強(qiáng)夯法在鶴大高速公路中的應(yīng)用

苗得雨+劉杰

摘 要：本文結(jié)合鶴大高速公路工程，對(duì)強(qiáng)夯法處理路基進(jìn)行了設(shè)計(jì)、施工、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分析，結(jié)果表明強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法施工具有方便簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)、工期短、速度快、經(jīng)濟(jì)效益好、無(wú)噪聲、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)具有廣闊推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯法；室內(nèi)試驗(yàn)；施工工藝

1 引言

強(qiáng)夯法是將重錘（80-400KN）提升到高處（6-40m）自由落下，給地基以強(qiáng)烈的沖擊力和振動(dòng)，使土體結(jié)構(gòu)破壞，孔隙壓縮，土體局部液化，通過(guò)裂縫排出孔隙水和氣體，地基土在新的狀況下固結(jié)，從而提高承載能力，并降低其壓縮性。強(qiáng)夯法施工簡(jiǎn)便，效果顯著。對(duì)該工程高填方路段路基強(qiáng)夯處理來(lái)提高路基的強(qiáng)度及壓實(shí)度，減少不均勻沉降及道路病害。

2 工程地質(zhì)概況

K135+700-k135+900段，平均填土高度為 6.57m，路段地層土質(zhì)結(jié)構(gòu)分三層，自上而下為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，灰黃色、灰白色；山皮土；石渣。

3 強(qiáng)夯法設(shè)計(jì)

3.1有效加固深度

有效加固深度是是反映處理效果重要參數(shù)。一般可按下列公式估算有效加固深度計(jì)算：

式中H——有效加固深度（m）；M——夯錘重（t）；h ——落距（m）；

α——系數(shù)，

根據(jù)土層及設(shè)計(jì)深度要求，最終確定加固深度為5m。

3.2夯錘和落距

夯錘重10t，點(diǎn)夯落距10m，單擊夯擊能1000kN·m；滿夯落距4m，單擊夯擊能400kN·m，夯錘材質(zhì)采用鑄鋼.夯錘平面為圓形，夯錘中設(shè)置若干個(gè)上下貫通氣孔，孔徑可取300mm，減小起吊夯錘時(shí)吸力；減少夯錘著地前瞬時(shí)氣墊上托力。錘底靜壓力值取40kPa，控制夯錘高寬比以防止產(chǎn)生偏錘現(xiàn)象。

夯錘確定后根據(jù)要求單點(diǎn)夯擊能量，確定夯錘落距.采用落距是10m。對(duì)相同夯擊能量選用大落距施工方案，增大落距可獲得較大接地速度，能將大部分能量有效地傳到地下深處，增加深層夯實(shí)效果，減少消耗在地表土層塑性變形能量。

3.3夯擊點(diǎn)布置及間距

夯擊點(diǎn)布置采用正方形形式.夯擊點(diǎn)間距確定根據(jù)地基土性質(zhì)和要求處理深度而定。第一遍夯擊點(diǎn)間距可取900mm，第二遍夯擊點(diǎn)位于第一遍夯擊點(diǎn)之間，以后各遍夯擊點(diǎn)間距可適當(dāng)減小。保證使夯擊能量傳遞到深處和保護(hù)夯坑周圍所產(chǎn)生的輻射向裂隙見(jiàn)圖1。圖1中數(shù)字代表第N次夯實(shí)。

3.4夯擊擊數(shù)與遍數(shù)

1）夯擊擊數(shù)

每遍每夯點(diǎn)夯擊擊數(shù)應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)試夯得到夯擊擊數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，最后兩擊夯沉量應(yīng)該小于50mm；夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過(guò)大隆起；不因夯坑過(guò)深而發(fā)生起錘困難。各夯擊點(diǎn)夯擊數(shù)，使土體豎向壓縮最大，側(cè)向位移最小為原則。

2）夯擊遍數(shù)

夯擊遍數(shù)根據(jù)地基土性質(zhì)和平均夯擊能確定。采用點(diǎn)夯2-3遍，再以低能量滿夯2遍，滿夯可采用輕錘或低落距錘多次夯擊，錘印彼此搭接。

3.5墊層鋪設(shè)

強(qiáng)夯前要求擬加固場(chǎng)地必需具有一層稍硬表層，使其能支承起重設(shè)備；并便于對(duì)所施工“夯擊能”得到擴(kuò)散；加大地下水位與地表面距離，有時(shí)必需鋪設(shè)墊層。墊層厚度隨場(chǎng)地土質(zhì)條件、夯錘重量及其形狀等條件而定。該工程墊層厚度為2.0m.鋪設(shè)墊層不能含有粘土。

3.6間歇時(shí)間

各遍間歇時(shí)間取決于加固土層中孔隙水壓力消散所需要時(shí)間。對(duì)砂性土，孔隙水壓力峰值出現(xiàn)在夯完后瞬間，消散時(shí)間只有2-4min，故對(duì)滲透性較大砂性土，兩遍夯間間歇時(shí)間很短可連續(xù)夯擊。

4 施工工藝

采用一臺(tái)推土機(jī)、振動(dòng)碾壓機(jī)、平地機(jī)、夯實(shí)機(jī)械，先采用推土機(jī)將土推至施工區(qū)域，厚度不超過(guò)30cm，再用平地機(jī)推平，振動(dòng)碾壓機(jī)碾壓，采用夯實(shí)機(jī)械夯實(shí)，振動(dòng)碾壓機(jī)碾壓，進(jìn)行壓實(shí)度測(cè)定，如果壓實(shí)度滿足規(guī)范要求，同時(shí)路堤的中線、標(biāo)高、寬度、橫坡、平整度和邊坡坡度外形質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)進(jìn)行下一層填筑，不滿足要求繼續(xù)夯實(shí)至滿足要求為止。

5 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

5.1夯實(shí)量監(jiān)測(cè)分析

通過(guò)對(duì)施工路段檢測(cè)，經(jīng)過(guò)4遍強(qiáng)夯整平后夯實(shí)量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

由表1可以看出，平均夯沉量為310mm，隨著夯實(shí)次數(shù)的增加，夯沉量逐步增大，但夯實(shí)變化量承平穩(wěn)趨勢(shì)變化。

5.2孔隙水壓力分析

在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)沿夯擊點(diǎn)等距離不同深度以及等深度不同距離埋設(shè)雙管封閉式孔隙水壓力儀或鋼弦式孔隙水壓力儀，在夯擊作用下進(jìn)行對(duì)孔隙水壓力沿深度和水平距離增長(zhǎng)和消散分布規(guī)律研究。確定兩個(gè)夯擊點(diǎn)間夯距、夯擊影響范圍、間歇時(shí)間以及飽和夯擊能等參數(shù)。對(duì)路基進(jìn)行全場(chǎng)滿夯，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知各測(cè)點(diǎn)孔壓增值峰值較小，孔愈深孔壓增值愈小，部分測(cè)點(diǎn)孔壓增值沒(méi)有變化，這是因?yàn)橥馏w具有一定加固，滿夯能級(jí)較低。

5.3效果檢測(cè)

強(qiáng)夯施工后鉆孔取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)和原位試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

通過(guò)強(qiáng)夯前后室內(nèi)外對(duì)比試驗(yàn)可以看出，經(jīng)理后土體物理力學(xué)參數(shù)有了明顯的變化。壓縮縮模和標(biāo)貫擊數(shù)有明顯提高，減少了加固路段工后沉降，土體強(qiáng)明顯提高，相應(yīng)承載力和極限承載力大幅度增加。

6 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)鶴大高速公路強(qiáng)夯施工，保證了整體工程按計(jì)劃順利完成.該工程強(qiáng)夯法中夯擊能、夯擊遍數(shù)、夯點(diǎn)間距等設(shè)計(jì)施工參數(shù)是合理的，同時(shí)經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)，未發(fā)現(xiàn)路基差異變形，路基整體穩(wěn)定；路面無(wú)縱橫裂縫，外觀質(zhì)量?jī)?yōu)于其他路段。強(qiáng)夯法施工具有方便簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)、工期短、速度快、經(jīng)濟(jì)效益好、無(wú)噪聲、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)具有廣闊應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐至鈞.張亦農(nóng).強(qiáng)夯和強(qiáng)夯置換法加固地基[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004.

[2]鄭穎人，陸新，李學(xué)志等.強(qiáng)夯加固軟粘土地基的理論與工藝研究[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2000，22（1）：18-22.

[3]孔令偉，袁建新.強(qiáng)夯時(shí)地基土的應(yīng)力場(chǎng)分布特征及應(yīng)用[J].巖土力學(xué)，1999，20（3）：13-23.

[4]周紅波，盧劍華，蔣建軍.動(dòng)力排水固結(jié)法加固浦東機(jī)場(chǎng)促淤地基試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)，2005，26（11）：28.

[5]劉永躍.沖擊壓實(shí)在高填方施工中的應(yīng)用[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2007，56（2）：55-57.endprint