強夯法加固某高速公路粘土填方路基試驗研究

張 聽

棗莊市市中區公路局（277100）

某高速公路地形類別為山嶺重丘區,工程道路路基為原始地基上回填粘土形成填方路基,填方厚度一般在3～8m左右。粘土填方路基承載力低，且填方時間短，土體處于欠固結狀態，若不采取合適的地基加固方法進行路基處理，不僅承載力不能滿足車輛運行要求,而且其工后沉降將會相當可觀。

強夯法由于設備簡單、施工易行、節約三材、效果明顯等諸多優點，目前已廣泛用于公路填方路基加固工程。本工程大面積路基加固擬采用強夯法施工,但由于強夯法的設計理論遠遠落后于實踐應用,對于具有特定場地條件的工程項目，其施工參數的選擇應通過試驗區的施工及相應的效果檢驗來確定。

試驗區位于K10+100～K10+200段，分A、B兩個小區，面積均為24 m×30m，為避免夯擊時相互影響，兩小區之間的間隔距離為10m。每個試驗區施工之前均安排了單點夯試驗，以確定合理夯擊次數。

1 試驗區地質條件

試驗區填方高度為6m左右，填方為褐黃色粉質粘土，軟塑～流塑狀，原始承載力為80～100 kPa。填方下原始地層主要為第四系全新統人工填筑土，松散～中密狀。

2 地基加固要求

強夯處理后,路基在強度和沉降方面應該滿足如下設計要求:1）有效加固深度不小于6m。2）表層0～4m內地基承載力標準值fk≥150 kPa，4～6m內地基承載力標準值 fk≥120 kPa。3）加速填土層的主固結沉降，增加填土路基的均勻性和剛度，減小路基的不均勻沉降。4）工后沉降不大于20 cm，不均勻沉降不大于1%。5）路基壓實度要求:振動碾壓后填土面以下0～80 cm壓實度不小于95%;填土面以下80～150 cm壓實度不小于93%；填土面以下150 cm壓實度不小于90%。

3 現場測試內容

1）地面沉降、夯坑沉降觀測。在各試驗小區布置3m×3 m的地面沉降測點方格網，測量強夯前和每遍強夯后的地面平均沉降情況。在試驗小區單點夯處，量測每擊引起的夯坑沉降，以動態了解土體加固效果和夯實情況，確定最佳夯擊次數。

2）孔隙水壓力觀測。強夯試驗前埋設孔隙水壓力探頭。孔隙水壓力計在每一試驗小區中心各埋設1組,埋深分別為1.5m、3.0m和6.0m。在強夯試驗期間對超靜孔隙水壓力進行實時動態觀測，以便分析強夯有效加固深度,合理確定兩遍強夯之間的間隔時間。要求前一遍強夯引起的超靜孔隙水壓力消散率大于90%以上后，方可進行下一遍強夯施工。

4 施工流程

試驗區強夯施工的流程為:

清理整平場地→測點放點→第一遍點夯推平→第二遍點夯推平→小區第一遍普夯推平→小區第二遍普夯推平→低能量滿夯推平→分層填土→振動碾壓至設計標高→檢測驗收。

5 大面積施工時的注意事項

1）大雨天和下雨前不得進行強夯施工。在強夯施工中，如發現要下雨應及時對夯坑進行掩埋或覆蓋,并作好排水設施，排除表面積水。這是因為:①含水量過大時,由于土壤顆粒間具有較為豐富的水分，在強夯巨大的夯能作用下，土壤容易產生彈簧現象，水分和粘性填料結合在一起，更不易風干和壓實，會出現夯擊坑周邊隆起、邊坡鼓包等現象，反而使路基出現質量病害；②由于強夯后，在填料表面出現一個個深達數十厘米的夯坑，如果不進行及時的推平碾壓，這些夯坑極易成為雨水匯集的地方，為后續施工造成困難，應該引起施工、監理單位的高度重視。2）強夯施工的合適順序為:先兩邊，后中間。即在同一排(橫向)強夯施工時，先施工靠近路肩的夯點，再施工中間的夯點。3）注意吊車、夯錘附近人員的安全。為防止飛石傷人，吊車駕駛室應加防護網。起錘后，人員應在10m以外并戴安全帽，嚴禁在吊臂前站立。吊車就位后一定要檢查門架是否平穩。4）正式開夯前應檢查夯錘重和落距，以確保單擊夯擊能量符合要求。5）由于強夯施工的特殊性，施工中所采用的各項參數和施工步驟要符合設計要求,因為施工結束后很難進行檢查，要求施工中對各項參數和施工情況進行詳細記錄。6）每遍夯點、夯擊次數和落距要嚴格控制，杜絕發生降低夯能、少夯、漏夯等現象。7）施工中，強夯施工單位應加強觀測。在發現下列情形時，應停止施工并及時通知監理、設計單位:①路堤邊坡有明顯的變形或隆起;②強夯夯沉量無明顯收斂跡象，夯坑土體擠出明顯；③路基出現滑移跡象；④結構物出現裂縫、破壞現象；⑤其它路基異常征兆。

6 結束語

由于軟粘土具有較強的結構性，傳統強夯工藝“先重后輕”的加能方法容易導致軟粘土自身結構性的過度破壞。試驗遵循了“先輕后重，逐級加能”的原則，試驗結果表明，運用這一強夯新工藝加固軟粘土地基可以取得令人滿意的效果。

[1]李九林,賈乃康.強夯法在加固高速公路軟弱和液化地基中的應用[J].鐵道標準設計,2004,(6):54-55

[2]地基處理手冊編寫委員會.地基處理手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業出版社,2000