强夯在高路堤填筑上的应用_王钊

平均
!$ **/0 *4/1 *5/3 *+/# *0/+ *0/0
". 10/2 1+/5 1$/* 3+/2 1$/5 1*/4
!$ *0/3 *0/0 *4/+ *4/4 *4/* *4/3
". 1+/+ 13/4 14/3 34/4 1+/3 14/4
!$ *0/$ *0/# *0/1 **/5 *+/5 *0/*
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主 夯 和 间 夯 # $$$ %&・ 锤重 !强夯能级： ’（ 落距 *4/+ ’） 。"单点击数： 主夯不少于 1 击， *+$ %&， 间夯不少于 5 击， 要求最后 4 击， 每击夯坑沉量 ! 满夯 4 击。 ・ 锤重 *+$ + .’； #满夯能级为 * $$$ %& ’（ 落距 5/2 ’） 。 $ 夯点间距： 主夯和间夯正方形布 %&， 置， 边长 0 ’； 满夯锤印相切。 % 夯击遍数： 其中 0 遍， 第 4 遍为间夯， 即在每个 *， # 遍为跳行夯击全部夯点， 主夯点之间补一夯点， 第 0 遍为满夯。 & 填土厚度 ! + ’； ’含水量范围为 2/$ - 6 *1/$ -。
-#.
#
排水袋装砂井
路堤地基位于冲沟底部，冲沟有常年迳流， !$$$
年 9 月底测得流量为 25221 : ;， 在路堤中心线附近潜 入地基， 部分沟底形成沼泽。据 1 月 !1 日 1 个钻孔和 地基土为黄土状粉质粘土， 局部 # 个探井的资料表明， 取出淤泥质粘土， 含钙质结核， 呈黑灰或灰绿色， 有臭 约 % 4 以下土质为硬 味， 地下水位在地表下 15& 4 处，
第 #9 卷第 1 期
岩
土力学#源自2# 年 = 月FBG6 *), HBIC ’(GJ*)IG;
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强夯在高路堤填筑上的应用
王
# 钊 !， ，姚政法 9，范景相 1
武汉 （ !5 武汉大学 土木建筑工程学院， 湖北
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#$$# 年
量
取样深度
・ !" 夯点（ # $$$ %& ’）
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・ )" 夯点（ * +$$ %& ’）
," 分层碾压 !$ *4/+ *4/# *4/* *0/5 *4/5 ". 2+/1 3*/0 32/+ 10/4 30/3
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（ ； 。 &’） $ 为落距（ #） 停夯标准、 夯点间距、 遍数、 填土厚度， 适宜的含水 量 等。通过选择合适的设计参数使夯后要求深度范围内 土的特性指标达到设计要求。 例 如 压 实 度 （ 或干密 度） 、 地基承载力达到设计值。在缺乏上述参数的设计 公式的情况下， 只能根据经验初选设计参 数 ， 然后在 现场进行小面积的试夯，检验是否能达到设计要求， 并决定能否大面积推广。填土的特性指标（ 平均值） 列 于表 $ 和表 (。 完成的试夯（ 见图 !） 主要有以下 ( 组：
/- ,AA’*$,1*&- &( .:-,B*$ $&BA,$1*&- 1& A’,$2B2-1 &( , %*5% 0&,. 2BM,-NB2-1 H*1% , %2*5%1 &( ;!B *- I3-$%2-5O #,-B2-J*, 2JA0299H,: H,9 *-10&.3$2." D%2 0293’19 &( B&-*1&0*-5 .30*-5 .:-,B*$ $&BA,$1*&- ,-. *- 1%2 ’&-5 A20*&. ,(120 $&BA,$1*&- H202 ,-,’:P2. ,-. $&BA,02. H*1% 1%&92 &( 0&’’20 $&BA,$1*&-" Q1 *9 &M+*&39 1%,1 .:-,B*$ $&BA,$1*&- %,9 9&B2 ,.+,-1,529 93$% ,9 %*5%20 .25022 &( $&BA,$1*&-6 H*.20 93*1,M’2 0,-52 &( H,120 $&-12-19 ,-. %*5%20 $&-9103$1*&- 9A22. &+20 1%2 0&’’20 $&BA,$1*&- ,-. $,- M2 9A02,. *- B,-: %*5% A’,$2B2-1 A0&F2$19" Q- ,..*1*&-6 1%2 ,AA’*$,1*&- &( (,M0*$O2-$’&92. 9,-. .0,**- 102,1B2-1 &( &+20H21 (&3-.,1*&- &( 0&,. 2BM,-NB2-1 H,9 ,’9& *-10&.3$2." .:-,B*$ $&BA,$1*&-； 0&,. 2BM,-NB2-1； A’,$2B2-1
（ 改用 #）原设计在过湿土地基上铺砂石料强夯， 砂井后， 将多备砂石料铺于砂井范围顶部。 （ 其余强夯。 4）第一层约一半面积分层碾压， （ 0）为赶工期第 0 6 5 层约一半宽度的中央范围 采用分层碾压。 含水量偏高， 碾压无法进行， 从第 2 （ +） 因阴雨，
6 ** 层的中央范围内全部采用强夯。
运 城—三 门 峡 高 速 公 路 是 山 西 省 南 大 门 的 咽 喉 路段， 沿途山高沟深， 地形地貌复杂。在高填方路段常 遇到沟底过湿软土、 承载力低， 而填筑的 "# 黄土具有 湿陷性， 含有钙质结核等不良地质现象。在高路堤填 筑中， 因碾压分层过多， 不易控制质量， 有可能引起路 面工后沉降大， 路基承载力不足， 甚至导致边坡失稳。 强夯是一种地基处理方法， !$%& 年 由 法 国 逐渐发展到用 / 0 12 3 的夯锤， 从 !2 0 ’()*+, 首创 - ! .， 高度自由下落， 反复夯击地基， 从而提高地基深 #& 4 层土的密实度和承载力， 减小湿陷性。该法适用于粉 质粘土、 砂土和碎石土地基 ， 对饱和粘土应慎用。将
!
概
述
的冲沟， 沟底有小溪和积水， 如用分层碾 压 的 方 法 施 工较为困难， 且周期长。经反复比较， 并进行了现场试 验， 采用了袋装砂井处理过湿土地基。其上每层填土 厚度达 15/ 4， 主夯单击能量为 # 222 67 ・ 填土的含 4， 水量为 % 8 0 !$ 8， 均达到了压实度的设计要求。 施工 中还进行了碾压和强夯两种方法的对比。
第*期
王
钊等： 强夯在高路堤填筑上的应用
*44
塑。 局部具有 !% 个黄土试样的湿陷系数最大为 %.%,%， 轻微湿陷性。 因路堤高达 *! #， 地基的最大压力大于 /%% &01， 不宜用桩基础或碎石桩复合地基处理， 用砂井可加速 地基排水固结， 为配合强夯布点， 采用了较 大 砂 井 间 距（ 为 ( #） ， 正方形布置， 井径 ! 2 为 %.! #， 深度大于 穿透富含水层。砂井用土工布缝制成袋， 在现场 - #， 灌中细砂（ 当地缺粗砂） ， 钻孔后立即插入孔中。在地 表用 %.* # 3 %.* # 截面的砂沟将砂井联结并导出堤 外。共布置 (*4 孔砂井。按一维固结理论计算得， -# 厚过湿土地基的最大压缩量为 4- )#，假设路堤荷载 瞬时施加， 施加后不同时期的固结度和沉降量列于 表 !。
强夯法用于高填方路堤的加固尚 属 首 次 尝 试 ， 在 运 城—三门峡高速公路张店镇附近，需填筑深达 1! 4
收稿日期： #22!<2%<#%
资助项目： 运城—三门峡高速公路建设有限责任公司和山西省交通厅 $$<9/ 科技项目经费资助的成果。 作者简介： 王钊， 男， 博士， 教授， 博士生导师， 从事土工合成材料应用、 非饱和土特性、 地基处理和有限元分析方面的研究。 !$1& 年生，
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量
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强夯试验和强夯设计
目前还没有可应用的强夯设计公式， 比较公认的
梅纳公式只是说明主夯单击能量和影响深度的关系， 至于影响深度的概念也不明确， 有的称其为有效加固 深度，但并非说明该深度范围 内 干 密 度 达 到 设 计 要 求。梅纳公式的修正形式如下：
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式中
! !%
#$
（ !）
； " 为影响深度 （ #） ! 为修正系数； # 为锤重 强夯的设计参数除了 # 和 $ 外， 还有击数， 单点