强夯法处理堆填土路基施工技术

强夯法处理堆填土路基施工技术
摘要：本文结合某市政道路一段新近形成的抛填土路基进行强夯处理的施工情况，介绍了强夯法对堆填土施工的技术措施、原理及方法，为相应的软基处理提供参考。

关键词：强夯法,堆填土
Abstract: Combining with a municipal road a newly formed the filled soil subgrade cast on the construction of the dynamic compaction treatment, this paper introduces the method of dynamic compaction pile of filling construction technical measures, the principle and the method for the corresponding soft foundation treatment are provided for the reference.
Keywords: dynamic compaction method, pile of filling
1、工程概况
某市政工程在K2+860-K3+260路基段，因人类工程为新近堆填土，堆土厚已达15~25m，堆填时间短，天然固结尚未完成，不宜作路基持力层。

设计要求对此段路基填土采用强夯法进行处理，强夯面在路面下6-9m处，强夯面积39788m2。

2、强夯原理
是用起重机将十几吨甚至上百吨的重锤吊起，从几米至几十米的高处自由落下，利用锤自由下落产生的强大动力冲击，多次对土体进行强力夯实，借以降低土的压缩性，提高土的承载力。

3、强夯设备选用
强夯法的主要设备包括：夯锤、起重机、脱钩装置等三部分。

根据填土性质选用平底面夯锤，面积2-4m2为宜。

夯锤重量选用与欲加固的土层的深度和落距有关，其关系式为：
式中：H—加固深度（m）
M—夯锤重力（kN）
h—落距（锤底至起夯面距离）（m）；
K——折减系数，与土质、能级、锤型、锤底面积、工艺选择等多种因素有关，一般粘性土取0.5；砂性土取0.7；黄土取0.35~0.50。

根据上述公式，并根据落距与加固深度选用锤重。

根据锤重和落距高度选用起重设备，在选用时要求设备稳定性好，行走方便，同时脱钩装置安全可靠灵活即可。

4、参数选择
4.1锤重与落距：锤重M（t）与落距h（m）是影响夯击能和加固深度的重要因素，它直接决定每一击的夯击能量。

根据本工程堆填土较厚及上述公式计算，点夯选用夯锤重25T，锤径φ2.60 m，落距为16m。

最后满夯时选用夯锤重13.5T，锤径φ2.10m，落距7.41m。

4.2夯击能：锤重M与落距h的乘积称为夯击能E（＝M×h），本工程点夯夯击能为4000KN·m，满夯时夯击能为1000KN·m。

4.3夯击点布置及间距
夯击点布置应根据不同软基形式和加固要求而定，对大面积软基处理，一般采用等边三角形、等腰三角形或正方形，本工程选用两遍点夯一片满夯。

点夯的夯点布置先为正方型，最后成形梅花型，满夯夯点布置为四夯中间搭一夯。

夯击点间距取决于加固土层厚度和土质等条件，对于加固土层厚、土质差，为防止相邻夯击点的加固效应在浅处叠加而形成硬壳层，影响夯击能向深部传递，间距适当选大点。

本工程点夯的夯点布置均为5m×5m的正方型，满夯纵横间距为1倍夯锤直径，点夯和满夯夯点分布如下图所示。

4.4 单点的夯击数与夯击遍数
采用2遍点夯施工，每点夯击次数为8~12击。

采用1遍满夯施工，初设单点夯击次数为3击。

单点夯击数应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足以下条件：最后两击的平均夯沉量不大于50mm，当单击夯击能量较大时不大于100mm；夯坑周围地面不应发生过大的隆起；不因夯坑过深而发生起锤困难。

每夯击点之夯击数一般为3~10击。

夯击遍数应根据地基土的性质确定，一般情况下，可采用2~3遍，最后再以低能量（为前几遍能量的1/4~1/5，锤击数为2~4击）满夯一遍，以加固前几遍之间的松土和被振松的表土层。

4.5两遍间隔时间：两遍夯击之间应有一定的时间间隔，以利于土中超静孔隙水压力的消散，待地基土稳定后再夯下遍，一般两遍之间间隔1~4周。

本工程由于堆填土土性不明，为保险起见，按渗透性较差的粘性土不少于3~4周考虑；同时在进行第二遍强夯前，用推土机将土推平，随即再进行夯击，满夯前也要推平后进行。

5、施工方法
5.1试夯：试夯的目的是判断强夯的适宜性和夯后地基所能达到的物理力学性质指标是否满足设计要求。

在单点夯试验的基础上，按设计确定的夯击能、夯击数和布点间距分遍施工，并控制最后两击的平均夯沉量满足设计要求，使地基土在水平和垂直方向均得到有效加固。

试夯过程中取得的施工参数将是指导施工的依据。

5.2施工顺序：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。

5.3施工工序：平整场地→测量放线→第一遍点夯→推平夯坑→测量高程→第二遍点夯→推平夯坑→测量高程→满夯→测量高程→竣工验收
5.4施工要点
（1）清理并平整施工场地。

（2）做好控制桩，将控制基准点设在固定不易改变的位置，用石灰标出每一夯击点的夯锤地面外围轮廓线，第一遍点夯的夯点布置为5m×5m的正方型。

并测量场地标高。

（3）起重机就位，夯锤对准夯点置于石灰线内。

（4）测量夯前锤顶相对高程。

（5）将夯锤起吊到预定高度，使夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶相对高程。

若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。

当夯坑过深起锤困难时停夯，向坑内填料至坑顶平，重新记录夯击面标高，如此反复直至满足收锤标准。

（6）重复步骤（5），按设计规定的夯击次数及控制标准，完成1个夯点的夯击。

（7）重复步骤（3）-（5），完成第一遍点夯全部夯点的夯击。

（8）用推土机将夯坑推平，并测量场地高程。

（9）清理并平整场地。

标出第二遍点夯夯点位置、布点。

第二遍点夯的夯点布置为5m×5m的正方型。

（10）重复步骤（3）-（5），完成第二遍点夯全部夯点的夯击。

最后成形为5m×5m的梅花型。

（11）用推土机将夯坑推平，并测量夯后场地高程。

（12）用低能量满夯，将场地表层松土夯实，测量夯后场地高程。

5.5 停夯及收锤标准
夯点的夯击次数，应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，并应同时满足下列条件：（1）最后两击的平均夯沉量之差<5cm；且坑周围土体隆起高度≤10cm。

若超过控制值则增加夯击次数，直至最后两击夯沉量之差及隆起高度满足设计要求。

（2）不因夯坑过深而发生起锤困难。

6、质量安全保证措施
6.1施工前查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因施工而造成损失。

6.2当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备会产生有害影响时，应设置监测点，并采取挖防振沟等隔振或防振措施。

6.3含水量较大的地段应在夯点附近设置50×50cm块片石盲沟，以利于孔隙水的排除和土体固结。

6.4施工时必须对每击夯锤落距，每点夯击次数和夯沉量及时、准确、完善的记录，并注意观察记录夯坑四周隆起的情况及孔隙水压力的变化。

在施工过程中，如发现路堤边坡有明显变形或隆起、夯沉量无明显收敛迹象、夯坑土体挤出明显、路基出现滑移现象、结构物出现裂缝、破坏现象等其它路基异常征兆，应停止施工并及时报请相关单位进行研究处理。

6.5施工前在施工图上对夯点进行编号，施工中对号进行夯击，防止漏夯，强夯区域的定位放线应根据建筑物轴线、夯点布置图用全站仪及钢卷尺进行放线，控制桩应引出强夯区域，并按设计要求用石灰放出夯点位置，经检查无误后方可进行施工。

6.6 夯击时，夯锤必须提高到设计高度，达到单位夯击能。

落锤须平衡，如有错位或夯坑倾斜过大时须用沙石将坑填平，再进行下一步夯击。

每次夯坑夯击中心距偏差不得大于10cm。

6.7强夯前，应及时将地表积水进行清除，在强夯过程中，应密切注意场地积水和天气情况。

随时掌握当地天气预报，对于夯坑已推平的场地要采取措施加以保护，防止雨水下渗。

降雨后不宜立即推平夯坑，采取挖沟排水把水排干后晾干，待夯坑晾干后再进行平整。

6.8 如实填写强夯记录，内容包括施夯日期、夯锤重量、落距、夯击数、每击夯沉量、原始地面标高、夯后地面标高、总夯沉量、记录人等。

结束语：强夯后采用瞬态瑞雷波试验测得有效加固深度达9m其密实度在0-2m深度范围内达到97%，在2-6m深度范围内达到94%，6-9m深度范围内达到93%。

在强夯过程中，没有发现路基变形、位移、隆起的异常现象，效果较好。

参考文献: 《地基处理手册》【中国建筑工业出版社】（ISBN7-112-00069-6/TU&#9642;37）。