强夯置换法加固路基在吹填地区的应用

陈本强（大连西中岛公共设施管理有限公司，辽宁大连 116100）

强夯置换法加固路基在吹填地区的应用

陈本强
（大连西中岛公共设施管理有限公司，辽宁大连 116100）

本工程采用强夯置换法处理吹填区路基，与其他传统的路基处理方式相比，强夯置换所用材料少，就地取材，价格便宜，可以节约造价，具有良好的经济效益。且沉降等各项检测指标均符合设计要求，验证了该方法的加固效果及可行性。结合工程实例，介绍了运用强夯置换法在吹填区加固路基的施工方法，证明他是一种工期短、成本低、行之有效的方法。

强夯置换 加固 路基

1　工程概况

新农至西中岛公路（交流岛至通水沟）K8+466～K9+370路段位于吹填区，共904米。依据《新农至西中岛公路（交流岛至通水沟）道路工程工程地质勘察报告》（天津市勘察院，2013年12月）显示，地基上层为吹填土。该区域地质情况如下：

吹填土：层厚2.8～5.2米，欠固结，不提供承载力；

粉砂：层厚5.2～6.4米，承载力基本容许值［fao］=120KPa，E0=4.50MPa；

粉质粘土：层厚1.80～3.50米，承载力基本容许值［fao］=180KPa，Es=6.50MPa；

全风化页岩：层厚1.40～2.20米，承载力基本容许值［fao］=210KPa ，E0=12.00MPa；

由于道路上行车荷载较大，吹填区地质情况不能满足承载力和变形要求，需要对该区域地基进行处理。

2　方案选择

鉴于该区域淤泥层厚度较厚，本工程呈带状，对其进行隔离难度较大。且下卧层地质较好，拟采用现状吹填土表面填筑2.5米厚开山石渣后强夯置换法进行施工。利用强夯，将夯点下淤泥向四周挤出，利用夯坑作为钻孔，向坑内不断填充石渣料，并进行夯实，形成直径约1.2米的桩群，桩群与周围土体形成复合基础。由于桩的加筋作用，地基中应力向桩体集中，即应力集中作用，桩体承担了基层传来的大部分荷载；同时，由于桩体和填料具有良好的透水性，使强夯引起的超静空隙水压力迅速消散，土体迅速固结，抗剪强度迅速提高，对桩体约束逐渐增强，从而使复合地基的承载力不断提高，达到加固路基的目的。

3　加固路基的现场试验

3.1强夯试验区平面布置

本次试验200米路基作为现场试验区，夯点间距为4mх4m，插花呈梅花状设置。

3.2强夯施工参数

（1）点夯：本工程选用强夯置换锤直径为1.2米，锤重质量为22吨，置换墩中心距为4米，共进行四遍夯击（二遍点夯，二遍满夯）。第一遍点夯，夯点间距为4米，夯击能4000kN·m（具体夯击能量应通过试夯确定），处理范围为两侧道路红线外延5米（宽度60米），采用隔桩跳打的方式，保证连续两次夯点间距为8米，每一次夯击后应及时平整场地、补充开山石碴。单点最后两击夯沉量不超过50mm，夯击时用水准仪观测沉降。经间歇期（不少于2周）后进行第二遍夯击，夯点为第一遍点夯中央，夯点间距为4米，夯击能4000kN·m（与第一遍夯击能量相同），处理范围、施作方法及观测沉降与第一遍点夯相同。

（2）满夯：点夯结束间歇2周后，进行第三遍满夯，满夯锤直径为2.5米，锤重质量为15吨，夯击能为1000kN·m，处理范围为道路红线之内（宽度50米），夯印搭接四分之一。间歇2周后，进行第四遍满夯，夯击能为1000kN·m，处理范围为道路红线之内（宽度50米），夯印搭接四分之一。

3.3试验结果分析

（1）根据从记录统计可看出，第一遍点夯一般夯击16-18次（最多一次22下，最少一次12下），能达到最后两击平均夯沉量小于50mm。第二遍点夯一般夯击11-14次（最多一次16下，最少一次7下），能达到最后两击平均夯沉量小于50mm。

（2）第一遍点夯累计总夯沉量4700-9640mm，平均6791mm；第二遍点夯累计总夯沉量3470-11130mm，平均6696mm。表明置换墩加固深度平均在6.7m左右。根据原设计图，该段地基软弱层深深度5.8～6.14m。因此，置换墩加固深度达到处理深度。

（3）由于地基土渗水性较好，两遍点夯可连续进行。为确保地下孔隙水压力消散，两遍点夯间隔时间宜为2周，满夯距第二遍点夯时间间隔也宜为2周。

（4）试验段施工前对原地面进行触探试验。强夯置换加固后，墩间土被置换料填充挤压密实，强度提高，进行触探试验，表层能达到200KPa以上。

（5）施工结束后7天、14天、28天，分别平板载荷试验检测了单墩承载力，每次检测一个墩。承载力均达到要求。因此，施工结束间隔1～2周检测单墩承载力即可达到设定承载力要求。

（6）施工前原地面铺设一层2.5m厚开山石渣。每个置换墩填料平均为V1′=17m3，填料次数宜为4次。

4　施工工艺

（1）铺设2.5米开山石碴垫层，碎石填料满足设计要求；垫层采用开山石渣作为置换材料，推土机推平，压路机碾压密实。

（2）测量人员应将施工测量控制点引至不受施工干扰的稳固地点。测量并记录原地面高程，布设水平位移控制桩，标出第一遍夯点位置，并用白灰洒出夯位轮廓线；

（3）起重机就位，夯锤置于夯点位置。根据夯击能，确定夯锤吊起高度。

（4）测量夯前锤顶高程，将夯锤起吊到预定高度。

（5）开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，计算并记录该击的夯沉量。

（6）重复步骤4.5，记录每一遍夯击的夯沉量和累计夯沉量。当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，向坑内填置换材料直至与坑顶平，记录填料数量及次数，如此重复直至直至最后两击平均夯沉量不大于5cm，达到收锤标准，完成一个墩体的夯击。当夯点周围软土挤出影响施工时，可随时清理并在夯点周围铺垫开山石碴，继续施工。

（7）机械移位至下一夯点，重复步骤4.3至4.6，按由内而外，隔行跳打原则，完成第一遍全部夯点的夯击试验，作好记录。

（8）用推土机将夯坑填平，压路机碾压，并测量场地高程。根据地基土的渗透情况，确定第二遍点夯的时间。

（9）达到试验确定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成第二次点夯。由于现场地基土渗水性较好，第一遍隔2周即可进行第二遍点夯。第二次点夯完成后，整平场地，压路机碾压，测量整平后的标高。

（10）满夯：第二遍夯点结束2周，采用低能量对已夯击场地进行全面积的夯击，满夯落锤高度根据锤重和夯击能确定，夯印彼此搭接部分不小于锤底加固面积的1/4。满夯完成后，将场地整平，压路机碾压密实，同时测量整平后的标高。

（11）满夯施工结束后，间隔1-2周，对每个试验段地基进行试验检测。

［1］梁志松，张伟，汤斌.强夯置换法加固软粘土地基应用［J］.四川建筑科学研究2002（2）：29-48.

［2］张凤文，周洪彬.强夯置换碎石桩复合地基承载力的试验研究［J］.岩石力学与工程学报，2000（4）：522-525.