置換強夯在軟弱地基加固施工中的應用
2015-06-09
1引言
強夯法又稱動力固結法，是在重錘夯實基礎上創(chuàng)造的一種動力加固地基的方法。它使用吊升設備將很重的錘使其自由落下，產(chǎn)生巨大的沖擊能量作用于地基，給地基以沖擊和振動，從而在一定范圍內(nèi)使地基的強度提高，壓縮性降低，改善地基的受力性能。經(jīng)過幾十年的應用，證明該方法的適用性強，加固效果顯著。本文對強夯法在安康市濱江大道三期工程軟弱地基加固施工中的應用進行探討。
工程特點
安康市濱江大道三期建設工程位于漢江江北，施工范圍包括道路、提防、路基、營業(yè)用房、給排水、涵洞等工程。因為施工區(qū)域緊靠漢江北側，大部分回填區(qū)域都處于水下，水坑中多為淤泥、淤質軟土等。
3 置換強夯方案的確定原則
本工程施工區(qū)域內(nèi)大型采砂船開采及洪水造成的流塑態(tài)淤質軟土大量存在，深度介于1~3m，且均位于水位線以下，清理換填難度大。如采用振沖法擠密，樁機就位需大量換填，且粗骨料（卵石）之間夾雜大量流塑態(tài)淤質軟土，樁體無法成型，達不到擠密加固的效果，故采用擠密法加固的方案不可取。根據(jù)《堤防工程施工規(guī)范》SL260-985.3.2處理較厚層流塑態(tài)淤質軟粘土堤基，除堤身自重擠淤法外，目前尚無更有效、更經(jīng)濟的方法。而采用強夯法作為擠密方式具有利用堤身自重以及強夯夯擊能進行擠淤的特點，它的施工速度較快、易保證施工質量、造價經(jīng)濟，同時克服了堤身自重擠淤法施工速度緩慢的缺點。根據(jù)《公路路基施工技術規(guī)范》JTG F10-20064.2.3 填石路堤 ：Ⅰ、對于石灰?guī)r一般硬質巖，在路堤填筑區(qū)，最大粒徑宜控制在350~500mm，不均勻系數(shù)宜控制在15~20范圍內(nèi)較好，同時粒徑大于200mm的填料含量應控制在20%~40%，粒徑在20mm以下的填料含量應控制在10%~15%范圍內(nèi)。對于砂巖在路堤填筑區(qū)，最大粒徑宜控制在300~400mm，不均勻系數(shù)宜控制在15~20范圍內(nèi)較好，同時粒徑大于200mm的填料含量應控制在20%~30%，粒徑在20mm以下的填料含量應控制在10%~20%范圍內(nèi)。通過檢測結果顯示，漢江河道中砂卵石符合填石路基對填料粒徑的要求。綜上所述，選擇漢江河道中級配砂卵石作為工程填筑材料，擠密方式采用強夯法。
對于本工程來說，采用了漢江河道中的天然級配砂卵石作為填筑材料，直接填筑在水坑中的淤泥和淤泥質砂上，在強夯的作用下會起到置換和加固的作用。天然級配砂卵石的粒徑和孔隙率都比較大，在強夯的作用下，會給基底的孔隙水形成排出的通道。在強夯施工過程中，下部淤泥的空隙水壓力就可以得到消散，因此夯擊能不會被孔隙水壓力所吸收，從而使強夯效果達到預期的效果。而且在強夯的過程中，天然級配的砂卵石還起到了置換的作用，水坑底部的淤泥會在強夯作用下部分擠出填筑范圍，部分進入級配砂卵石的空隙之間，使淤泥在強夯作用下和砂卵石混合，達到固結的效果，從而保證路基填筑質量。
4 試驗區(qū)域和強夯參數(shù)的確定
強夯施工參數(shù)包括夯擊能、夯點的夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)、夯點間距、夯點布置、加固范圍和間歇時間，他們可以通過試夯確定。
本工程制定的試驗區(qū)處理參數(shù)以及試驗區(qū)檢驗初步結果如下：
?。?）試驗區(qū)處理參數(shù)及目的：試夯區(qū)共分3個區(qū)；夯擊能量：1800KN.m;夯間距：4.0m正方形排列；處理厚度：6～7m；強夯擊數(shù)：1區(qū)、6擊，2區(qū)、8擊，3區(qū)、10擊。本次試驗采用超重型重力觸探（N120） 進行試驗，試驗數(shù)量：1區(qū)、3點，2區(qū)、3點，3區(qū)、3點。試驗的目的：夯后碎石的地基承載力特征值及密實度滿足設計要求。
?。?）試驗區(qū)檢驗初步結果
Ⅰ承載力特征值
依據(jù)有關規(guī)范可采用下表取值：
1區(qū)：N120錘擊數(shù)4～31擊，平均9.5擊，承載力特征值可取300 kPa。
2區(qū)：N120錘擊數(shù)5～40擊，平均11.8擊，承載力特征值可取400 kPa。
3區(qū)：N120錘擊數(shù)5～44擊，平均10.8擊，承載力特征值可取400 kPa。
Ⅱ 密實度
密實度可采用下表得碎石土的密實度：
碎石土的密實度
1區(qū)：N120錘擊數(shù)4～31擊，稍密～極密。
2區(qū)：N120錘擊數(shù)5～40擊，稍密～極密。
3區(qū)：N120錘擊數(shù)5～44擊，稍密～極密。
通過試夯，確定強夯施工參數(shù)如下：（1）夯擊能：點夯夯擊能為1800KN·m，平夯為1000KN·m。（2）夯點間距：夯點間距采用4m×4m矩形布置。（3）夯擊遍數(shù)：點夯采用1800kN· m跳打夯擊，夯擊遍數(shù)為8-10擊；平夯采用1000kN· m夯擊，夯擊遍數(shù)為3擊。
5強夯檢測結果分析
強夯施工完成之后，經(jīng)陜西省建筑工程質量檢測中心對強夯回填的砂卵石進行N120動力觸探檢測，地基動探擊數(shù)為4～59擊，呈稍密～極密實狀態(tài)，達到工程質量要求。
6 結語
強夯法是目前基礎處理中一種行之有效的施工方法，強夯法適用的條件以及如何合理地確定有關參數(shù)就顯得十分重要。本文通過理論和實踐相結合，驗證了置換強夯在軟弱地基加固工程中的應用，總結了施工過程中采用置換強夯加固軟弱地基、處理基底淤泥及淤質軟土的施工方法。
