高能级强夯在市政道路中应用与分析

王健

大连市市政设计研究院有限责任公司 辽宁大连 116000

1 工程概况

在拟建场地需要修建市政道路，地层分布及特征自上而下划分为5个工程地质层，分述如下：（1）素填土：灰褐色，由碎石及粘性土组成，碎石含量60%，粒径2～20cm，碎石成分为板岩、石英岩，局部含有大块石，块径大于50cm，松散～稍密。本层为新近回填。本层厚1.80～13.60m。（2）卵石：灰黄色，呈亚圆形，主要为石英岩，粒径2～10cm，含量约60%，其间隙充填粘性土，饱和，中密。层厚0.50～3.30m，地基承载力基本容许值300kPa。（3）红粘土：红褐色，可塑～硬塑，干强度高，韧性高，切面有光泽，无摇振反应。层厚1.30～5.20m，地基承载力基本容许值200kPa。（4）强风化板岩：灰黄色，结构大部分破坏，矿物成分显著变化，岩芯呈碎屑状，手可折断，遇水易软化。可见带厚1.20～5.70m，地基承载力基本容许值350kPa。（5）中风化白云岩：灰色，隐晶质结构，中厚层状构造，节理裂隙较发育，岩体较破碎，岩芯呈块状，柱状，岩质坚硬。可见带厚0.90～2.20m，地基承载力基本容许值1800kPa

2 设计要求

本工程为市政项目，不仅对强夯后顶面地基承载力有要求，还对市政管线埋置深度处的地基承载力有要求，具体如下：距离顶面0-2米范围内地基承载力＞200kPa，距离顶面2～6米范围内地基承载力＞180kPa，距离顶面4～7米范围内地基承载力＞160kPa。

3 强夯处理方案

3.1 根据现场施工确定的试夯参数

选定合适的区域进行现场试夯，并对试夯场地进行测试，检验强夯效果，确定工程采用的最终各项强夯参数，然后再结合实际情况进行大面积施工。

3.2 试夯设计

（1）确定有效加固深度及单位夯击能

锤重点夯锤重40t满夯锤重20t

落距点夯：20m满夯：10m

点夯夯击能为8000kN·m；满夯夯击能为2000kN·m

点距5.0m

停夯标准最后两击平均沉夯量不大于200mm

满夯点距锤印搭接（1/4）d

夯击遍数点夯2遍，满夯1遍

（2）强夯前先放出道路界线，夯点布设依以下几点为原则：

每遍夯点布置与上一遍夯点平行错开二分之一夯点间距，夯击遍数应根据地基土的性质确定，采用3遍。前2遍为点夯，后1遍为低能量满夯，点夯第一遍夯点与第二遍夯点成正方形布置，满夯点成正方形布置，锤印搭接1/4d。

（3）夯击遍数的时间间隔：

根据地基土的渗透性确定，对于渗透性好的地基可连续夯击。

3.3 强夯法施工

（1）强夯施工宜采用带自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其它安全措施，防止落锤时机架倾覆。

（2）强夯施工前，应查明场地内范围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，以免因强夯施工而造成破坏[1]。

3.4 强夯施工过程中质量控制

（1）开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求。（2）在每遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差和漏夯应及时纠正，其偏差应小于5cm。（3）检查强夯施工过程中的各项测试数据和施工记录，不符合设计要求时应补夯和采取其它有效措施。

3.5 施工质量检验

（1）强夯施工结束后应间隔一定时间方能对地基质量进行检验，对于碎石土和砂土地基，其间隔时间可取7～14d。

（2）强夯处理后的地基竣工验收时，承载力检验应采用原位测试和室内土工试验，地基承载力应满足设计要求。地基强度按路床验收弯沉值进行验收。

4 检测结果

本次采用地基荷载试验和超重型动力触探试验。

地基荷载试验数据如下：

检测点1级数 荷载(kPa) 本级位移 累计位移 本级历时(min) 累计历时(min)1 50 1.53 1.53 45 45 2 100 2.34 3.87 45 90 3 150 1.12 4.99 45 135 4 200 1.59 6.58 45 180 5 250 1.14 7.72 45 225 6 300 1.26 8.98 45 270 7 350 1.49 10.47 45 315 8 400 1.98 12.45 45 360

检测点统计深度范围参与统计试验个数试验击数试验击数标准值承载力特征值平均值标准差变异系数m n N120（击/10cm） σ δ N120k（击/10cm） fak（kPa）1.2-2.1 9 14.23 1.49 0.1 13.2 200 1 2.1-3.3 12 17.86 2.06 0.12 16.8 210 3.3-4.0 17 13.51 1.37 0.1 12.9 200 4.4-7.2 32 14.00 2 0.14 13.00 210

通过试验数据可知检测点在400kPa作用下最大位移量为12.45mm，满足规范和设计要求。

超重型动力触探试验数据如上表：

通过试验数据可知检测点在不同深度的承载力特征值均满足规范和设计要求。

5 结语

本次设计通过采用8000kN·m的高夯击能对路基进行处理，取得了良好的效果，通过检验数据发现强夯后的路基不仅表面的承载力达到设计要求，路基深处的承载力也达到了设计要求，这对市政管网建设具有重大意义，避免二次的路基处理增加造价。随着强夯施工工艺和机械的不断创新，强夯施工已广泛用于市政道路、公路、机场、房屋建筑等工程。