路基處理中強夯法的應用

強夯法适用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基，可以有效地提高地基強度，降低壓縮性，提高土層均勻性，減小地基不均勻沉降。目前強夯法已在許多工程中得到了運用并取得了良好(hǎo)的社會(huì)效益和經(jīng)濟效益。

1、強夯法作用機理及加固地基深度

1.1 強夯法作用機理

強夯工程中，土體中因含可壓縮的微氣泡，而産生幾十厘米的沉降，土體産生液化，使土的結構破壞，強度下降至**值，随後(hòu)在夯擊點周圍出現徑向(xiàng)裂隙，成(chéng)爲加速孔隙水壓力消散的主要通道(dào)，繼而因黏性土的觸變性，使使土基的強度得到恢複和增強。這(zhè)一過(guò)程無法用傳統的固結理論解答，因而就(jiù)有飽和土是可壓縮的重要機理。

現有研究成(chéng)果表明，由于土中有機物的分解，第四紀土中多數含有以微氣泡形式出現的氣體，含氣約1%～4%，強夯過(guò)程中，氣體體積被(bèi)壓縮，加上孔隙水被(bèi)擠出，兩(liǎng)者體積有降低。重複夯擊作用，氣體被(bèi)壓縮接近于零時(shí)，土體變成(chéng)不可壓縮，相應的孔隙水壓力上升到與覆蓋壓力相等的能(néng)量級時(shí)，土即産生液化，吸附水變成(chéng)自由水，土的強度達到**值，繼續施加外界能(néng)量，對(duì)強度提高無效，需要停止夯擊，等待強度恢複。這(zhè)就(jiù)是爲什麼(me)兩(liǎng)遍夯擊之間應有**間隔時(shí)間的原因，間隔時(shí)間取決于土中的超靜孔隙水壓力的消散時(shí)間，對(duì)于滲透性較差的黏土地基，間隔時(shí)間不應少于3～4周，對(duì)于滲透性好(hǎo)的地基可連續夯擊。在土中超孔隙水壓力消散的同時(shí)，夯點四周形成(chéng)有規則垂直的裂縫，出現湧水現象。當孔隙水壓力消散到小于土粒間的側身壓力時(shí)，裂隙即自行閉合，土中水的運動又恢複常态。随著(zhe)孔隙水壓力的消散，土的抗剪強度和變形模量有了大幅度增長(cháng)，從而提高了地基強度，降低壓縮性，提高土層均勻性，減小了地基不均勻沉降，這(zhè)就(jiù)是強夯法的作用機理。

1.2 強夯法加固地基深度

經(jīng)過(guò)各種(zhǒng)土質地基的工程實踐，利用數理統計技術，多次修正後(hòu)得到強夯加固深度公式爲：z=aMH。

其中，z爲加固深度，單位爲m；M爲錘的重量，單位爲t；H爲落距，單位爲m；a爲系數，a和土質層厚有關，細粒土爲0.5，粗粒土爲0.6，地下水位較低時(shí)爲0.7，高填土、棄方（無水）爲0.8。

2、工程實例

我公司在承攬省道(dào)201白水城區道(dào)路時(shí)，在路基處理中采用了強夯法。該道(dào)路在樁号K0+000～K0+540段，場地土在勘探深度（6.0m）範圍内主要由新近堆積的雜填土（建築垃圾）（規程時(shí)間約4個月左右）構成(chéng)；在樁号K0+540～K0+900段，場地土爲濕陷性黃土。

2.1 地質情況

道(dào)路K0+000～K0+540段，現狀場地土在勘探深度（60m）範圍内主要由新近堆積的雜填土（建築垃圾）（規程時(shí)間約4個月左右）構成(chéng)。含有大量的磚塊、灰渣、水泥塊等，成(chéng)分極其雜亂，不均勻，結構松散。

道(dào)路K0+540～K0+900段，現狀場地土爲：第①層爲第四系全新統早期沉積的濕陷性低液粉土（粉土），黃褐色，稍濕，中密，具濕陷性，濕陷性程度爲Ⅱ級。第②層爲第四系全新統早期沉積的低液限粉質黏土（粉質黏土），黃褐色，可塑，稍顯光滑，無搖振反應，幹強度中等，初度中等。

2.2 強夯法設計要求

（1）夯錘先用圓柱體，夯擊能(néng)量1000kN·m，夯點間距爲5.0m，正方形布置，夯錘重100kN，落地距爲10m，道(dào)路夯擊範圍爲填方路基坡腳外5m，亦即坡腳外再布置一排夯點；（2）夯擊遍數爲3遍，2遍跳夯，1遍滿夯（2遍夯擊應适當間隔**時(shí)間）。第2遍夯中點位于**遍夯擊點之間，第3遍滿夯時(shí)要求錘印搭接；

（3）每遍夯擊錘數：按**兩(liǎng)擊平均夯沉量不大于50mm；

（4）夯坑周圍地面(miàn)不應發(fā)生過(guò)大的隆起(qǐ)；

（5）不應夯坑過(guò)深而發(fā)生起(qǐ)錘困難：

（6）通過(guò)試夯确定換填1.5m厚雜填土需要的挖方深度。

2.3 強夯法施工要求

（1）強夯施工前，應清理并平整施工場地，并查明場地範圍内的地下構築物和各種(zhǒng)地下管線的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因強夯施工而造成(chéng)破壞。

（2）當強夯施工所産生的振動對(duì)鄰近建築物或設備産生有害的影響時(shí)，應采取設置隔振溝等防振或隔振措施。

（3）強夯開(kāi)始前，檢驗夯錘是否處于中心，若有偏心，注意校正。

（4）檢查車況，由吊車指揮進(jìn)行對(duì)中，超吊，輕放等練習。

（5）爲了間接了解預處理的地基土情況，驗證設計施工參數的可行性，決定在大面(miàn)積施工前選取有代表性區域進(jìn)行現場單點夯擊能(néng)試驗，以确定和優化設計施工參數，選取合适的夯擊能(néng)量、單點夯擊數、夯擊遍數等。

（6）結合工程地質勘察報告，根據場地含水量大小、雜填土以及濕陷性黃土百度和設計施工等，在場地選擇幾個不同區域的進(jìn)行單點夯擊試驗。

（7）通過(guò)分别布設在4個不同方向(xiàng)上跨度夯點不同跨度的觀測樁在夯擊過(guò)程測量數據的變化，計算和分析夯擊過(guò)程地基土被(bèi)有效壓縮以及夯坑周圍土體的隆起(qǐ)情況。

（8）夯機就(jiù)位，夯錘中心對(duì)準夯點位置；錘要平，下落方向(xiàng)準确，不得打仿或移位，若發(fā)現因坑底傾斜而造成(chéng)夯錘歪斜時(shí)，應及時(shí)將(jiāng)坑底整平。根據設計單擊夯能(néng)及錘重确定落距。

（9）每擊夯沉量及周圍土體隆起(qǐ)情況的觀測。

（10）冬季施工，首先應將(jiāng)凍土擊碎，然後(hòu)再進(jìn)行夯擊。

2.4 夯後(hòu)檢測要求（檢測在施工後(hòu)3周左右進(jìn)行）

在樁号K0+000～K0+540雜填土段，強夯結束後(hòu)，利用靜載爲18～21t的振動壓路機對(duì)場地表層松土碾壓幾遍後(hòu)，再進(jìn)行檢測，利用水準儀進(jìn)行觀測，要求**兩(liǎng)遍碾壓的輪迹差小于5mm，滿足要求後(hòu)方能(néng)進(jìn)行下一步路基土的施工。

在樁号K0+540～K0+900濕陷性黃土段，強夯結束後(hòu)，按照規範要求每1000m2面(miàn)積内的各夯點之間任選一處，自夯擊終止時(shí)的夯面(miàn)起(qǐ)至其下4～5m深度内，每隔1m取1～2個土樣(yàng)進(jìn)行室内實驗，測定土的幹密度、壓縮系數和濕陷系數以及土的壓實度，從而判斷其是否存在濕陷，滿足要求後(hòu)方能(néng)按照中期要求進(jìn)行下一步施工。

對(duì)于黃土段路基，爲了對(duì)夯後(hòu)中期加固效果和承載力進(jìn)行評價，可以進(jìn)行标準重型動力觸探方法來确定其承載力。場地土在強夯施工前地基承載力爲120kPa，強夯結束後(hòu)，其變分法力達到200～295kPa不等，比夯前均有了不同程度的提高。

3、結語

該項工程證明，強夯法是處理濕陷性黃土及雜填地基的有效途徑之一，通過(guò)合理選擇施工參數，做好(hǎo)夯擊時(shí)的标高等數據觀測，應用數理統計技術根據觀測數據繪制曲線圖進(jìn)行分析，以控制合适的夯擊能(néng)及夯擊數，能(néng)有效地改善地基各項物理力學(xué)性能(néng)，使土體有效固結，減小孔隙比，降低含水量，改變壓縮系數和濕陷系數，加快地基土的前期固結沉降，滿足工程對(duì)地基承載力的不同要求。

 

 

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