水環(huán)境治理項(xiàng)目的風(fēng)化料水下填筑強(qiáng)夯試夯施工分析

黃逸齡

（惠州市惠州大堤?hào)|堤管理中心，廣東 惠州 516001）

1 工程概述

大湖溪瀝水環(huán)境綜合整治工程位于惠州市惠城區(qū)水口、馬安、橋東三個(gè)街道（鎮(zhèn)）境內(nèi)。工程右堤樁號(hào)2+137.79 至3+117.64段堤防直接臨水，因水下部分堤身較深，水下部分?jǐn)M采用拋石護(hù)底、風(fēng)化料水下填筑強(qiáng)夯施工。拋石擠淤工序拋填完畢后進(jìn)行下一階段的風(fēng)化料填筑施工。設(shè)計(jì)風(fēng)化料碎石含量60%以上，自然容重2 300 kg/m2，填筑厚度4.50 ～7.00 m。因風(fēng)化料填筑后場(chǎng)地地基承載力和強(qiáng)度均不能滿足設(shè)計(jì)要求，故設(shè)計(jì)采用強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理。強(qiáng)夯施工結(jié)束，組織第三方進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)。設(shè)計(jì)地基承載力110 kPa，檢驗(yàn)點(diǎn)1點(diǎn)/500 m2。

2 強(qiáng)夯試夯的目的

強(qiáng)夯試夯最主要的目的是對(duì)水環(huán)境治理項(xiàng)目的風(fēng)化料水下填筑場(chǎng)地進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)，并為正式的強(qiáng)夯施工提供關(guān)鍵的施工參數(shù)。首先，通過強(qiáng)夯試夯，可檢驗(yàn)和總結(jié)出施工組織方案中確定的施工機(jī)械、測(cè)量設(shè)備、試驗(yàn)規(guī)程等是否符合實(shí)際填筑條件的具體要求，并對(duì)存在的不足進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。其次，在水環(huán)境治理項(xiàng)目的風(fēng)化料水下填筑施工中通過強(qiáng)夯試夯可有效確定出單點(diǎn)夯擊能、單點(diǎn)夯擊遍、夯點(diǎn)的布置、夯距等施工參數(shù)。強(qiáng)夯試夯結(jié)果，交給現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)理師審核，審核過后正式開展強(qiáng)夯施工。

3 強(qiáng)夯試夯施工要點(diǎn)分析

3.1 選擇試夯區(qū)域

案例工程在試夯區(qū)域選擇中，選擇了水下風(fēng)化料填筑到常水位以上的地段，且填筑厚度在4.50～7.00 m，土質(zhì)相對(duì)均勻的區(qū)域作為強(qiáng)夯試驗(yàn)區(qū)域。按照強(qiáng)夯法施工標(biāo)準(zhǔn)，試夯區(qū)域的面積不能小于400 m2（20 m×20 m），在此次水環(huán)境治理項(xiàng)目的風(fēng)化料水下填筑中，選擇了900 m2（30 m×30 m）的試夯區(qū)域。

3.2 試夯機(jī)械設(shè)備選擇

試夯區(qū)域面積900 m2，選擇1臺(tái)強(qiáng)夯機(jī)、1臺(tái)挖掘機(jī)、1臺(tái)推土機(jī)，同時(shí)配置1套GPS和1套水準(zhǔn)儀。

3.3 強(qiáng)夯試夯方法的選擇

就案例工程而言，風(fēng)化料水下填筑質(zhì)量要求比較高，需要至少達(dá)到110 KPa承載力。借助類似工程施工的經(jīng)驗(yàn)，在強(qiáng)夯試驗(yàn)中計(jì)劃夯擊3遍，前2遍進(jìn)行點(diǎn)夯，最后1遍進(jìn)行低能量滿夯。各夯點(diǎn)呈現(xiàn)出正方形布設(shè)，間距控制在約6 m，夯擊能為2 500 kN·m。具體的夯擊布置圖如圖1所示。

圖1中第一遍夯擊為主夯，第二遍為副夯。夯錘的重量為17.30 t，直徑為2.40 m，底面積為4.52 m2，夯錘落距為14.70 m。滿夯夯擊能1 000 kN·m，夯錘重量選擇為17.30 t，直徑2.40 m，底面積4.52 m2，夯錘落距為5.90 m。初定試夯主要參數(shù)如表2所示。

表2 強(qiáng)夯試夯的主要參數(shù)表

第一遍強(qiáng)夯能級(jí)2 500 kN·m，夯錘的直徑2.40 m，夯錘重量17.30 t，落距14.70 m，點(diǎn)布置6 m×6 m正方形，收錘標(biāo)準(zhǔn)為最后兩擊平均夯沉量不大于100 mm。

第二遍強(qiáng)夯能級(jí)為2 500 kN·m，夯錘直徑為2.40 m，錘重17.30 t，落距14.70 m，夯點(diǎn)布置6 m×6 m正方形（詳見圖1），收錘標(biāo)準(zhǔn)為最后兩擊平均夯沉量不大于100 mm，兩遍點(diǎn)夯的時(shí)間間隔以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定。

圖1 夯擊點(diǎn)布置圖

第三遍強(qiáng)夯能級(jí)為1 000 kN·m，夯錘直徑為2.40 m，錘重17.30 t，落距5.90 m，夯擊數(shù)兩擊，夯印要求1/4搭接。

3.4 規(guī)范強(qiáng)夯試夯流程

第一步，平整場(chǎng)地。用推土機(jī)將確認(rèn)好的900 m2試夯區(qū)域平整處理，在四周布設(shè)防震溝、排水溝等，以防影響周圍建筑及土層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；再按照設(shè)計(jì)要求選擇強(qiáng)夯夯錘和施工機(jī)械設(shè)備。第二步，測(cè)量放線。按照10 m×10 m方格網(wǎng)，利用GPS和水準(zhǔn)儀相互結(jié)合的方法，測(cè)量放線出風(fēng)化料水下填筑強(qiáng)夯之前的標(biāo)高，計(jì)算出平均值。第三步，第一遍夯點(diǎn)放樣。以已經(jīng)測(cè)量放線好的控制點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，按照確定的試夯區(qū)夯點(diǎn)平面布置圖，利用水準(zhǔn)儀測(cè)量放出第一遍夯點(diǎn)的具體位置，控制誤差在±15 cm以內(nèi)，各夯點(diǎn)要采取6 m×6 m的正方形布設(shè)。第四步，第一遍點(diǎn)夯。測(cè)量放線完成之后，及時(shí)組織施工人員和測(cè)量人員進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)，將夯錘對(duì)準(zhǔn)第一個(gè)夯點(diǎn)的中心，對(duì)點(diǎn)誤差不能超過±15 cm。測(cè)量人員用水準(zhǔn)儀測(cè)量檢查夯錘錘頂?shù)母叨龋⒃敿?xì)記錄，達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后，脫鉤器自動(dòng)脫鉤，讓夯錘自由下落。下落后測(cè)量人員再用水準(zhǔn)儀測(cè)量夯錘錘頂?shù)母叨?，?jì)算每擊夯沉量，并詳細(xì)記錄在冊(cè)。此工程試夯中，遇到了夯沉量太深，無法繼續(xù)強(qiáng)夯的問題，在現(xiàn)場(chǎng)指揮人員的協(xié)調(diào)指揮下，及時(shí)進(jìn)行移機(jī)、挪錘，用挖掘機(jī)和推土機(jī)將夯坑填平，強(qiáng)夯機(jī)重新回到原位上繼續(xù)夯擊，反復(fù)操作，直到夯沉量出現(xiàn)逐步收斂，并且最后兩擊平均夯沉量不超過100 mm，完成對(duì)此夯點(diǎn)的夯擊。測(cè)量人員需要計(jì)算出該夯點(diǎn)的最后兩擊累計(jì)夯沉量及平均夯沉量，記錄表內(nèi)。強(qiáng)夯機(jī)提錘移至下一夯點(diǎn)按首個(gè)夯點(diǎn)的施工方法依次施工。部分夯點(diǎn)可能會(huì)出現(xiàn)夯坑拔錘困難或無法達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，夯坑推平，重復(fù)夯擊，直至施工合格為止。第五步，第一遍夯坑填平。第六步，第二遍夯點(diǎn)放樣。重復(fù)第三步的操作。第七步，第二遍點(diǎn)夯施工，重復(fù)第四步的操作，兩遍點(diǎn)夯的時(shí)間間隔以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定，須滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。第八步，第二遍夯坑平整處理，重復(fù)第五步的步驟。第九步，第三遍滿夯。選用SQH350 強(qiáng)夯機(jī)，配17.30 t 的錘，錘底直徑2.40 m。滿夯能級(jí)1 000 kN·m，前后錘印相互搭接1/4，夯擊數(shù)兩擊。第十步，平整場(chǎng)地。第十一步，測(cè)量標(biāo)高。

3.5 強(qiáng)夯試夯結(jié)果分析

就案例工程而言，要求強(qiáng)夯之后基礎(chǔ)的承載力不能低于110 kPa，試夯結(jié)束要靜置7 d，再通過現(xiàn)場(chǎng)靜荷載試驗(yàn)來確定地基承載力的特征值。工程荷載板采取了面積1 m2（1 m×1 m）的正方形剛性承壓板，在承壓板和接觸層之間鋪設(shè)一層厚2～5 cm 中粗砂，以保證承壓板能夠和土層均勻接觸。在靜荷載試驗(yàn)中采取慢速維持荷載法，每級(jí)荷載作用下沉降達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之后，再進(jìn)行下一級(jí)荷載加載，直到地基土被破壞。再分級(jí)卸載到零，每級(jí)加載量為主夯土的30 kN，夯間土為15 kN，每一級(jí)荷載加載完成之后，在10、20、30、45、60 min各測(cè)讀一次，之后每隔30 min測(cè)度一次，直到達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)后，才能進(jìn)行下一級(jí)荷載加載。

如試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，則試驗(yàn)區(qū)采用的各項(xiàng)強(qiáng)夯參數(shù)可用于后續(xù)強(qiáng)夯施工。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果做好試夯施工總結(jié)，經(jīng)監(jiān)理工程師審核后全面強(qiáng)夯施工。

4 結(jié)束語

綜上所述，在水環(huán)境治理項(xiàng)目的風(fēng)化料水下填筑中采用強(qiáng)夯法，具有施工效率高，質(zhì)量有保證等特點(diǎn)，而且對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)條件的要求比較低，可有效提升水環(huán)境治理項(xiàng)目的風(fēng)化料水下填筑的強(qiáng)度和承載力。但強(qiáng)夯法前，需先試夯，以便為正式強(qiáng)夯施工提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)。