樁體完全固結后，對土壓力盒進行調試。分層碾壓時，測量每一次碾壓過程中層底靜土壓力。

碾壓路堤深處動應力測試：確定碾壓的能量傳播規律，確定有效加固深度。采用電阻應變式雙膜動土壓力盒對路堤深處動應力進行監測。測定接觸應力的土壓力傳感器，量測土中自由場應力的傳感器承壓面需朝著擬測應力方向，并與之垂直，安放平穩，保證傳感器在量測過程中承壓面不偏轉。埋設土壓力傳感器時，附近的土宜緊不宜松。為避免干擾，傳感器間的凈距最小應保持在2～5 R(R為傳感器半徑)。在填料攤鋪完成后，每碾壓一遍過程中，測量一次土壓力盒數據，作好記錄。

密度箱試驗測試：測定壓實前后填料密度變化。密度箱的形狀為2 m×2 m×1 m的無蓋大鐵盒。試驗前應將密度箱安放在即將碾壓的碎石填料填路堤中，并在鐵盒底部均勻平穩地放置若干靜土壓力盒。為保護靜土壓力盒，需在鐵盒底部用直徑1～2 cm細石填滿盒底，厚度以超過靜土壓力盒厚度1 cm為宜，用路堤填料填滿鐵盒且頂面高于鐵盒上頂面。正式碾壓后，每碾壓一次后均測量鐵盒底部靜土壓力值、整平鐵盒頂面后稱取鐵盒和填料的總重量。為保證壓路機的正常行駛，需在下一次碾壓前用相同路堤填料攤鋪上頂面，以超出鐵盒上頂面邊緣一定厚度為宜。通過多次碾壓，記錄每次碾壓后靜土壓力盒的數值。

單點夯擊試驗：通過分析夯錘下方夯坑沉降量、夯錘邊緣路堤表面變形隨夯擊擊數的變化規律，確定夯擊擊數、夯點間距。在試驗區分別選取3處具有代表性的位置，并用石灰粉進行標注。各夯擊點之間的距離需大于10 m，避免相互影響。將強夯夯錘移動至夯點位置，用噴漆在夯錘上部選擇兩處作為測量點。選擇合適的位置架設全站儀，并測量夯錘的初始標高。各試驗區以3處夯點為中心，在其左右兩側鋪設表面樁，表面樁布設，距夯錘邊緣周圍0.5 m，每隔0.5 m布設一個表面樁，每側各11個。進行夯擊時，取夯錘每夯擊一次前后高程差值作為本次夯擊沉降量，當最后兩擊平均沉降量小于50 mm時，此時夯擊次數即為夯擊擊數。

邊坡破壞試驗：利用邊坡樁確定強夯在加固路堤邊坡時的安全距離。根據試驗區邊坡高度和坡度，選擇合適數量邊坡樁沿坡面依次從坡頂向坡底平均放置，依次編號。夯錘距邊坡以由遠到近、逐漸減少的原則布置。先將夯錘置于距邊坡較遠的距離，按照試驗所得夯擊次數進行夯擊，記錄夯擊前后邊坡樁坐標，若其水平位移不大于100 mm，則將夯錘向邊坡移動1 m，重復上述過程，直至邊坡樁的水平位移量超過100 mm，停止移動夯錘。邊坡最大水平位移不超過100 mm時對應距離即為安全距離。

影響深度試驗：利用動土壓力監測強夯過程中能量的傳遞深度，確定強夯加固的有效影響深度。按照單點夯擊試驗及邊坡破壞試驗所得數據，在破壞距離和水平影響范圍之間以沉降管為圓心，間隔1 m做同心圓。選擇兩條垂直的直徑，其與同心圓環交點即為夯點位置。觀測不同埋深磁環沉降量，當達到一定深度時沉降量逐漸趨向零且不再變化，此埋深即為強夯加固有效影響深度。