水環境治理項目的風化料水下填筑強夯試夯施工分析

黃逸齡

（惠州市惠州大堤東堤管理中心，廣東 惠州 516001）

1 工程概述

大湖溪瀝水環境綜合整治工程位于惠州市惠城區水口、馬安、橋東三個街道（鎮）境內。工程右堤樁號2+137.79 至3+117.64段堤防直接臨水，因水下部分堤身較深，水下部分擬采用拋石護底、風化料水下填筑強夯施工。拋石擠淤工序拋填完畢后進行下一階段的風化料填筑施工。設計風化料碎石含量60%以上，自然容重2 300 kg/m2，填筑厚度4.50 ～7.00 m。因風化料填筑后場地地基承載力和強度均不能滿足設計要求，故設計采用強夯法進行地基處理。強夯施工結束，組織第三方進行靜載荷試驗。設計地基承載力110 kPa，檢驗點1點/500 m2。

2 強夯試夯的目的

強夯試夯最主要的目的是對水環境治理項目的風化料水下填筑場地進行適宜性評價，并為正式的強夯施工提供關鍵的施工參數。首先，通過強夯試夯，可檢驗和總結出施工組織方案中確定的施工機械、測量設備、試驗規程等是否符合實際填筑條件的具體要求，并對存在的不足進行調整和優化。其次，在水環境治理項目的風化料水下填筑施工中通過強夯試夯可有效確定出單點夯擊能、單點夯擊遍、夯點的布置、夯距等施工參數。強夯試夯結果，交給現場工程監理師審核，審核過后正式開展強夯施工。

3 強夯試夯施工要點分析

3.1 選擇試夯區域

案例工程在試夯區域選擇中，選擇了水下風化料填筑到常水位以上的地段，且填筑厚度在4.50～7.00 m，土質相對均勻的區域作為強夯試驗區域。按照強夯法施工標準，試夯區域的面積不能小于400 m2（20 m×20 m），在此次水環境治理項目的風化料水下填筑中，選擇了900 m2（30 m×30 m）的試夯區域。

3.2 試夯機械設備選擇

試夯區域面積900 m2，選擇1臺強夯機、1臺挖掘機、1臺推土機，同時配置1套GPS和1套水準儀。

3.3 強夯試夯方法的選擇

就案例工程而言，風化料水下填筑質量要求比較高，需要至少達到110 KPa承載力。借助類似工程施工的經驗，在強夯試驗中計劃夯擊3遍，前2遍進行點夯，最后1遍進行低能量滿夯。各夯點呈現出正方形布設，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。初定試夯主要參數如表2所示。

表2 強夯試夯的主要參數表

第一遍強夯能級2 500 kN·m，夯錘的直徑2.40 m，夯錘重量17.30 t，落距14.70 m，點布置6 m×6 m正方形，收錘標準為最后兩擊平均夯沉量不大于100 mm。

第二遍強夯能級為2 500 kN·m，夯錘直徑為2.40 m，錘重17.30 t，落距14.70 m，夯點布置6 m×6 m正方形（詳見圖1），收錘標準為最后兩擊平均夯沉量不大于100 mm，兩遍點夯的時間間隔以現場實際情況而定。

圖1 夯擊點布置圖

第三遍強夯能級為1 000 kN·m，夯錘直徑為2.40 m，錘重17.30 t，落距5.90 m，夯擊數兩擊，夯印要求1/4搭接。

3.4 規范強夯試夯流程

第一步，平整場地。用推土機將確認好的900 m2試夯區域平整處理，在四周布設防震溝、排水溝等，以防影響周圍建筑及土層結構的穩定性；再按照設計要求選擇強夯夯錘和施工機械設備。第二步，測量放線。按照10 m×10 m方格網，利用GPS和水準儀相互結合的方法，測量放線出風化料水下填筑強夯之前的標高，計算出平均值。第三步，第一遍夯點放樣。以已經測量放線好的控制點為基準點，按照確定的試夯區夯點平面布置圖，利用水準儀測量放出第一遍夯點的具體位置，控制誤差在±15 cm以內，各夯點要采取6 m×6 m的正方形布設。第四步，第一遍點夯。測量放線完成之后，及時組織施工人員和測量人員進入到施工現場，將夯錘對準第一個夯點的中心，對點誤差不能超過±15 cm。測量人員用水準儀測量檢查夯錘錘頂的高度，并詳細記錄，達到設計要求之后，脫鉤器自動脫鉤，讓夯錘自由下落。下落后測量人員再用水準儀測量夯錘錘頂的高度，計算每擊夯沉量，并詳細記錄在冊。此工程試夯中，遇到了夯沉量太深，無法繼續強夯的問題，在現場指揮人員的協調指揮下，及時進行移機、挪錘，用挖掘機和推土機將夯坑填平，強夯機重新回到原位上繼續夯擊，反復操作，直到夯沉量出現逐步收斂，并且最后兩擊平均夯沉量不超過100 mm，完成對此夯點的夯擊。測量人員需要計算出該夯點的最后兩擊累計夯沉量及平均夯沉量，記錄表內。強夯機提錘移至下一夯點按首個夯點的施工方法依次施工。部分夯點可能會出現夯坑拔錘困難或無法達到收錘標準時，夯坑推平，重復夯擊，直至施工合格為止。第五步，第一遍夯坑填平。第六步，第二遍夯點放樣。重復第三步的操作。第七步，第二遍點夯施工，重復第四步的操作，兩遍點夯的時間間隔以現場實際情況而定，須滿足規范及設計要求。第八步，第二遍夯坑平整處理，重復第五步的步驟。第九步，第三遍滿夯。選用SQH350 強夯機，配17.30 t 的錘，錘底直徑2.40 m。滿夯能級1 000 kN·m，前后錘印相互搭接1/4，夯擊數兩擊。第十步，平整場地。第十一步，測量標高。

3.5 強夯試夯結果分析

就案例工程而言，要求強夯之后基礎的承載力不能低于110 kPa，試夯結束要靜置7 d，再通過現場靜荷載試驗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。在靜荷載試驗中采取慢速維持荷載法，每級荷載作用下沉降達到穩定狀態之后，再進行下一級荷載加載，直到地基土被破壞。再分級卸載到零，每級加載量為主夯土的30 kN，夯間土為15 kN，每一級荷載加載完成之后，在10、20、30、45、60 min各測讀一次，之后每隔30 min測度一次，直到達到相對穩定狀態后，才能進行下一級荷載加載。

如試驗結果滿足設計要求，則試驗區采用的各項強夯參數可用于后續強夯施工。結合試驗結果做好試夯施工總結，經監理工程師審核后全面強夯施工。

4 結束語

綜上所述，在水環境治理項目的風化料水下填筑中采用強夯法，具有施工效率高，質量有保證等特點，而且對施工現場條件的要求比較低，可有效提升水環境治理項目的風化料水下填筑的強度和承載力。但強夯法前，需先試夯，以便為正式強夯施工提供真實有效的數據。