淺談拋石擠淤強夯置換在路基軟基加固中的應(yīng)用

宋增強

摘 要：通過在綿遂高速公路K73+245～K73+395高填方段應(yīng)用拋石擠淤強夯加固淤泥質(zhì)軟土地基，依據(jù)檢測結(jié)果，結(jié)合實際施工經(jīng)驗，具體探討拋石擠淤強夯施工過程技術(shù)控制和質(zhì)量控制，并提出在公路軟基中的推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：淤泥質(zhì)軟土；拋石擠淤；強夯置換

1 概述

綿陽至遂寧高速公路綿延段是國家重點公路網(wǎng)成渝地區(qū)環(huán)線的重要組成部分，北接已建成的成綿廣（成都-綿陽-廣元）高速公路，南連成南（成都-遂寧-南充）高速公路和遂渝（遂寧-重慶）高速公路，是我國西部公路主骨架網(wǎng)的重要組成部分，是四川省重點工程。路線全長77.941公里，雙向四車道，設(shè)計行車速度80km/h，路基寬度24.5m。

其中K73+245～K73+395高填方段設(shè)計平均填高22m，最大填高27m，為全線最高填方段，地基處理尤為關(guān)鍵，原設(shè)計為強夯處理地基，魚塘處采用清淤換填。經(jīng)現(xiàn)場踏勘，采用開挖探坑方式，發(fā)現(xiàn)此段原地表以下4m范圍內(nèi)存在大面積淤泥質(zhì)軟土，僅僅采用強夯的方式很難達到質(zhì)量標準，經(jīng)業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、施工單位確定，在原強夯方案基礎(chǔ)上增加水田、池塘段拋填片塊石擠淤，然后對基地進行強夯置換，強夯夯擊能4000KN.m，以加強地基處理效果，設(shè)計處理后地基承載力300kPa。

2 拋石擠淤強夯施工原理

拋石強夯加固軟基原理，是重要的是要采用堅硬的片塊石對水田和池塘段進行拋填，將濕地軟弱淤泥擠出，然后在采用點夯對置換的片塊石進行強夯，壓縮、密實填料形成強夯置換墩。墩柱底端穿透腐質(zhì)淤泥層，這樣就可以起到擠密、承力、排水固結(jié)加固軟基的作用。

3 拋石擠淤強夯施工過程控制

3.1 工藝流程（圖1）

3.2 施工準備

3.2.1 技術(shù)準備

要組織施工人員學(xué)習(xí)，從而熟悉設(shè)計圖紙及施工規(guī)范、規(guī)程；收集地質(zhì)、水文、氣候相關(guān)資料；編制施工方案、質(zhì)量計劃及各項施工保證措施，對施工人員進行技術(shù)交底和安全交底；熟悉主要施工機械及其配套設(shè)備的技術(shù)性能，主要是強夯機、夯錘、壓路機等。

3.2.2 施工現(xiàn)場準備

在開工前要先對現(xiàn)場進行調(diào)查研究，對施工范圍內(nèi)各類地上、地下障礙物清理；組織測量人員復(fù)測導(dǎo)線點，設(shè)置控制樁；根據(jù)機械設(shè)備配載重量修建施工便道，保證施工道路安全暢通；設(shè)置安全警戒線，禁止閑雜人員進入施工現(xiàn)場；為避免強夯施工所產(chǎn)生的振動對鄰近建筑物及建筑物內(nèi)人員或設(shè)備可能產(chǎn)生有害的影響，采取挖減振溝等隔振或防振措施。

3.2.3 修建臨時排水設(shè)施

施工前組織工程技術(shù)人員排查和完善排水設(shè)施，施工時在強夯區(qū)四周設(shè)置臨時排水溝，以便及時排除雨水。

3.3 試驗段施工

為驗證了最優(yōu)工藝加固軟基處理的可行性，確定了最佳的施工機械組合、施工順序，選定優(yōu)化的施工參數(shù)和施工方法，指導(dǎo)大面積施工，根據(jù)設(shè)計要求確定的參數(shù)，選取K73+300～K73+350為試驗段，編寫初步的試驗方案，進行試驗性施工。

通過試驗段施工，對質(zhì)量進行檢測結(jié)果合格，最終確定：（1）施工順序為：拋石擠淤-振動壓路機初步碾壓-強夯施工。（2）機械組合見表1拋石擠淤強夯施工主要機械表。（3）強夯間距按照設(shè)計要求為3m正方形布置，夯擊能為4000KN.m。（4）夯擊次數(shù)：點夯按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)（一般為5-15次）與夯沉量關(guān)系曲線確定，最終最佳夯擊數(shù)確定為13次，最后兩擊的平均夯沉量不大于100mm，每遍間隔時間3d；夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起；不因夯坑過深而使起錘困難。

3.4 拋石擠淤泥

3.4.1 拋石擠淤材料

選用K73+080～K73+200段路基石方爆破的開山塊石混合料，在填筑混合料時候，嚴格控制混合料的含泥量在5%以內(nèi)。

3.4.2 擠淤

自卸汽車將混合料運輸至路基設(shè)計線路范圍內(nèi)，直接用推土機將堆料沿前進方向有序推進，先沿線路中線鋪擠出一定的工作面，然后再由中間向兩側(cè)擠淤，這樣就不容易造成太多夾淤，并且將淤泥清擠干凈。拋填料頂面高程處的寬度須在兩邊分別大于其上路基填料坡角1m。

3.4.3 整平碾壓

待擠淤填料拋擲完成后，采用推土機整平，用壓路機均勻碾壓2遍后，測量場地高程。

3.5 強夯置換

3.5.1 機械設(shè)備

強夯施工采用W1001型帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機。在臂桿端部位設(shè)置輔助門架或采取其他安全設(shè)施，防止落錘時機架傾覆。夯錘錘重按照設(shè)計要求采用25T，錘徑2.5m。夯錘中對稱設(shè)置4個上下貫通的氣孔。自動脫鉤采用開鉤法。

3.5.2 夯擊點的布置及夯擊遍數(shù)

夯擊點布置與夯擊點位置采用間距3m正方形布置，見圖2夯點布置示意圖。夯擊遍數(shù)設(shè)計為3遍，第Ⅰ遍隔1點跳夯，第Ⅱ遍補第Ⅰ遍空隙，第Ⅲ遍補第Ⅰ、Ⅱ遍空隙，點夯結(jié)束后，以低能量滿夯，達到錘印彼此搭接。

3.5.3 夯錘落距

按照設(shè)計要求，基底強夯處理能量為4000KN·m，夯錘重量為25T。

計算落距：H=4000KN·m/250KN=16m，確定提升16m對基底進行夯實。

3.5.4 夯擊次數(shù)

按照試驗段施工總結(jié)出的點夯13次進行點夯，每個夯擊點一定要安排專人檢查和記錄擊數(shù)。

3.5.5 夯擊遍數(shù)間隔時間

間隔時間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間，由試驗段施工總結(jié)每遍間隔時間取3d。但凡產(chǎn)生超孔隙水壓力、夯坑周圍出現(xiàn)較大隆起時，就不要繼續(xù)夯擊，要等到超孔隙水壓力大部分消散以后，再夯下一遍。在同一遍中若干夯擊次數(shù)后出現(xiàn)上述情況，也要遵循這一要求，停止夯擊，等超孔隙水壓力大部分消散后，再繼續(xù)夯實。施工時首先保證夯擊遍數(shù)間隔時間，并做詳細記錄，杜絕間隔時間沒有達到就強行施工，這樣才能確保強夯質(zhì)量。

3.5.6 強夯施工

對夯擊點依次夯擊完成為第一遍強夯施工。在第一遍強夯完成后，再用推土機將場地進行推平，壓路機碾壓兩遍后測量布置夯點位置及水準測量。第二次按設(shè)計選用已夯點間隙中間，依次補點夯擊為第二遍，第三遍補第一、二遍空隙，點夯結(jié)束后采用低能量滿夯，達到錘印彼此搭接，表面平整。強夯施工按試驗確定的技術(shù)參數(shù)進行，以單夯夯擊能、夯擊遍數(shù)和各個夯點的夯擊次數(shù)為施工控制數(shù)值，并采用試夯確定的地表平均沉降量控制。滿夯可采用輕錘或低落錘多次夯擊，錘印搭接不小于1/4夯錘的直徑。

4 施工過程質(zhì)量控制

（1）現(xiàn)場對控制樁樹立明顯的標志加以保護，并定期檢查。

（2）在施工中發(fā)現(xiàn)夯錘偏離夯坑中心，立即調(diào)整對中。

（3）夯錘氣孔保持暢通，如遇堵塞，立即將塞土清除。

（4）認真做好施工記錄，對每擊的沉降量都進行觀測和記錄，并掌握好停錘標準。

（5）密切觀注異常現(xiàn)象，對夯沉量異樣、夯錘反彈、地表隆起要加強監(jiān)測，一定要如實記錄，同時要及時上報。

（6）回填材料質(zhì)量必須符合設(shè)計要求。

（7）夯實完的夯坑及時推平，不積水。

（8）及時辦理有關(guān)質(zhì)量文件，如場地定位測量成果、現(xiàn)場施工記錄、工序質(zhì)量評審等，加強原始資料整理、歸檔管理工作。

5 質(zhì)量檢測

5.1 重型動力觸探試驗檢測

采用重型觸探儀對K73+245～K73+395高填方段拋石擠淤強夯置換后的地基進行觸探試驗，本次觸探試驗檢測數(shù)量為13個點，試驗結(jié)果見表2靜力觸探試驗檢測結(jié)果表，根據(jù)檢測結(jié)果平均承載力為404.5kPa，大于設(shè)計要求300kPa，檢測結(jié)果符合設(shè)計要求。

5.2 平板載荷試驗

強夯處理后由業(yè)主委托西南交通大學(xué)結(jié)構(gòu)工程試驗中心進行承載力檢測，本次載荷試驗檢測數(shù)量為4個點，現(xiàn)場檢測于2009年12月9日-12月17日完成，由荷載試驗檢測結(jié)果所得的地基承載力特征值為303kPa，滿足設(shè)計要求的300kPa，見表3載荷試驗結(jié)果，處理后檢測結(jié)果符合設(shè)計要求。

6 結(jié)束語

通過在本項目中拋石擠淤強夯置換淤泥質(zhì)軟土地基的成功運用，地基承載力檢測結(jié)果符合設(shè)計要求，充分證實了拋石擠淤強夯處理軟土地基具有技術(shù)先進，操作簡便，施工效率高、加固效果好等特點，并且施工費用低、污染小，既節(jié)約資源又可節(jié)省投資，在保證質(zhì)量、加快進度、節(jié)約成本方面都是比較先進和可行的。進而提出拋石擠淤強夯置換在處理路基淤泥質(zhì)軟基方面的推廣應(yīng)用。

參考文獻

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