強夯置換法加固路基在吹填地區的應用

陳本強（大連西中島公共設施管理有限公司，遼寧大連 116100）

強夯置換法加固路基在吹填地區的應用

陳本強
（大連西中島公共設施管理有限公司，遼寧大連 116100）

本工程采用強夯置換法處理吹填區路基，與其他傳統的路基處理方式相比，強夯置換所用材料少，就地取材，價格便宜，可以節約造價，具有良好的經濟效益。且沉降等各項檢測指標均符合設計要求，驗證了該方法的加固效果及可行性。結合工程實例，介紹了運用強夯置換法在吹填區加固路基的施工方法，證明他是一種工期短、成本低、行之有效的方法。

強夯置換 加固 路基

1　工程概況

新農至西中島公路（交流島至通水溝）K8+466～K9+370路段位于吹填區，共904米。依據《新農至西中島公路（交流島至通水溝）道路工程工程地質勘察報告》（天津市勘察院，2013年12月）顯示，地基上層為吹填土。該區域地質情況如下：

吹填土：層厚2.8～5.2米，欠固結，不提供承載力；

粉砂：層厚5.2～6.4米，承載力基本容許值［fao］=120KPa，E0=4.50MPa；

粉質粘土：層厚1.80～3.50米，承載力基本容許值［fao］=180KPa，Es=6.50MPa；

全風化頁巖：層厚1.40～2.20米，承載力基本容許值［fao］=210KPa ，E0=12.00MPa；

由于道路上行車荷載較大，吹填區地質情況不能滿足承載力和變形要求，需要對該區域地基進行處理。

2　方案選擇

鑒于該區域淤泥層厚度較厚，本工程呈帶狀，對其進行隔離難度較大。且下臥層地質較好，擬采用現狀吹填土表面填筑2.5米厚開山石渣后強夯置換法進行施工。利用強夯，將夯點下淤泥向四周擠出，利用夯坑作為鉆孔，向坑內不斷填充石渣料，并進行夯實，形成直徑約1.2米的樁群，樁群與周圍土體形成復合基礎。由于樁的加筋作用，地基中應力向樁體集中，即應力集中作用，樁體承擔了基層傳來的大部分荷載；同時，由于樁體和填料具有良好的透水性，使強夯引起的超靜空隙水壓力迅速消散，土體迅速固結，抗剪強度迅速提高，對樁體約束逐漸增強，從而使復合地基的承載力不斷提高，達到加固路基的目的。

3　加固路基的現場試驗

3.1強夯試驗區平面布置

本次試驗200米路基作為現場試驗區，夯點間距為4mх4m，插花呈梅花狀設置。

3.2強夯施工參數

（1）點夯：本工程選用強夯置換錘直徑為1.2米，錘重質量為22噸，置換墩中心距為4米，共進行四遍夯擊（二遍點夯，二遍滿夯）。第一遍點夯，夯點間距為4米，夯擊能4000kN·m（具體夯擊能量應通過試夯確定），處理范圍為兩側道路紅線外延5米（寬度60米），采用隔樁跳打的方式，保證連續兩次夯點間距為8米，每一次夯擊后應及時平整場地、補充開山石碴。單點最后兩擊夯沉量不超過50mm，夯擊時用水準儀觀測沉降。經間歇期（不少于2周）后進行第二遍夯擊，夯點為第一遍點夯中央，夯點間距為4米，夯擊能4000kN·m（與第一遍夯擊能量相同），處理范圍、施作方法及觀測沉降與第一遍點夯相同。

（2）滿夯：點夯結束間歇2周后，進行第三遍滿夯，滿夯錘直徑為2.5米，錘重質量為15噸，夯擊能為1000kN·m，處理范圍為道路紅線之內（寬度50米），夯印搭接四分之一。間歇2周后，進行第四遍滿夯，夯擊能為1000kN·m，處理范圍為道路紅線之內（寬度50米），夯印搭接四分之一。

3.3試驗結果分析

（1）根據從記錄統計可看出，第一遍點夯一般夯擊16-18次（最多一次22下，最少一次12下），能達到最后兩擊平均夯沉量小于50mm。第二遍點夯一般夯擊11-14次（最多一次16下，最少一次7下），能達到最后兩擊平均夯沉量小于50mm。

（2）第一遍點夯累計總夯沉量4700-9640mm，平均6791mm；第二遍點夯累計總夯沉量3470-11130mm，平均6696mm。表明置換墩加固深度平均在6.7m左右。根據原設計圖，該段地基軟弱層深深度5.8～6.14m。因此，置換墩加固深度達到處理深度。

（3）由于地基土滲水性較好，兩遍點夯可連續進行。為確保地下孔隙水壓力消散，兩遍點夯間隔時間宜為2周，滿夯距第二遍點夯時間間隔也宜為2周。

（4）試驗段施工前對原地面進行觸探試驗。強夯置換加固后，墩間土被置換料填充擠壓密實，強度提高，進行觸探試驗，表層能達到200KPa以上。

（5）施工結束后7天、14天、28天，分別平板載荷試驗檢測了單墩承載力，每次檢測一個墩。承載力均達到要求。因此，施工結束間隔1～2周檢測單墩承載力即可達到設定承載力要求。

（6）施工前原地面鋪設一層2.5m厚開山石渣。每個置換墩填料平均為V1′=17m3，填料次數宜為4次。

4　施工工藝

（1）鋪設2.5米開山石碴墊層，碎石填料滿足設計要求；墊層采用開山石渣作為置換材料，推土機推平，壓路機碾壓密實。

（2）測量人員應將施工測量控制點引至不受施工干擾的穩固地點。測量并記錄原地面高程，布設水平位移控制樁，標出第一遍夯點位置，并用白灰灑出夯位輪廓線；

（3）起重機就位，夯錘置于夯點位置。根據夯擊能，確定夯錘吊起高度。

（4）測量夯前錘頂高程，將夯錘起吊到預定高度。

（5）開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，計算并記錄該擊的夯沉量。

（6）重復步驟4.5，記錄每一遍夯擊的夯沉量和累計夯沉量。當夯坑過深而發生起錘困難時停夯，向坑內填置換材料直至與坑頂平，記錄填料數量及次數，如此重復直至直至最后兩擊平均夯沉量不大于5cm，達到收錘標準，完成一個墩體的夯擊。當夯點周圍軟土擠出影響施工時，可隨時清理并在夯點周圍鋪墊開山石碴，繼續施工。

（7）機械移位至下一夯點，重復步驟4.3至4.6，按由內而外，隔行跳打原則，完成第一遍全部夯點的夯擊試驗，作好記錄。

（8）用推土機將夯坑填平，壓路機碾壓，并測量場地高程。根據地基土的滲透情況，確定第二遍點夯的時間。

（9）達到試驗確定的間隔時間后，按上述步驟逐次完成第二次點夯。由于現場地基土滲水性較好，第一遍隔2周即可進行第二遍點夯。第二次點夯完成后，整平場地，壓路機碾壓，測量整平后的標高。

（10）滿夯：第二遍夯點結束2周，采用低能量對已夯擊場地進行全面積的夯擊，滿夯落錘高度根據錘重和夯擊能確定，夯印彼此搭接部分不小于錘底加固面積的1/4。滿夯完成后，將場地整平，壓路機碾壓密實，同時測量整平后的標高。

（11）滿夯施工結束后，間隔1-2周，對每個試驗段地基進行試驗檢測。

［1］梁志松，張偉，湯斌.強夯置換法加固軟粘土地基應用［J］.四川建筑科學研究2002（2）：29-48.

［2］張鳳文，周洪彬.強夯置換碎石樁復合地基承載力的試驗研究［J］.巖石力學與工程學報，2000（4）：522-525.