高能級強夯在市政道路中應用與分析

王健

大連市市政設計研究院有限責任公司 遼寧大連 116000

1 工程概況

在擬建場地需要修建市政道路，地層分布及特征自上而下劃分為5個工程地質層，分述如下：（1）素填土：灰褐色，由碎石及粘性土組成，碎石含量60%，粒徑2～20cm，碎石成分為板巖、石英巖，局部含有大塊石，塊徑大于50cm，松散～稍密。本層為新近回填。本層厚1.80～13.60m。（2）卵石：灰黃色，呈亞圓形，主要為石英巖，粒徑2～10cm，含量約60%，其間隙充填粘性土，飽和，中密。層厚0.50～3.30m，地基承載力基本容許值300kPa。（3）紅粘土：紅褐色，可塑～硬塑，干強度高，韌性高，切面有光澤，無搖振反應。層厚1.30～5.20m，地基承載力基本容許值200kPa。（4）強風化板巖：灰黃色，結構大部分破壞，礦物成分顯著變化，巖芯呈碎屑狀，手可折斷，遇水易軟化。可見帶厚1.20～5.70m，地基承載力基本容許值350kPa。（5）中風化白云巖：灰色，隱晶質結構，中厚層狀構造，節理裂隙較發育，巖體較破碎，巖芯呈塊狀，柱狀，巖質堅硬。可見帶厚0.90～2.20m，地基承載力基本容許值1800kPa

2 設計要求

本工程為市政項目，不僅對強夯后頂面地基承載力有要求，還對市政管線埋置深度處的地基承載力有要求，具體如下：距離頂面0-2米范圍內地基承載力＞200kPa，距離頂面2～6米范圍內地基承載力＞180kPa，距離頂面4～7米范圍內地基承載力＞160kPa。

3 強夯處理方案

3.1 根據現場施工確定的試夯參數

選定合適的區域進行現場試夯，并對試夯場地進行測試，檢驗強夯效果，確定工程采用的最終各項強夯參數，然后再結合實際情況進行大面積施工。

3.2 試夯設計

（1）確定有效加固深度及單位夯擊能

錘重點夯錘重40t滿夯錘重20t

落距點夯：20m滿夯：10m

點夯夯擊能為8000kN·m；滿夯夯擊能為2000kN·m

點距5.0m

停夯標準最后兩擊平均沉夯量不大于200mm

滿夯點距錘印搭接（1/4）d

夯擊遍數點夯2遍，滿夯1遍

（2）強夯前先放出道路界線，夯點布設依以下幾點為原則：

每遍夯點布置與上一遍夯點平行錯開二分之一夯點間距，夯擊遍數應根據地基土的性質確定，采用3遍。前2遍為點夯，后1遍為低能量滿夯，點夯第一遍夯點與第二遍夯點成正方形布置，滿夯點成正方形布置，錘印搭接1/4d。

（3）夯擊遍數的時間間隔：

根據地基土的滲透性確定，對于滲透性好的地基可連續夯擊。

3.3 強夯法施工

（1）強夯施工宜采用帶自動脫鉤裝置的履帶式起重機或其它專用設備。采用履帶式起重機時，可在臂桿端部設置輔助門架，或采取其它安全措施，防止落錘時機架傾覆。

（2）強夯施工前，應查明場地內范圍的地下構筑物和各種地下管線的位置及標高等，并采取必要的措施，以免因強夯施工而造成破壞[1]。

3.4 強夯施工過程中質量控制

（1）開夯前應檢查夯錘重和落距，以確保單擊夯擊能量符合設計要求。（2）在每遍夯擊前，應對夯點放線進行復核，夯完后檢查夯坑位置，發現偏差和漏夯應及時糾正，其偏差應小于5cm。（3）檢查強夯施工過程中的各項測試數據和施工記錄，不符合設計要求時應補夯和采取其它有效措施。

3.5 施工質量檢驗

（1）強夯施工結束后應間隔一定時間方能對地基質量進行檢驗，對于碎石土和砂土地基，其間隔時間可取7～14d。

（2）強夯處理后的地基竣工驗收時，承載力檢驗應采用原位測試和室內土工試驗，地基承載力應滿足設計要求。地基強度按路床驗收彎沉值進行驗收。

4 檢測結果

本次采用地基荷載試驗和超重型動力觸探試驗。

地基荷載試驗數據如下：

檢測點1級數 荷載(kPa) 本級位移 累計位移 本級歷時(min) 累計歷時(min)1 50 1.53 1.53 45 45 2 100 2.34 3.87 45 90 3 150 1.12 4.99 45 135 4 200 1.59 6.58 45 180 5 250 1.14 7.72 45 225 6 300 1.26 8.98 45 270 7 350 1.49 10.47 45 315 8 400 1.98 12.45 45 360

檢測點統計深度范圍參與統計試驗個數試驗擊數試驗擊數標準值承載力特征值平均值標準差變異系數m n N120（擊/10cm） σ δ N120k（擊/10cm） fak（kPa）1.2-2.1 9 14.23 1.49 0.1 13.2 200 1 2.1-3.3 12 17.86 2.06 0.12 16.8 210 3.3-4.0 17 13.51 1.37 0.1 12.9 200 4.4-7.2 32 14.00 2 0.14 13.00 210

通過試驗數據可知檢測點在400kPa作用下最大位移量為12.45mm，滿足規范和設計要求。

超重型動力觸探試驗數據如上表：

通過試驗數據可知檢測點在不同深度的承載力特征值均滿足規范和設計要求。

5 結語

本次設計通過采用8000kN·m的高夯擊能對路基進行處理，取得了良好的效果，通過檢驗數據發現強夯后的路基不僅表面的承載力達到設計要求，路基深處的承載力也達到了設計要求，這對市政管網建設具有重大意義，避免二次的路基處理增加造價。隨著強夯施工工藝和機械的不斷創新，強夯施工已廣泛用于市政道路、公路、機場、房屋建筑等工程。