强夯法加固某高速公路粘土填方路基试验研究

张 听

枣庄市市中区公路局（277100）

某高速公路地形类别为山岭重丘区,工程道路路基为原始地基上回填粘土形成填方路基,填方厚度一般在3～8m左右。粘土填方路基承载力低，且填方时间短，土体处于欠固结状态，若不采取合适的地基加固方法进行路基处理，不仅承载力不能满足车辆运行要求,而且其工后沉降将会相当可观。

强夯法由于设备简单、施工易行、节约三材、效果明显等诸多优点，目前已广泛用于公路填方路基加固工程。本工程大面积路基加固拟采用强夯法施工,但由于强夯法的设计理论远远落后于实践应用,对于具有特定场地条件的工程项目，其施工参数的选择应通过试验区的施工及相应的效果检验来确定。

试验区位于K10+100～K10+200段，分A、B两个小区，面积均为24 m×30m，为避免夯击时相互影响，两小区之间的间隔距离为10m。每个试验区施工之前均安排了单点夯试验，以确定合理夯击次数。

1 试验区地质条件

试验区填方高度为6m左右，填方为褐黄色粉质粘土，软塑～流塑状，原始承载力为80～100 kPa。填方下原始地层主要为第四系全新统人工填筑土，松散～中密状。

2 地基加固要求

强夯处理后,路基在强度和沉降方面应该满足如下设计要求:1）有效加固深度不小于6m。2）表层0～4m内地基承载力标准值fk≥150 kPa，4～6m内地基承载力标准值 fk≥120 kPa。3）加速填土层的主固结沉降，增加填土路基的均匀性和刚度，减小路基的不均匀沉降。4）工后沉降不大于20 cm，不均匀沉降不大于1%。5）路基压实度要求:振动碾压后填土面以下0～80 cm压实度不小于95%;填土面以下80～150 cm压实度不小于93%；填土面以下150 cm压实度不小于90%。

3 现场测试内容

1）地面沉降、夯坑沉降观测。在各试验小区布置3m×3 m的地面沉降测点方格网，测量强夯前和每遍强夯后的地面平均沉降情况。在试验小区单点夯处，量测每击引起的夯坑沉降，以动态了解土体加固效果和夯实情况，确定最佳夯击次数。

2）孔隙水压力观测。强夯试验前埋设孔隙水压力探头。孔隙水压力计在每一试验小区中心各埋设1组,埋深分别为1.5m、3.0m和6.0m。在强夯试验期间对超静孔隙水压力进行实时动态观测，以便分析强夯有效加固深度,合理确定两遍强夯之间的间隔时间。要求前一遍强夯引起的超静孔隙水压力消散率大于90%以上后，方可进行下一遍强夯施工。

4 施工流程

试验区强夯施工的流程为:

清理整平场地→测点放点→第一遍点夯推平→第二遍点夯推平→小区第一遍普夯推平→小区第二遍普夯推平→低能量满夯推平→分层填土→振动碾压至设计标高→检测验收。

5 大面积施工时的注意事项

1）大雨天和下雨前不得进行强夯施工。在强夯施工中，如发现要下雨应及时对夯坑进行掩埋或覆盖,并作好排水设施，排除表面积水。这是因为:①含水量过大时,由于土壤颗粒间具有较为丰富的水分，在强夯巨大的夯能作用下，土壤容易产生弹簧现象，水分和粘性填料结合在一起，更不易风干和压实，会出现夯击坑周边隆起、边坡鼓包等现象，反而使路基出现质量病害；②由于强夯后，在填料表面出现一个个深达数十厘米的夯坑，如果不进行及时的推平碾压，这些夯坑极易成为雨水汇集的地方，为后续施工造成困难，应该引起施工、监理单位的高度重视。2）强夯施工的合适顺序为:先两边，后中间。即在同一排(横向)强夯施工时，先施工靠近路肩的夯点，再施工中间的夯点。3）注意吊车、夯锤附近人员的安全。为防止飞石伤人，吊车驾驶室应加防护网。起锤后，人员应在10m以外并戴安全帽，严禁在吊臂前站立。吊车就位后一定要检查门架是否平稳。4）正式开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单击夯击能量符合要求。5）由于强夯施工的特殊性，施工中所采用的各项参数和施工步骤要符合设计要求,因为施工结束后很难进行检查，要求施工中对各项参数和施工情况进行详细记录。6）每遍夯点、夯击次数和落距要严格控制，杜绝发生降低夯能、少夯、漏夯等现象。7）施工中，强夯施工单位应加强观测。在发现下列情形时，应停止施工并及时通知监理、设计单位:①路堤边坡有明显的变形或隆起;②强夯夯沉量无明显收敛迹象，夯坑土体挤出明显；③路基出现滑移迹象；④结构物出现裂缝、破坏现象；⑤其它路基异常征兆。

6 结束语

由于软粘土具有较强的结构性，传统强夯工艺“先重后轻”的加能方法容易导致软粘土自身结构性的过度破坏。试验遵循了“先轻后重，逐级加能”的原则，试验结果表明，运用这一强夯新工艺加固软粘土地基可以取得令人满意的效果。

[1]李九林,贾乃康.强夯法在加固高速公路软弱和液化地基中的应用[J].铁道标准设计,2004,(6):54-55

[2]地基处理手册编写委员会.地基处理手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2000