强夯地基技术规程(强夯法在高速公路软土路基中的应用)

Posted 2023-05-25

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强夯地基技术规程(强夯法在高速公路软土路基中的应用)

强夯法在高速公路软土路基中的应用

[摘　要] 本文详细介绍强夯法在江苏宿淮高速公路SH-SQ5标软土路基中的具体施工方法和施工中存在的问题及有效的处理方法。

[关键词] 强夯标准贯入法瞬态瑞利波

1 前言

强夯法是一种将较大的重锤（一般约为80KN-400KN，甚至达2000KN）从8m-20m高处自由落下，对较厚的松软土层进行强力夯实的地基处理方法，亦称为动力固结法。该法于1969年在法国开始使用，并很快在各国得到推广。起初仅用于加固砂土和碎石土路基，经过数十年的发展，它也适用于杂填土、砂土、粘土类土、湿陷性黄土等地基的加固，效果较好。对于饱和软粘土（淤泥及淤泥质土），有时在试验证明有效时也可使用。实践证明强夯法是一种较好的地基处理方法，它是有工艺简单、施工速度快、费用低、适用范围广、效果好等优点。

强夯加固机理是重大夯锤下落对土层施加巨大冲击能量在地基土中产生很大的应力和冲击波。当作用于非饱和土时，随着夯击能量的转化，土层发生强制压缩和振密；在饱和无粘性土时，随着孔隙水压力的增大，使土体产生不同程度的液化继而密实压缩；对饱和细粘土在夯击能量作用下土体产生超孔隙水压力如土体结构被破坏，土颗粒间出现裂隙，形成排水通道，渗透性改变，随着孔隙水压力消散土开始密实，抗剪强度，变形模量增大。

强夯的有效加固深度，我国采用Mendard经验进行修正后的估算公式：

H=α*（Mh）0.5

式中H—有效加固深度（m）

M—锤重（KN）

h—落距

α—对不同土质的折减系数，一般对粘性土取0.5，砂性土取0.7，黄土取0.35-0.5。根据实际情况本标段采用0.53。

本文详细介绍强夯法在宿淮高速公路SH-SQ5标软土路基中的具体施工方法和施工中存在的问题及有效的处理方法。

2 工程简介

宿淮高速公路SH-SQ5标位于江苏省宿迁市泗阳县境内，起止桩号为K137+000～K148+600，全长11.6公里。该标段位于黄泛冲积平原区，不良地质现象为可液化土和软土，部分路段呈上部分布可液化土，下部分布软土的双层结构。严重液化土路段填土高度大于4M的路基一般采用强夯处理。该标段强夯处理20多万平方米。

3 强夯施工工艺

本文以K139+284～K139+550强夯地基为例，介绍强夯施工工艺。该段软土路基的强夯夯击能为1500KN.M，夯点间距为3.5m，击数为5击，碎石垫层为0.5m,有效加固深度6.5m,采用主夯、副夯和满夯三遍的施工方法。该软基的液化指数IIE =30.4，标贯击数如下表：

表贯点深度（m）	临界标贯击数NC	备注
1.3	6.8	液化
3.3	7.2	液化
5.3	7.9	液化

由以上试验可以看出该段为严重液化地基。

3.1 清理并平整场地；

3.2 测量放线，测地面整平后标高；

3.3 铺设碎石垫层0.5m，并按正方形，间距为3.5m布置主夯点；

3.4 施工机械为建设海鸥25T覆带式吊机，夯锤为12.3t, 锤底面积为2.92m 2, 根据有效加固深度的经验公式，落距高为12.5 m.

3.5 做好现场记录，对每夯点的夯点击能量，夯击次数及沉量作好详细记录。

3.6 主夯完成后，静置72小时以上，用推土机将夯坑填平，重新放线布副夯点，在各主夯点位中间穿插夯实；在副夯完成后，静置72小时以上，用推土机将夯坑填平，进行满夯，满夯时采用夯印彼此搭接1/4连续夯击。

3.7 夯完后推平测量地面高程，并整理施工记录。

3.8 强夯施工工艺流程如下：

施工工艺流程图

4 强夯地基的质量控制

4.1 在施工过程中必须及时把夯坑中渗出的水排出，否则将影响下一道工序，而且将来对路基的沉降影响比较大；

4.2 主、副夯和满夯之间的间歇时间，应由孔隙水压力消散时间来确定,原则上静置时间越长越好;

4.3 本段强夯施工过后,路基中含水量大,形成了橡皮碎石土,无法进行下一步施工.在不影响有效加固深度的情况下,将强夯段横向间隔十米挖50cm左右的排沟,把渗透上来的水排出,静置五、六天，然后推平,再用犁翻晒,然后用压路机压实不再出现弹簧现象为止易，接着做一层灰土，掺石灰的量比设计要高出1～2个百分点，从施工中来观察此处理方法简单有效。

5 强夯地基的质量检验

对强夯加固效果的检验可采用原位勘测的方法,如现场十字板、动力触探、静力触探、荷载试验、波速试验等。本段强夯进行标准贯入试验和瞬态瑞利波检测。

5.1 k139+284-k139+550段地基土全芯取样地层描述，将该段落7.5m以浅土层情况列表如下：

深度（M）	图形描述
0.0～4.5	黄色亚砂土，松散～中密状态
4.5～6.6	浅灰色、黄色亚砂土，中密～稍密状态，局部松散
6.6～7.5	褐黄色淤泥质土，流塑状态～软塑状态，含粉砂

5.2 检测情况

5.2.1 地基土标准贯入基数及统计分析

5.2.1.1 地基土标贯击数分层统计

标贯点深度	各孔标贯实测击数（N63.5）
标贯点深度	ZK651	ZK652	ZK653	ZK654	ZK655	ZK656	ZK657	ZK658
0.70～1.00	9	8	9	8	8	9	7	8
1.70～2.00	8	11	9	13	12	12	13	8
2.70～3.00	14	14	14	14	17	15	15	15
3.70～4.00	17	15	16	19	20	19	16	13
4.70～5.00	15	17	15	15	5	12	10	10
5.70～6.00	10	14	14	10	9	8	15	16
6.70～7.00	3	3	3	3	3	4	3	3
7.20～7.50	7	7	3	3	3	4	3	3

标贯点深度	标贯击数统计
标贯点深度	范围值	平均值	统计数	标准差	变异系数
0.70～1.00	7～9	8.3	8	0.71	0.09
1.70～2.00	8～13	10.8	8	2.12	0.20
2.70～3.00	14～17	14.8	8	1.04	0.07
3.70～4.00	13～20	16.9	8	2.36	0.14
4.70～5.00	5～17	12.4	8	3.93	0.32
5.70～6.00	8～16	12.0	8	3.07	0.26
6.70～7.00	3～4	3.1	8	0.35	0.11
7.20～7.50	3～7	4. 1	8	1.81	0.44

5.2.1.2 地基土标贯击数与临界标贯击数比较

表贯点深度（m）	临界标贯霹数NC	桩间土平均标贯击数	处理效果
1.3	6.8	8.3	＞NC
3.3	7.2	14.8	＞NC
5.3	7.9	12.4	＞NC

5.3 地基土瞬态瑞利波检测成果

瞬态瑞利波波速分层统计表

深度（m）	桩间土mj222 Vs(m/s)	桩间土mj223 Vs(m/s)	桩间土mj224 Vs(m/s)	桩间土mj225 Vs(m/s)	桩间土mj226 Vs(m/s)	桩间土mj227 Vs(m/s)
0.0～2.5	123	112	90	113	98	88
2.5～7.2	186	148	159	138	157	175
7.2～10.0	162	138	154	123	176	166

深度（m）	平均剪切波速
深度（m）	Vs(m/s)
0.0～2.7	131
2.7～6.7	167
6.7～10.0	135

5.4 该段强夯地基检测分析

5.4.1 根据4个标贯入孔检测结果，1.3m、2.3m、3.3m、4.3m、5.3m、6.3m,同深度平均标贯击数均大于临界标贯击数，达到检测要求。

5.4.2 地基瞬态瑞利波测试结果2.7m以浅亚砂土波速偏低,建议在后道工序中采取堆载预压等方法对地基进行加固,确保加固的效果。

参考文献：

【1】《公路路基施工技术规范》，JTJ033--95

【2】《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》，JTJ017--96