强夯法在高填方路基沉降防治中的应用

2016-02-12郑彬

质量探索 2016年6期

关键词：填方路基夯点夯法

郑彬

贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳 550000

强夯法在高填方路基沉降防治中的应用

郑彬

贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳 550000

强夯法具有施工操作简单、施工成本低、工程进度快等特点，在路基处理中可以通过压缩、振密、排水固结以提高土体的稳定性和承载力，减小不均匀沉降。本文笔者将结合具体的高填方路基沉降防治工程实例，简要探讨强夯法的具体施工过程，希望能对类似工程起到借鉴作用。

强夯法；高填方路基；沉降防治

0 引言

强夯法是指通过起吊设备，将重锤起吊到一定的高度，让其自由下落从而对土体施加一个巨大的冲击能量，从而通过压缩、振密等作用提高土体的稳定性和承载力，并且可以减小土体的不均匀沉降。强夯法具有施工操作简单、施工成本低、工程进度快等特点，通过强夯处理可以使高填方路基得到压密加固，从而提高路基的强度和压实度。一般情况下，强夯法可以在砂性土、非饱和黏性土以及杂填土路基中进行应用。

1 工程概况

本工程为某高速公路路基施工建设项目。该公路按照双向四车道进行设计。该公路内存在高填方路段。高填方路段所处地区的主要土层为砂性土。厚度在0.6m～2.5m之间，表层土下埋砂层厚度在20m左右。本工程的土层不满足施工要求，不均匀沉降显然无法满足要求。因此为了确保路基的整体稳定，减少不均匀沉降，决定采用强夯法对本工程的高填方路基进行处理。

2 强夯处理方案制定

根据设计要求，本工程高填方路段的平均填筑高度为9m。最初采用推土机和振动碾对高填方路段进行分层碾压处理。一般情况下每层的厚度应控制在30cm以内。碾压施工直至第三层时，经过压实度的测定，发现其压实度无法满足施工的要求。对这一问题的原因进行分析，发现主要原因是基层水面高，填筑材料不均匀，其内含有较大的石块，填方材料存在湿化变形的问题。因此为了确保路基满足压实度的要求，并按照进度计划的要求顺利完成施工，经过分析决定采用推土机、强夯以及振动对路基进行施工。

3 施工前准备

（1）降低水位。采用人工排水的方式对路基施工范围内的水位进行最大限度地降低。

（2）对于施工路段表面上的土层应全部清除，接着对路面进行修筑，在表层平整完成之后，采用轮胎压路机对其进行1～2遍的碾压。

（3）根据设计图纸的要求进行施工放样，并对地面标高进行测量，以对强夯施工进行指导

（4）选择填筑材料。一般情况下，强夯法适宜在碎石土、砂土以及低饱和度的黏土中进行应用，不得采用高饱和度的粉土或者黏性土。本工程进行填筑材料的选择遵循因地制宜、就地取材的原则。本工程所选择的填筑材料为附近水泥厂所生产的废弃物以及山坡表层的风化岩。

（5）机械准备。在强夯法施工中，主要采用的强夯设备包括起重机和夯锤。如表1所示为主要的施工机械设备及其数量。

4 强夯法施工技术

4.1 施工工艺流程

在本工程中进行强夯法的施工，其具体的施工工艺流程为场地平整→试夯→确定强夯参数→点夯夯点放线→夯机就位→强夯夯击→夯坑推平、标高控制→满夯夯击→地基检测→验收合格→进入下一道工序施工。

4.2 施工要点

（1）试夯。在强夯施工之前，应先选取具有代表性的路段进行强夯试验。通过试夯以确定强夯的主要施工参数，其中主要包括夯击遍数、停夯标准、填土厚度等，并选定夯点距路基边缘的影响范围，从而确保路基边坡的稳定性。本工程中进行点夯施工，所确定的点夯能量为310.8kN.m。每点夯击的次数应控制在10击。并且最后两次击打的夯沉量应控制在5cm以内。如果不满足这一要求，则应增加夯击次数，直至满足施工要求，之后方可转移夯击的位置。然后采用低能量满夯的方式进行施工。夯击能量控制在930kN.m。通过满夯处理将场地表层的松土夯实。在满夯施工中，应确保夯锤落点的重叠宽度控制在50cm以上。同一点位应进行2次的夯击。最后采用机械进行整平处理，并采用振动压路机进行2～3遍的碾压施工。碾压完成之后对场地的标高进行测量，直至达到标高控制要求为止。

（2）机械平整风化岩填筑材料。放样测量各桩号断面高程。根据设计图纸的要求进行夯点的确定，并采用白灰对夯点进行标识。根据相关工程的质量标准和试夯施工所得到的试验数据进行正式强夯试验的指导。强夯试验采用分层填筑的方式，每层的填筑厚度应控制爱1m。夯点的位置按照梅花形进行布置。夯点中心的间距为夯锤底面直径尺寸的2.5倍。

（3）新旧路基强夯。对路基的边坡开挖1m的厚度，并按照1∶1的坡度要求进行刷坡处理。接着在原路基坡脚处进行台阶的开

▲▲挖。台阶的宽度控制在1.5m，高度控制在0.8m～1m之间，向内横坡坡度为4%。在路基的台阶开挖完成之后，需要对原地表进行强夯处理。根据要求，强夯的范围为新旧路基结合部每侧1m的范围。强夯施工按照梅花形进行夯点的布置。在本工程中进行强夯施工按照从两边向中间的顺序分段进行。对每一个夯点进行一次夯击之后，需要对沉降量进行观测。强夯处理应以最后两击平均下沉量作为控制标准，并且最后两击沉降量应综合考虑单点最佳夯击能、加固地基的强度以及变形的要求进行确定。对于土质较差的区域，为了确保夯击质量，可以适当增加夯击的次数，或者进行抛石片和补夯处理。当第一遍夯击施工完成之后，对其进行平整和压实处理，并对强夯施工的效果进行检查，其中主要检查的内容为地基的密实度和承载力。

4.3 施工质量控制

（1）点夯施工和满夯施工应按照从路基两侧向路中线的顺序进行。在施工过程中，应详细记录好夯击的次数，并且应配备专业的技术人员，建立施工质量保证体系。在强夯施工时，夯点距离中心的偏差应控制在10cm以内。如果夯坑的底部不平整时，应及时进行调整和垫平处理。

（2）每一层填筑施工所采用的材料应确保一致。在确保含水量满足要求的前提下完成所有的夯击施工。为了确保施工的顺序应掌握天气的变化情况，安排好施工进度。每层填筑施工中，每层的间隙时间应控制在7d以上。在强夯施工过程中，应设置长期的观测点进行施工场地的标高变化进行观测，如果发现变形过大，则应及时采取措施进行处理。

（3）在强夯施工过程中，应对各项测量数据和施工记录进行详细的记录，并且为了检查强夯施工的效果，应进行相关的土工试验。一般情况下采用灌砂法对路基的压实度进行检测，确保满足相关规范的要求。

5 工程实施效果

对本工程高填方路基采取强夯施工处理后，对其施工效果采取检测。经过实测数据结果表明，点夯9击能满足点夯最后两击的平均夯沉量不大于5cm时的要求。点夯完成后整平采用1000kN. m低能级满夯2遍测量其夯沉降量为10-15mm.符合设计预期值要求。同时通过采取静载荷试验检测，分静载荷试验检测结果表明，经过强夯处理后，高填方路基承载力满足设计要求，其累计下沉量未发生超过规范要求的沉降变形。由此可得出该强夯处理方案是可行的，参数的选取是合理的。