水环境治理项目的风化料水下填筑强夯试夯施工分析

黄逸龄

（惠州市惠州大堤东堤管理中心，广东 惠州 516001）

1 工程概述

大湖溪沥水环境综合整治工程位于惠州市惠城区水口、马安、桥东三个街道（镇）境内。工程右堤桩号2+137.79 至3+117.64段堤防直接临水，因水下部分堤身较深，水下部分拟采用抛石护底、风化料水下填筑强夯施工。抛石挤淤工序抛填完毕后进行下一阶段的风化料填筑施工。设计风化料碎石含量60%以上，自然容重2 300 kg/m2，填筑厚度4.50 ～7.00 m。因风化料填筑后场地地基承载力和强度均不能满足设计要求，故设计采用强夯法进行地基处理。强夯施工结束，组织第三方进行静载荷试验。设计地基承载力110 kPa，检验点1点/500 m2。

2 强夯试夯的目的

强夯试夯最主要的目的是对水环境治理项目的风化料水下填筑场地进行适宜性评价，并为正式的强夯施工提供关键的施工参数。首先，通过强夯试夯，可检验和总结出施工组织方案中确定的施工机械、测量设备、试验规程等是否符合实际填筑条件的具体要求，并对存在的不足进行调整和优化。其次，在水环境治理项目的风化料水下填筑施工中通过强夯试夯可有效确定出单点夯击能、单点夯击遍、夯点的布置、夯距等施工参数。强夯试夯结果，交给现场工程监理师审核，审核过后正式开展强夯施工。

3 强夯试夯施工要点分析

3.1 选择试夯区域

案例工程在试夯区域选择中，选择了水下风化料填筑到常水位以上的地段，且填筑厚度在4.50～7.00 m，土质相对均匀的区域作为强夯试验区域。按照强夯法施工标准，试夯区域的面积不能小于400 m2（20 m×20 m），在此次水环境治理项目的风化料水下填筑中，选择了900 m2（30 m×30 m）的试夯区域。

3.2 试夯机械设备选择

试夯区域面积900 m2，选择1台强夯机、1台挖掘机、1台推土机，同时配置1套GPS和1套水准仪。

3.3 强夯试夯方法的选择

就案例工程而言，风化料水下填筑质量要求比较高，需要至少达到110 KPa承载力。借助类似工程施工的经验，在强夯试验中计划夯击3遍，前2遍进行点夯，最后1遍进行低能量满夯。各夯点呈现出正方形布设，间距控制在约6 m，夯击能为2 500 kN·m。具体的夯击布置图如图1所示。

图1中第一遍夯击为主夯，第二遍为副夯。夯锤的重量为17.30 t，直径为2.40 m，底面积为4.52 m2，夯锤落距为14.70 m。满夯夯击能1 000 kN·m，夯锤重量选择为17.30 t，直径2.40 m，底面积4.52 m2，夯锤落距为5.90 m。初定试夯主要参数如表2所示。

表2 强夯试夯的主要参数表

第一遍强夯能级2 500 kN·m，夯锤的直径2.40 m，夯锤重量17.30 t，落距14.70 m，点布置6 m×6 m正方形，收锤标准为最后两击平均夯沉量不大于100 mm。

第二遍强夯能级为2 500 kN·m，夯锤直径为2.40 m，锤重17.30 t，落距14.70 m，夯点布置6 m×6 m正方形（详见图1），收锤标准为最后两击平均夯沉量不大于100 mm，两遍点夯的时间间隔以现场实际情况而定。

图1 夯击点布置图

第三遍强夯能级为1 000 kN·m，夯锤直径为2.40 m，锤重17.30 t，落距5.90 m，夯击数两击，夯印要求1/4搭接。

3.4 规范强夯试夯流程

第一步，平整场地。用推土机将确认好的900 m2试夯区域平整处理，在四周布设防震沟、排水沟等，以防影响周围建筑及土层结构的稳定性；再按照设计要求选择强夯夯锤和施工机械设备。第二步，测量放线。按照10 m×10 m方格网，利用GPS和水准仪相互结合的方法，测量放线出风化料水下填筑强夯之前的标高，计算出平均值。第三步，第一遍夯点放样。以已经测量放线好的控制点为基准点，按照确定的试夯区夯点平面布置图，利用水准仪测量放出第一遍夯点的具体位置，控制误差在±15 cm以内，各夯点要采取6 m×6 m的正方形布设。第四步，第一遍点夯。测量放线完成之后，及时组织施工人员和测量人员进入到施工现场，将夯锤对准第一个夯点的中心，对点误差不能超过±15 cm。测量人员用水准仪测量检查夯锤锤顶的高度，并详细记录，达到设计要求之后，脱钩器自动脱钩，让夯锤自由下落。下落后测量人员再用水准仪测量夯锤锤顶的高度，计算每击夯沉量，并详细记录在册。此工程试夯中，遇到了夯沉量太深，无法继续强夯的问题，在现场指挥人员的协调指挥下，及时进行移机、挪锤，用挖掘机和推土机将夯坑填平，强夯机重新回到原位上继续夯击，反复操作，直到夯沉量出现逐步收敛，并且最后两击平均夯沉量不超过100 mm，完成对此夯点的夯击。测量人员需要计算出该夯点的最后两击累计夯沉量及平均夯沉量，记录表内。强夯机提锤移至下一夯点按首个夯点的施工方法依次施工。部分夯点可能会出现夯坑拔锤困难或无法达到收锤标准时，夯坑推平，重复夯击，直至施工合格为止。第五步，第一遍夯坑填平。第六步，第二遍夯点放样。重复第三步的操作。第七步，第二遍点夯施工，重复第四步的操作，两遍点夯的时间间隔以现场实际情况而定，须满足规范及设计要求。第八步，第二遍夯坑平整处理，重复第五步的步骤。第九步，第三遍满夯。选用SQH350 强夯机，配17.30 t 的锤，锤底直径2.40 m。满夯能级1 000 kN·m，前后锤印相互搭接1/4，夯击数两击。第十步，平整场地。第十一步，测量标高。

3.5 强夯试夯结果分析

就案例工程而言，要求强夯之后基础的承载力不能低于110 kPa，试夯结束要静置7 d，再通过现场静荷载试验来确定地基承载力的特征值。工程荷载板采取了面积1 m2（1 m×1 m）的正方形刚性承压板，在承压板和接触层之间铺设一层厚2～5 cm 中粗砂，以保证承压板能够和土层均匀接触。在静荷载试验中采取慢速维持荷载法，每级荷载作用下沉降达到稳定状态之后，再进行下一级荷载加载，直到地基土被破坏。再分级卸载到零，每级加载量为主夯土的30 kN，夯间土为15 kN，每一级荷载加载完成之后，在10、20、30、45、60 min各测读一次，之后每隔30 min测度一次，直到达到相对稳定状态后，才能进行下一级荷载加载。

如试验结果满足设计要求，则试验区采用的各项强夯参数可用于后续强夯施工。结合试验结果做好试夯施工总结，经监理工程师审核后全面强夯施工。

4 结束语

综上所述，在水环境治理项目的风化料水下填筑中采用强夯法，具有施工效率高，质量有保证等特点，而且对施工现场条件的要求比较低，可有效提升水环境治理项目的风化料水下填筑的强度和承载力。但强夯法前，需先试夯，以便为正式强夯施工提供真实有效的数据。