強(qiáng)夯法在某核電道路拋石填筑路基處理中的應(yīng)用

中廣核工程有限公司 廣東江門 529228

摘要：根據(jù)工程地質(zhì)條件和工程實(shí)際，采用強(qiáng)夯法對北線道路二標(biāo)段拋石填筑路基進(jìn)行處理，設(shè)備簡單，施工方便，經(jīng)濟(jì)易行。通過路基荷載試驗(yàn)、鉆芯檢測和沉降觀測，結(jié)果證實(shí)，強(qiáng)夯法處理該路基后，道路承載力及沉降控制達(dá)到設(shè)計(jì)要求，處理效果良好。

關(guān)鍵詞：道路；強(qiáng)夯法；動(dòng)力固結(jié)；路基

1、前言

強(qiáng)夯法是一種動(dòng)力固結(jié)方法，是將重的夯錘提升到一個(gè)設(shè)定的高度讓其自由落下，對地基產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)作用，使地基土的強(qiáng)度提高，壓縮性減小。強(qiáng)夯法設(shè)備簡單，適用范圍廣泛，可用于填土、失陷性黃土、粘土、砂礫、碎石等各種土質(zhì)，具有速度快、效果顯著和節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，是一種比較理想的地基處理方式。

2、強(qiáng)夯法加固機(jī)理

采用強(qiáng)夯法加固土體，對于非飽和土是基于動(dòng)力壓密的概念，即用沖擊型動(dòng)力荷載，使土體中的空隙體積減小，土體變得更為密實(shí)，從而提高其強(qiáng)度。對于飽和土，在巨大夯擊能的作用下，土中產(chǎn)生很大的應(yīng)力波，破壞了土體原有的結(jié)構(gòu)，使土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)生許多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水順利逸出，待超孔隙水壓力消散后，土體固結(jié)，由于軟土的觸變性，強(qiáng)度得到提高。此外處理飽和土中，往往在其上拋填土石后再強(qiáng)夯，這樣處理的類似于采用振沖法等形成的碎石樁復(fù)合地基。

3、強(qiáng)夯法在北線道路二標(biāo)段拋石填筑路基中的應(yīng)用

3.1工程概況

北線道路工程Ⅱ標(biāo)段（K2+500～K7+300）除了部分路基落于沙灘和露巖的灘涂外，其余路基均落在海灘上，海灘表層覆蓋層為1～6米深的淤泥或淤泥質(zhì)軟土，且位于常水位以下，下臥層為全分化至中分化的花崗巖基層。設(shè)計(jì)上采用了拋填塊石加強(qiáng)夯處理的路基處理方式，處理的目的是：消除或減少地基的沉降與不均勻沉降，使路基達(dá)到穩(wěn)定、密實(shí)、均勻，并滿足路基承載力特征值≥150kPa。

3.2試夯區(qū)強(qiáng)夯技術(shù)參數(shù)的確認(rèn)

3.2.1試夯區(qū)的選擇

K2+500～K2+530區(qū)域在試夯前已完成拋填塊石，拋填后標(biāo)高為2.5米，拋填后已歷時(shí)一個(gè)月，沉降已初步穩(wěn)定，選擇該區(qū)域進(jìn)行試夯，并將試夯區(qū)域分為兩塊，K2+500～K2+530右幅為試夯I區(qū)，K2+500～K2+530左幅為試夯Ⅱ區(qū)，通過比選找出切合場地地質(zhì)條件的強(qiáng)夯施工參數(shù)。

3.2.2試夯I區(qū)施工參數(shù)及施工工藝

試夯I區(qū)點(diǎn)夯施工參數(shù)為：（1）單擊夯擊能：2000kN·m及3000kN·m；（2）夯點(diǎn)間距：5m×5m正三角形；（3）擊數(shù)：2000kN·m點(diǎn)夯5擊，3000kN·m點(diǎn)夯施工至收錘標(biāo)準(zhǔn)；（4）收錘標(biāo)準(zhǔn)：①3000kN·m最后兩擊平均夯沉量≤80mm。②夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大隆起。

試夯I區(qū)滿夯施工參數(shù)為：（1）單擊夯擊能：1000kN·m；（2）夯點(diǎn)搭接面積30%；（3）擊數(shù)：1擊。

試夯I區(qū)點(diǎn)夯及滿夯的的平面布置圖：

3.2.3試夯Ⅱ區(qū)施工參數(shù)及施工工藝

試夯Ⅱ區(qū)點(diǎn)夯施工參數(shù)為：（1）單擊夯擊能：3000kN·m；（2）夯點(diǎn)間距：5m×5m正三角形；（3）擊數(shù)：點(diǎn)夯施工至收錘標(biāo)準(zhǔn)；（4）收錘標(biāo)準(zhǔn)：①最后兩擊平均夯沉量≤80mm；②夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大隆起。

試夯Ⅱ區(qū)滿夯施工參數(shù)為：（1）單擊夯擊能：1000kN·m；（2）夯點(diǎn)搭接面積30%；（3）擊數(shù)：1擊。

試夯Ⅱ區(qū)點(diǎn)夯及滿夯的的平面布置圖：

3.2.4試夯I區(qū)及Ⅱ區(qū)施工情況對比

試夯I區(qū)試夯Ⅱ區(qū)

第一遍（點(diǎn)夯）夯點(diǎn)數(shù)量2421

能級2000kN·m3000kN·m

3000kN·m

擊數(shù)5擊9～11擊

7～9擊

夯坑深度0.38～0.70m0.92～1.44m

0.98～1.43m

夯坑口部直徑3.0m3.0m

第二遍（滿夯）能級1000kN·m1000kN·m

擊數(shù)1擊1擊

夯點(diǎn)間距搭接30%錘徑搭接30%錘徑

面積623 m2623 m2

3.2.5試夯質(zhì)量檢測

強(qiáng)夯施工后，分別對試夯區(qū)進(jìn)行了平板載荷試驗(yàn)檢測，載荷板面積為1m×1m，通過檢測，試夯I區(qū)及試夯II區(qū)路基經(jīng)強(qiáng)夯處理后承載力均大于150KPa。

3.2.6試夯分析

試夯I區(qū)共計(jì)24個(gè)點(diǎn)夯夯點(diǎn)，試夯試夯Ⅱ區(qū)共計(jì)21個(gè)點(diǎn)夯夯點(diǎn)，通過統(tǒng)計(jì)每個(gè)夯點(diǎn)的夯沉量與達(dá)到收錘要求的夯擊次數(shù)的關(guān)系曲線，試夯I區(qū)夯擊次數(shù)為2000kN·m 5擊，3000kN·m 7～9擊，試夯Ⅱ區(qū)夯擊次數(shù)為9～11擊。試夯I區(qū)與試夯Ⅱ區(qū)各夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)與夯沉量的關(guān)系曲線如下圖，試夯I區(qū)對應(yīng)左圖，試夯Ⅱ區(qū)對應(yīng)右圖。

經(jīng)對比分析，試夯I區(qū)及試夯Ⅱ區(qū)夯點(diǎn)布置間距合理，施工技術(shù)參數(shù)及施工工藝合理，夯后承載力及有效加固深度滿足設(shè)計(jì)要求，關(guān)于有效加固深度，后期通過7個(gè)鉆孔得到證實(shí)。但由于試夯I區(qū)點(diǎn)夯先采取2000 kN·m能級夯擊5擊后推平夯坑，重新布點(diǎn)之后采取3000 kN·m能級施工，能量浪費(fèi)，且導(dǎo)致中間增加改變夯能及推平夯坑工序，增加了施工難度、施工時(shí)間及施工成本，若直接采用試夯Ⅱ區(qū)的參數(shù)，采取3000 kN·m能級施工，整個(gè)場地一個(gè)夯擊能量，易于夯點(diǎn)的布置，不會產(chǎn)生漏錘，加快了施工進(jìn)度，且處理效果理想。

3.3強(qiáng)夯施工參數(shù)的選擇

北線道路拋填塊石路基強(qiáng)夯處理技術(shù)參數(shù)選取試夯Ⅱ區(qū)技術(shù)參數(shù)，強(qiáng)夯分兩遍施工，第一遍點(diǎn)夯至收錘標(biāo)準(zhǔn)，場地推平后，進(jìn)行第二遍滿夯施工，最后場地推平，進(jìn)行填石路基的施工。強(qiáng)夯時(shí)，當(dāng)發(fā)生夯坑過深（大于1m）或周邊隆起過大而沒有達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對夯坑回填碎石土，繼續(xù)夯擊直至滿足收錘標(biāo)準(zhǔn)。

3.4強(qiáng)夯質(zhì)量檢測及沉降觀測結(jié)果

全標(biāo)段強(qiáng)夯施工結(jié)束后，采取兩種方式結(jié)合的質(zhì)量檢測，其一是采用平板荷載試驗(yàn)，按照3000m2/點(diǎn)檢測地基承載力，載荷板面積取1m×1m，經(jīng)檢測處理后路基承載力特征值均大于150kpa。其二是強(qiáng)夯完成后，全線布置7個(gè)鉆孔檢測夯后土層分布并判定強(qiáng)夯加固有效深度，鉆孔的結(jié)果顯示，原1-6米厚的淤泥及淤泥質(zhì)軟土，經(jīng)拋填塊石及強(qiáng)夯處理后，變成了厚度為1.5米以下的淤泥質(zhì)粘土，其中大部分路段淤泥質(zhì)粘土厚度小于1.0米，檢測強(qiáng)夯有效加固深度及承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

路基填筑完成三個(gè)月后，連續(xù)進(jìn)行了兩個(gè)月的沉降觀測，兩個(gè)月內(nèi)累計(jì)沉降量最大1.80mm，最小1.10mm，累計(jì)水平位移最大3.68mm，最小1.09mm，均小于設(shè)計(jì)要求的“路堤中心沉降量每月不超過5mm，水平位移每月不超過10mm”穩(wěn)定要求。

4、結(jié)論

在面對軟土地基的施工中，采用拋填塊石至一定標(biāo)高工作面，再采用強(qiáng)夯法對軟土地基進(jìn)行處理可消除路基土的液化，可提高路基承載力，加固效果顯著，是一種行之有效的路基處理方法。強(qiáng)夯法對填料粒徑?jīng)]有嚴(yán)格的限制要求，骨料粒徑可達(dá)到50厘米以上，此外強(qiáng)夯法施工可以加快工程整體的施工進(jìn)度，大幅縮短施工工期，能夠帶來巨大的工程效益。當(dāng)然強(qiáng)夯法施工也有其不足之處，比如有效處理深度，一般而言超過10米時(shí)，使用該法就會收到限制，另外強(qiáng)夯的自身設(shè)備較為笨重，對于復(fù)雜地形，施工機(jī)械難以進(jìn)場。因此選擇強(qiáng)夯法施工時(shí)，要綜合分析，既做到技術(shù)合理，又做到經(jīng)濟(jì)適用。

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