强夯置换法在杂填土路基处理中的应用

（２）施 工 简 单 、速 度 快 。 强 夯 置 换 法 施 工 机 具 设 备 简 单 ，只 需 起 重 机 和 夯 锤 ，另 配 置 挖 掘 机 即 可 ，效 率 高，施工速度快 。 ［６］ 本工程强夯只用了２０个工 作 日， 如采用挖除回填处 理，由 于 淤 泥 的 流 动 性，须 将 其 全 部挖除，外运垃圾近１０×１０４～２０×１０４ ｍ３，外运方 案 不 经 济 且 对 环 境 影 响 大 。 仅 清 运 垃 圾 就 要３０ｄ，且 换 填 需 采 用 灰 土 ，施 工 对 周 边 市 民 生 活 影 响 大 。 采 用 预 制 桩 方 案 ，由 于 基 底 为 基 岩 ，难 以 稳 定 桩 身 ，同 时 桩 长 不 好 控 制 ，桩 顶 需 进 行 特 殊 设 计 ，施 工 繁 琐 ，且 打 入 桩 对周边市民生活影响大 。 ［７］
（３）强夯 在 经 济 上 是 合 理 的。 强 夯 法 消 耗 的 材 料最少，采用换填 方 案 需 换 填 土 方 约 １５×１０４ ｍ３，造 价增加１～２倍，且 垃 圾 外 运 对 环 境 影 响 大。 采 用 打 入 桩 方 案 造 价 估 算 要 增 加 ３～５ 倍 。 推 广 强 夯 置 换 法 应用必将产生更大的经济效益和社会效益。
表 １ 各 土 层 有 关 设 计 参 数
层序 ①１ ①２ ①３ ①４ ①５ ②
岩土层名称 杂填土 淤泥
淤泥质填土 素填土 素填土
中风化砂岩
土 层 厚 度／ｍ ２～５ ４～６ ４～６ ４～８ １～２
承载力特征值 ｆａｋ／ｋＰａ ７０ ４０ ６０ １００ １８０
１ ２００
压缩模量 Ｅｓ／ＭＰａ ３．５ ２．０ ２．５ ４．０ １０．０
夯 击 次 数 与 遍 数 ：夯 击 次 数 一 般 每 遍 取 ３ 次 ，一 般 夯３遍，再进行满夯。每一夯击点夯完一击后，即用块
收 稿 日 期 ：２０１０－０６－２４；修 改 日 期 ：２０１０－０８－０２ 作 者 简 介 ：单 红 军 （１９７０－ ），男 ，安 徽 宿 州 人 ，安 徽 省 天 元 路 桥 建 设 有 限 公 司 工 程 师 ．
后地基承载力是否达到设计要求。
试验采用中等 能 量 级 ３ ０００ｋＮ·ｍ 的 夯 击 能，
夯 锤 重 １８０ｋＮ，直 径 １．２ ｍ，落 距 １６ ｍ。 试 验 内 容 包
括 ：有 效 加 固 深 度 、置 换 深 度 、地 基 容 许 承 载 力 。
２．２ 强 夯 地 基 质 量 检 验
对 强 夯 置 换 地 基 ，无 法 取 得 土 的 代 表 性 的 物 理 力
间 歇 时 间 ：各 遍 间 的 间 歇 时 间 取 决 于 加 固 土 层 中 孔 隙 水 压 力 消 散 所 需 要 时 间 。 本 工 程 为 强 夯 置 换 ，可 连续夯击施工。
现场测试设计现场的测试工作是强夯施工中的 一个重要组成部分。为此在施工之前应进行现场试 夯，以便取得设计 数 据。 根 据 本 段 地 质 条 件，可 仅 对 地面及深层变形、振动加速度测试。 其目的是：① 了 解地表隆起的影响范围及垫层的密实度变化。② 研 究 夯 击 能 与 沉 降 量 的 关 系 ，用 以 确 定 单 点 最 佳 夯 击 能 量。③ 确定场地 平 均 沉 降 和 搭 夯 的 沉 降 量，用 以 研 究强夯的加固效果。④ 通过测试地面振动加速度可 以了解强夯振动影响的范围。将地表的最大振动加 速度为０．９８ｍ／ｓ２ 处作为设计振动影响安全 距 离，为 了 减 小 强 夯 振 动 的 影 响 ，可 在 夯 区 周 围 设 置 隔 振 沟 。 １．３ 施 工 要 求
ｐ／ｋＰａ ５０ １００
１５０ ２００
ｓ／ｍｍ ０．３６ ０．６９ １．０１ １．４５
计 算 结 果 ｐ／ｋＰａ ｐ０ 大于２００
图１ 夯后静载荷试验 ｐ－ｓ曲线
从夯后ｐ－ｓ 曲 线 可 以 看 出，当 压 力 增 加 到 ２００ ｋＰａ时，ｐ－ｓ曲线仍 呈 直 线 变 化，从 沉 降 速 率 和 下 沉 量 来 看 地 基 的 承 载 力 远 远 大 于 ２００ｋＰａ。
对 强 夯 置 换 深 度 采 用 地 质 雷 达 探 测，地 质 雷 达 （ＧＰＲ）方法 是 一 种 用 于 探 测 地 下 介 质 分 布 的 广 谱 （１０ＭＨｚ～１ＧＨｚ）电 磁 技 术。 通 过 对 接 收 的 反 射 波 进行分析就可推断地下地质情况。检查强夯加固的 范围同深度。
夯实置换深度检测在夯实区沿纵向布置了４条 侧线，横向布置了１０条侧线，点距０．２ ｍ。 图 ２ 为其 中一条横向测线成果。
１ 强夯设计
１．１ 原 理 强夯置 换 法 在 国 外 亦 称 “动 力 置 换 与 混 合 ”法
（Ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｍｉｘｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ），因 为 墩 体 填 料 为 碎 石 或 砂 砾 时 ，置 换 墩 形 成 过 程 中 大 量 填 料 与墩间土混合，越浅 处 混 合 的 越 多，因 而 墩 间 土 已 非 原来的土 而 是 一 种 混 合 土，含 水 率 与 密 实 度 改 善 很 多，可与 墩 体 共 同 组 成 复 合 地 基，取 得 较 好 的 工 程 效果。 １．２ 强 夯 设 计
地基与基础
Ｄ Ｉ Ｊ Ｉ Ｙ Ｕ Ｊ Ｉ Ｃ Ｈ Ｕ
单 红 军 ：强 夯 置 换 法 在 杂 填 土 路 基 处 理 中 的 应 用
强夯置换法在杂填土路基处理中的应用
单红军
（安徽省天元路桥建设有限公司，安徽 宿州 ２３４０００）
摘 要：强夯法多年来广泛应用在建筑、水利、交通、港口等多种工 程 地 基 加 固 上，文 章 介 绍 了 强 夯 置 换 法 在 城 市 道 路 深 厚 杂 填 土 及淤泥质土地基加固上的应用，内容包括试验、施工、检测。采用强夯置换法取得了良好的经济效 益 和 社 会 效 益 ，目 前 正 是 中 国 城 市 建 设 的 大 发 展 时 期 ，可 供 同 类 工 程 参 考 。 关 键 词 ：地 基 加 固 ；强 夯 置 换 法 ；锤 重 ；落 距 中 图 分 类 号 ：Ｕ４１２．２２２；ＴＵ４７２．３１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７３－５７８１（２０１０）０５－０６６４－０３
３ 结束语
（１）强夯 在 技 术 上 是 可 行 的。 目 前 该 工 程 施 工
《工程与建设》 ２０１０年第２４卷第５期 ６ ６５
地基与基础
Ｄ Ｉ Ｊ Ｉ Ｙ Ｕ Ｊ Ｉ Ｃ Ｈ Ｕ
单 红 军 ：强 夯 置 换 法 在 杂 填 土 路 基 处 理 中 的 应 用
已结束，经检测地基 满 足 设 计 要 求，证 明 强 夯 置 换 法 在 处 理 杂 填 土 、淤 泥 质 土 地 基 是 完 全 可 行 的 。
施 工 中 对 局 部 土 层 较 软 地 段 ，可 填 入 片 石 、碎 石 ， 强 夯 挤 淤 。 强 夯 处 理 经 验 收 合 格 后 ，填 筑 路 基 前 在 地 表填一层０．４ ｍ 砂 砾 垫 层，加 强 路 基 排 水。 另 外 在 施 工 过 程 中 要 求 对 路 基 左 侧 淤 泥 进 行 适 当 卸 载 ，以 挤 淤隆起量不超过路床高为限。对路基外侧采石坑余 部 建 议 将 其 征 用 ，作 为 城 市 绿 化 用 地 。 因 为 该 处 若 不 控 制 地 表 荷 载 的 稳 定 性 ，将 可 能 导 致 地 基 侧 向 位 移 造 成道路破坏。 １．４ 质 量 检 测
６ ６４ 《工程与建设》 ２０１０年第２４卷第５期
单 红 军 ：强 夯 置 换 法 在 杂 填 土 路 基 处 理 中 的 应 用
地基与基础
Ｄ Ｉ Ｊ Ｉ Ｙ Ｕ Ｊ Ｉ Ｃ Ｈ Ｕ
石 、碎 石 填 平 夯 坑 。 满 夯 是 以 低 能 量 １ ０００ｋＮ·ｍ“搭 夯”即锤印彼此搭接。
垫 层 铺 层 稍 硬 表 层，可铺设２ｍ 碎石垫层。
合肥市樊洼路 Ｂ 段 为 废 弃 采 石 坑，长 约 １２０ ｍ， 土，含有大量建筑垃圾（见表 １）。路基 范 围 内 坑 底 最 宽７０～８０ ｍ，坑 深 约 １８ ｍ。 道 路 沿 坑 南 侧 通 过，道 低处高 程 约 为 ７ ｍ，填 土 厚 度 约 １５ ｍ，基 底 为 砂 岩， 路红线３０ｍ，其中约２０ｍ 位于坑内。工程勘察设计 路基范围内土方量近２×１０４～３×１０４ ｍ３。为此问 题 时坑底 淤 泥 约 ２ ｍ，水 深 约 ７～８ ｍ。 由 于 铁 路 箱 涵 业主邀请了多名环境地质专家作了专题论证，经与换 施工向采石坑东侧倾倒了大量弃土、以及后期采石坑 填、打入桩等方案综合比较后认为采用强夯置换对路 西侧的堆弃的建筑垃圾，造成采石坑工程地质环境复 基范围地基进行处理是比较合理的方案 。 ［１－４］ 杂化，经补充勘察采 石 坑 中 土 层 为 淤 泥 及 杂 填 土、素
学指标，只有通过现 场 载 荷 试 验 来 确 定 地 基 承 载 力，
为 此 ，强 夯 后 进 行 了 载 荷 试 验 。
仪器型 号 Ｍｔ－３Ａ 型 荷 载 试 验 机，承 压 板 面 积 ０．５ｍ２，夯 后 静 载 荷 试 验 成 果 见 表 ２、图 １。
表 ２ 夯 后 静 载 荷 试 验 结 果
强夯施工结束 后，间 隔 １４ｄ 对 地 基 加 固 质 量 进 行检验。检验方法对承载力可采用复合地基载荷试 验确定。检测点分 别 布 置 在 夯 坑 内、夯 坑 外、夯 击 区 边缘。测点数每 ３０ ｍ 里程长不少于 ３ 点，据现 场 情 况 可 要 求 加 密 。 检 验 深 度 应 不 小 于 设 计 处 理 深 度 ，对 强夯置换的范围与深度可采用地质雷达检测。此外， 质量检验还包括检查强夯施工过程中的各项测试数 据和施工记录。
２ 强夯施工
２．１ 强 夯 试 验 根据工程要 求，２００７ 年 ５ 月 对 工 程 区 域 采 取 了
试夯，通过现场强夯 试 验，确 定 工 程 强 夯 设 计 有 关 参 数，验证中等夯击能 量 级 的 夯 击 能，是 否 能 达 到 有 效