市政道路加宽段强夯处理效果分析

沈建东 沈 捷

0 引言

随着交通运输量的增加，不少公路的通行能力难以满足运营要求，需要进行改造。对旧路进行加宽是一种技术可行、节省投资、减少占地的方法。然而旧路路基在路堤和交通荷载的作用下通常已达到固结稳定，而新路基则会产生固结沉降，因此采用地基处理技术减小差异沉降是旧路加宽段的主要问题[1，2]。

强夯法又称动力固结法，通常是采用80 kN～300 kN的重锤，起吊到6 m～30 m的空中自由落下，冲击地面的地基加固方法。在适当的地基土层的条件下使用强夯法，可使地基的压缩性降低，承载力得到提高[3]。本文结合启东和平北路旧路加宽工程，分析了强夯法在处理旧路加宽的工程效果。

1 工程概况

启东和平北路改造公路的软土厚度不大，一般软土深度不大于8 m，底面埋深大多为6 m～7 m，且含砂量较大、夹砂层较多，施工路段与附近建筑物距离较远，适于采用强夯法加固。为了对该路段强夯效果进行评价，选取其中的150 m作为强夯测试段。

测试段使用的夯锤重量为100 kN，直径2.4 m。先进行两遍点夯，落距10 m，击数为4击，夯点间距为8 m，正三角形布置，每遍间隔3 d。之后进行两遍满夯，落距4 m，击数为3击，夯点搭压1/4夯锤直径，每遍时间间隔21 d。

2 强夯处理效果测试方案

为了选择地基加固的具体处理方案以及检验测试段强夯处理效果，本次研究中主要进行了地基孔压监测、强夯前后室内土工试验和原位试验等测试。孔压计的布置位置如图1所示。

3 强夯处理效果分析

图2为强夯的不同阶段地基中的孔压等值线图。从等值线图中可以看出，单点夯击时孔压随水平距离的增大逐渐减小;而随着深度增加却是先增加再逐渐减小，在3 m深度处出现峰值，其原因是孔压沿0 m～3 m深度增加是因为浅层土含水量较低，并且3 m以上没有布置孔压计、等值分布图生成时取地面夯击中心处孔压为0所致。从图2a)～图2d)中4击后瞬时孔压等值图看，孔压在前4击是逐渐增加的，而最后两击孔压等值图变化不太大，说明孔压增幅变缓，这也与时程曲线变化一致。而从图2e)的等值线可以看到，强夯9 h以后，孔压已有了较大幅度的消散。因此，强夯的间歇时间不必取得很长。

对比图2f)与图2d)孔压等值分布图也可以发现，整个测试深度区域内孔压消散均很快。因此，夯击时各遍之间安排时间间隙较短是合理的。对比图2g)与图2f)孔压等值分布图发现，满夯后的孔压分布值较之点夯更大，说明满夯对场区土体孔压变化、固结的作用更为明显。

图3为孔隙比的变化，其变化规律反映了强夯后孔隙比的减小;从深度上看，变化范围均达到或接近9 m，由于强夯后会伴随有侧向排水现象，从结果可见强夯后地基孔隙比减小约0.11，表明了强夯明显的效果。

从强夯前后地基土体标贯基数的变化可以看出，土体的承载性能得到了明显的提高，设计参数下加固影响范围可以达到地面下9 m深处，因此加固效果是明显的。

4 结语

通过以上试验分析，可得出对强夯加固效果和设计施工参数评价:1)在本路段地基土基本为粉细砂的条件下，采用强夯法进行处理，技术可靠，工艺合理，承载力完全可以达到设计要求;2)强夯法对本路段的影响深度可以达到夯击点面下8 m～10 m;对普通路基而言，采用动力固结法处理可满足一般路段的设计要求;3)夯击能、夯击遍数、夯点间距等设计施工参数是合理的，根据孔压测试的情况，各遍夯击之间的间隔时间虽较短，也是适宜的，未对施工造成不良影响;4)结合沉降数据的监测情况，发现经强夯法处理后，该路段路基沉降很小。因此应当可以满足新老路堤差异沉降的要求，估计工后沉降要求也应满足。

[1] 陈 磊，刘汉龙，陈永辉.高速公路拓宽工程地基处理效果的数值分析[J].岩土力学，2006，27(11):2066-2070.

[2] 孙 杰.软土地基高速公路拓宽工程变形特性研究[D].南京:河海大学，2005.

[3] 钱家欢，殷宗泽.土工原理与计算[M].北京:中国水利水电出版社，1996.