強(qiáng)夯法在公路基底處理應(yīng)用

1、強(qiáng)夯法在公路基底處理的應(yīng)用摘 要：強(qiáng)夯法對基底的加固處理具有施工簡單、工期短、造價不高等特點(diǎn)，越來越多地在工程施工中得到應(yīng)用。現(xiàn)以以往的施工經(jīng)驗對強(qiáng)夯法在公路工程方面地基處理的經(jīng)驗進(jìn)行闡述，借此與同行彼此交流。關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯法；加固；基底；施工1 強(qiáng)夯地基的由來、技術(shù)特點(diǎn)和適用范圍1.1 強(qiáng)夯法的由來強(qiáng)夯法又稱動力固結(jié)法，是將一個重錘(一般為1040t )從高處(1040m )自由下落，夯擊地基，從而使地基土的強(qiáng)度得到提高、壓縮性得到降低的方法。1957 年，英格蘭的道路研究所就曾運(yùn)用普羅克特(Proctov )擊實(shí)原理進(jìn)行過深層土體的壓實(shí)處理，但直到 1970 年前后，強(qiáng)夯法才在法國工程師路易

2、斯· 梅納( LouisoMeiiard )的開發(fā)和倡導(dǎo)下，真正大規(guī)模地應(yīng)用于深層土體的加固處理中。強(qiáng)夯法最初僅用于加固圓錐探頭阻力9s 低于 10MN/mZ 的砂和碎石層，隨著施工機(jī)械和施工工藝水平的提高，實(shí)踐證明，強(qiáng)夯法也可用于粘性土地基的加固處理。1.2 強(qiáng)夯技術(shù)的特點(diǎn)1.2.1 適用各類土層：可以用于加固各類砂性土、粉土、一般黏性土、黃土、人工填土，特別適宜加固一般處理方法難以加固的大塊碎石類土以及建筑、生活垃圾或工業(yè) 廢料組成的雜填土，結(jié)合其它技術(shù)措施亦可用于加固軟土地基。1.2.2 應(yīng)用范圍廣泛：可應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、重型構(gòu)筑物、設(shè)備基礎(chǔ)、機(jī)場跑道、堤壩、公路和鐵路路基

3、、貯倉、堆場、油罐、橋梁、港口碼頭、核電站、人工島等。1.2.3 加固效果顯著：地基經(jīng)強(qiáng)夯處理后，可明顯提高地基承載力、壓縮模量、增加干密度、減少孔隙比，降低壓縮系數(shù)、增加場地均勻性，消除濕陷性、膨脹性，防止振動液化。1.2.4 有效加固深度：單層8000kN·M 高能量級12m ，多層強(qiáng)夯處理，深度可達(dá)2454m ，一般能量強(qiáng)夯處理深度在68m 。1.2.5 施工機(jī)具簡單：強(qiáng)夯機(jī)具主要為履帶式起重機(jī)。當(dāng)起吊能力有限時，可輔以龍門架等設(shè)施。1.2.6 節(jié)省材料：一般的強(qiáng)夯處理是將原狀土施以能量，無需添加建筑材料，大大縮短施工周期。1.2.7 節(jié)省造價：由于強(qiáng)夯工藝無需材料，節(jié)省了建筑

4、材料的購置、運(yùn)輸、制作、打入費(fèi)用，除了消耗油料外，沒有其它消耗。1.2.8 施工快捷：只要工藝適合，特別是對粗顆粒非飽和土的強(qiáng)夯，周期更短；但是，雨天影響比較嚴(yán)重。1.3 強(qiáng)夯法加固地基在建筑中適用范圍強(qiáng)夯施工方法具有施工機(jī)具簡單，施工方便，加固地基效果顯著，適用范圍廣泛，能縮短工期和降低工程造價等優(yōu)點(diǎn)。一般來講，強(qiáng)夯地基適用于處理碎石、砂土、雜填土（不含生活垃圾）、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土等，但筆者認(rèn)為，現(xiàn)場監(jiān)理尚應(yīng)該參照地勘報告，掌握有關(guān)技術(shù)指標(biāo)，如土層顆粒的組成，孔隙比，液性指數(shù)、塑性指數(shù)、飽和度、滲透系數(shù)等；對于有建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物的雜填土，還要查清雜物的分布

5、范圍、深度、有機(jī)質(zhì)含量及是否對基礎(chǔ)有侵蝕性。由于濕陷性土浸水后會產(chǎn)生附加沉降，其濕陷系數(shù)也應(yīng)作為一項控制指標(biāo)。工程中是否考慮選用強(qiáng)夯基礎(chǔ)是由設(shè)計決定，但監(jiān)理在必要時應(yīng)提醒設(shè)計對以上技術(shù)指標(biāo)作綜合考慮。如廣州從化一市政道路工程，設(shè)計選用了強(qiáng)夯地基，但經(jīng)過對比地勘資料，監(jiān)理提醒設(shè)計注意在地勘報告中反映了部分回填土中含有大量木糠，經(jīng)查清其分布范圍及埋深后設(shè)計采取了相應(yīng)的技術(shù)處理措施，從而確保了工程的施工質(zhì)量。2 強(qiáng)夯法加固地基機(jī)理關(guān)于強(qiáng)夯法加固地基的機(jī)理，目前有關(guān)專家學(xué)者意見還不很一致，但對于地基處理中經(jīng)常遇到的幾種類型的土，一般的觀點(diǎn)認(rèn)為：強(qiáng)夯法是在極短的時間內(nèi)對地基土體施加一巨大的沖擊能量（一般

6、而言此沖擊能量不小于800kN·m ），加荷歷時約幾十毫秒，對含水量較大的土層，加荷時間約100 毫秒左右。這種突然釋放的巨大能量，將轉(zhuǎn)化為各種波型傳到地下。首先到達(dá)某指定范圍的波是壓縮波，它使土體受壓或受拉，能引起瞬時的孔隙水匯集，因而使地基土的抗剪強(qiáng)度大為降低，據(jù)理論計算 這種波以振動能量的7% 傳播出去，緊隨壓縮波之后的是剪切波，以振動能量 26% 傳播出去，剪切波會導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)的破壞。此外的瑞利波（面波）以振動能量的67% 傳出，在夯點(diǎn)附近造成地面隆起。土體在這些波的綜合作用下，土體顆粒重新排列相互靠攏，排出孔隙中的氣體，使土體擠密壓實(shí)，強(qiáng)度提高。根據(jù)上述觀點(diǎn)，地基土經(jīng)強(qiáng)夯法

7、加固后，其強(qiáng)度提高過程大致可分為四個階段：夯擊能量轉(zhuǎn)化，同時伴隨強(qiáng)制壓縮或振密（表現(xiàn)為土體中水及氣體排出，孔隙水壓力上升）；土體液化或土體結(jié)構(gòu)破壞（表現(xiàn)為土體強(qiáng)度降低或抗剪強(qiáng)度喪失）；排水固結(jié)壓密（表現(xiàn)為滲透性能改變，土體裂隙發(fā)展 ，土體強(qiáng)度提高）；觸變恢復(fù)并伴隨固結(jié)壓密（包括部分自由水又變成薄膜水，土的強(qiáng)度繼續(xù)提高）。3 工程實(shí)例3.1 工程概況G106 國道擴(kuò)建工程湖南段項目，根據(jù)地勘資料，場區(qū)發(fā)育有28m不等的雜填土，其中以碎石、粘性土為主，兼有泥炭質(zhì)頁巖塊石，建筑垃圾等；碎石、粘性土含量極不均勻且未經(jīng)壓實(shí)，需加固后方可直接作為填土高度達(dá)23m 的高填方路基基底。設(shè)計采用強(qiáng)夯處理方法對填

8、土層進(jìn)行加固處理。設(shè)計夯擊能為 2250kN·m ，落距為18m 。3.2 強(qiáng)夯施工情況3.2.1 本次強(qiáng)夯在施工前，首先對路段 k2+325k2+825段進(jìn)行了試夯，試夯區(qū)域經(jīng)檢測合格后，再根據(jù)試夯區(qū)的施工參數(shù)，在場地大范圍推廣施工。3.2.2 全部采用 “兩遍點(diǎn)夯、兩遍滿夯 ”的施工方案，同時，對局部地質(zhì)條件較復(fù)雜的地段采用“ 四遍點(diǎn)夯、三遍滿夯 ”進(jìn)行加強(qiáng)處理； 滿夯夯擊能采用1000kN·m ，落距 78m ，按 1/4 搭接。3.2.3 施工中，發(fā)現(xiàn)場地k2+356k2+402段的土質(zhì)較差，經(jīng)加強(qiáng)處理后仍然達(dá)不到設(shè)計要求，故對k2+356k2+402 段基底采用換

9、土處理，回填碎石土后再進(jìn)行強(qiáng)夯施工，同時，根據(jù)設(shè)計要求，在施工過程中，如遇雨水天氣，則嚴(yán)格按照強(qiáng)夯施工規(guī)范要求。3.3 加固效果該工程于2005 年 11 月竣工，經(jīng)建設(shè)單位委托有檢測資質(zhì)的施工單位對場地進(jìn)行檢測表明：通過本次強(qiáng)夯處理，土體密實(shí)度明顯提高，承載力及密實(shí)度均能夠滿足設(shè)計要求。4 建議4.1 做好強(qiáng)夯地基的施工監(jiān)控。由于強(qiáng)夯地基的許多技 術(shù)參數(shù)都要求在試夯及施工過程中確定，因此，加強(qiáng)對強(qiáng)夯 地基的試夯及施工監(jiān)控，及時掌握各項技術(shù)參數(shù)尤為重要。強(qiáng)夯施工開始后，監(jiān)理工程師應(yīng)進(jìn)行全程旁站檢查，重點(diǎn)是 要對設(shè)計參數(shù)進(jìn)行驗證，發(fā)現(xiàn)偏差應(yīng)及時反饋給設(shè)計。監(jiān)理 工程師在監(jiān)控中應(yīng)注重做好以下幾點(diǎn)：掌握設(shè)計意圖、審核施工單位資質(zhì)、認(rèn)真審核施工方案、旁站檢查與記錄、安全 控制。4.2 強(qiáng)夯施工前，應(yīng)在施工現(xiàn)場有代表性的場地上選取 一個或幾個試驗區(qū)，進(jìn)行試夯或試驗性施工。試驗區(qū)數(shù)量應(yīng) 根據(jù)建筑場地復(fù)雜程度、建設(shè)規(guī)模及建筑類型確定。施工過