强夯法在软土路基施工中的运用研究

2014-08-15袁景富

黑龙江交通科技 2014年6期

袁景富

(贵州省交通建设咨询监理有限公司)

1 工程概况

某道路所处地区总体上来说是比较平缓的，在局部地段存在湿陷性黄土的现象，为了对黄土路基的湿陷性隐患进行消除，从而提高路基的承载力和稳定性我部根据本标段的设计要求有关规定，对所属标段内的部分路段进行基底强夯处理。强夯面积约17 000 m2，以满足路基承载力要求。

2 施工准备

(1)施工前应查明施工范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因施工而造成损坏。

(2)施工前用推土机将场地分区整平，整平标高允许误差为±100 mm。整平后进行初步压实，以便施工机械行走。

(3)强夯施工前应对原状土进行原位测试和室内土工试验，与强夯处理后的原位测试和室内土工试验结果进行比较，以确定处理效果。强夯施工现场设置配电箱，一个为维护用电，一个为照明用电。

(4)地下水位较高时，在各施工区边缘挖设排水明沟或集水井，以保证整个强夯施工过程中地下水位低于始夯面2 m。

(5)由于每遍点夯后根据底层条件设计要求一定的间歇时间，为保证吊车连续施工，施工时以每台吊车一周可完成的工作量为基准划分施工区域，以便完成一个区域后直接进入下一区域进行施工。

3 强夯施工的基本要求

(1)施工机械采用带有自动脱钩的履带式起重机。履带式起重机配备无缝钢管或角钢门架，防止落锤时机架倾覆。

(2)当场地表土软弱或地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料，使地下水位低于坑底面以下2 m。坑内或场地积水应及时排除。

(3)强夯施工应严格按规定的强夯施工设计参数和工艺进行，并控制或做好以下工作:起夯面整平标高允许误差为±100 mm。夯点位置允许偏差为200 mm。当夯锤落入坑内倾斜较大时，应将夯坑底填平后再夯。夯点施工中质量控制的主要指标为每个夯点达到要求的夯击数;要求达到的夯坑深度;最后两击的夯沉量小于原体试验确定的值。强夯过程中不应将夯坑内的土移出坑外。当有特殊原因确需挖除部分土体或工艺设计为用基坑外土填入夯坑时，应在计算夯沉量中扣除或增加移动土的土量。施工过程中应防止因降水或曝晒原因，使土的湿度偏离设计值过大。

4 施工参数

4.1 夯锤

夯锤选用重200 km、直径2.5m左右、锤底静压力40 kPa、锤底带有4个对称排列圆形气孔的钢锤，气孔直径宜为250 mm。

4.2 夯击遍数及夯击能

强夯工艺采用二遍点夯，完成后进行一遍满夯。主夯、次夯的夯击能为3 000 kN·m，满夯的夯击能为1 000 kN·m，施工前要通过钢尺检查提升高度，以保证夯击能，要求强夯时提升落距为15 m，满夯时一夯挨一夯、一夯压半夯，每点夯击数宜为3～5击，最后两击宜小于5 cm。

4.3 夯点间距

强夯夯点布置按梅花形布置，夯点间距第一遍夯击点间距4.5 m;第二遍夯击点位于第一遍夯击点间。满夯要求夯印搭接，搭接部分不应小于锤底面积的1/2。

4.4 夯击击数

主、次夯的击数约为12～15击。主次夯的击数尚应同时满足下列要求:(1)最后二击平均夯沉量不大于5 mm;(2)夯坑周围地面不发生过大的隆起;(3)不因夯坑过深而发生提锤困难。

4.5 遍间间歇时间

为保证土中超孔隙水压力的充分消散，每遍点夯完成后，要进行一定时间的间歇再进行第二遍点夯的施工，对于渗透性较差的黏性土和饱和度较大的软土地基应不少于14 d，对于渗透性较好且饱和度较小的地基，可以连续夯击施工。

5 强夯施工

本次强夯采用多遍夯击，次序为:主夯—次夯—满夯，能级依次减小。每遍夯完后应将地面推平碾压。强夯后要求达到地基承载力不小于200 kPa，强夯影响深度不小于6 m。当细粒土强夯地基表面存在松动薄弱层时，应予挖除处理，再铺设相应厚度的人工填层。

5.1 夯架拼装

强夯机采用履带吊车，配相应无缝钢管或角钢门架，夯锤脱钩采用自动脱钩器。门架起增大机械设备的起重能力和提升高度作用，同时防止落锤时臂杆回弹。在现场逐一拼装，并确保拼装牢固。

5.2 夯击步骤

(1)清理并平整施工现场;

(2)标出第一遍夯点位置，并测量场地高程;

(3)吊车就位，使夯锤对准夯点;

(4)测量夯前锤顶高程;

(5)将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底段斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平;

(6)重复步骤⑤，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击，并做好夯击记录;

(7)重复步骤③至⑥，完成第一工作区第一遍全部夯点的夯击，然后进入第二工作区施工第一遍点夯;

(8)用推土机将填料推入夯坑，平整场地，并测量场地高程;

(9)在间隔时间后，由第二工作区返回按上述步骤逐次完成2、3遍夯击，最后进行低能量普夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。

5.3 施工监测

开夯前应检查夯锤质量和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求;在每一遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正;按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。施工过程中应对各项参数及情况进行详细记录

5.4 压实及整平

强夯完成后用推土机进行整平、压路机压实，要求整平面高程偏差为±100 mm。

5.5 强夯施工质量与验收

检查施工过程中设专人检查各项测试数据和施工记录，不符合设计要求时应补夯或采取其它有效措施;强夯处理后的地基竣工验收承载力试验，应在施工结束后间隔一定时间方能进行，对于碎石土和砂土地基，其间隔时间可取7～14 d;粉土和粘性土地基可取14～28 d。竣工验收承载力检验的数量，对一般建构筑物，每个建构筑物地基的载荷试验检验点不少于3点;对重要的建构筑物，每个建构筑物地基应增加载荷试验检验点的数量。夯后有效加固深度内土层的压缩模量通过原位测试(标准贯入、取样和平面载荷试验)或土工试验确定。强夯地基经检测后，当地基土的物理力学性质指标达不到原定设计要求时，应采取补夯等其他措施。

6 施工过程质量控制

(1)强夯施工过程中对达不到停锤标准的，采取在夯坑内推填石渣继续强夯，或是在保证总夯击能量不变的前提前先进行一遍小能量夯实，待表层达到一定强度后再进行第二遍较大能量的夯击。

(2)强夯时保证孔隙水压力充分消散(孔隙水压力消散达到80%，夯坑内无积水一般间歇时间为3～4 d)再进行第二遍强夯。

(3)应用数理统计技术，正确处理特殊土层变化，明确夯点的击数与最终沉降量的控制指标，但由于小范围的试验与大范围施工的地质情况及相关扰动条件略有不同，反映在强夯情况中即引起最终夯沉量与要求最终夯沉量的符合程度也有所不同。

(4)在锤重与落距已确定的情况下，每个夯点击数是决定总夯击能量的主要参数，但为保证强夯地基加固深度的均匀性，夯击数的调整一般不宜过大。由于施工面较大，因此在强夯过程中，发现某些部位、范围内出现夯坑深度过深，第二遍最后两击平均贯入度超过10 cm，强夯区地面出现严重弹簧、隆起，应立即停打，并报请业主、监理共同协商解决。

(5)强夯定位放线，控制点允许位移±20 mm;夯点定位允许偏差±50 mm;夯击时，夯击点中心位移偏差应小于150 mm;夯击时夯锤应起落平稳，当夯坑底倾斜大于30°时，应将坑底填平后再进行夯击。

(6)点夯停锤标准:击数满足要求，最后两击的平均夯沉量满足要求;如遇到其他情况应及时汇报，不得私自做主。夯坑周围地面不应发生过大的隆起;不应夯坑过深而发生拔锤困难。

(7)严格控制每遍夯击、推平及碾压等工序的间歇时间，根据超孔隙水压力消散的时间或以下间歇时间进行控制，两遍点夯的间歇时间不应少于3～4 d。

(8)施工中必须严格执行施工工序标准及质量保证措施要求，精心施工;在夯击过程中，当发现异常情况应及时与设计、监理联系，共同商讨处理。每遍点夯和满夯施工结束时，按20×20 m方格网测量推平地面测量高程。