柱锤强夯采用原状土体,或者外购砂、宕渣、垃圾土等材料,无需外水泥、钢材等建筑混合料,可视为原位改良型的地基处理方法。为提高岩土资源利用,消化建筑垃圾提供了良好的应用途径,其置换、挤密等加固效果与原生态系统的结合自然和谐。
1项目概况
根据某城市片区规划,经三路与经四路设计等级为城市次干路,设计时速为30km/h,道路横断面为双向4车道,红线宽度24m。其中,经三路全长约584m,经四路全长约602m。经三路、经四路虽然不是该片区骨架路网的组成部分,但其所处位置为项目所在片区的最核心区域,由于项目所在位置的特殊性,对道路整体的质量和景观提出了更高的要求。
2处理区域场地地质情况
处理区域现状主要为11.2m~17.5m的素填土层和约2m的粉质粘土层。素填土褐黄、褐红、灰白色,稍湿~潮湿,大多呈松散状,成分主要由山体开挖的粘性土及碎、块石回填而成,硬夹质含量约占35~45%,属近期回填(≤3年),且回填时未经专门的压实处理,为欠固结土层,力学强度低。粉质粘土呈深灰色,呈软塑状,成份主要由粘粉粒组成,含砂约15~25%;切面稍光滑,无摇振反应,干强度及韧性一般,力学强度低。
3路基强夯施工范围及处理方式
处理区域现状素填土层较厚,普通的强夯处理无法达到处理深度的设计要求,故本次采用柱锤强夯来进行处理。鉴于路面设计标高以下3.0m范围内现有各类市政管线多且密,故本次强夯的顶面标高为路面设计标高以下3.0m处。强夯前应先挖除路面设计线以下3.0m厚填土,然后进行强夯,待强夯地基竣工验收承载力和压实度检验满足要求后,在路基范围内分层碾压回填路基土至路床顶面设计高程,且道路范围内外回填应同步实施。根据地勘情况及设计要求,本次强夯采用如下的分区及工艺。①经三路A0+070~A0+210段:采用2遍柱锤点夯(1400kJ/m2)+2遍普通点夯(3000kN·m)+1遍满夯(1000kN·m)的夯击工艺;②经三路A0+300~A0+380段:采用2遍柱锤点夯(1100kJ/m2)+1遍满夯(1000kN·m)的夯击工艺;③经三路A0+490~A0+545段:采用2遍柱锤点夯(1300kJ/m2)+2遍普通点夯(3000kN·m)+1遍满夯(1000kN·m)的夯击工艺;④经四路B0+400~B0+540段:采用2遍柱锤强夯(1200kJ/m2)+1遍满夯(1000kN·m)的夯击工艺[1]。
4施工流程
①清理并整平施工场地;②测量场地高程,根据夯击工艺,对每一个夯点位置进行标注;③移动夯机使其到达作业区域,根据夯锤重量及夯击能计算落距高度,用合适的标记方式锁定落距;④将夯锤平稳提起置于夯点位置,并记录施工前锤顶的标高;⑤启动夯机,将柱锤吊起至计算落距高度,之后柱锤夯下落夯击夯点;⑥记录锤顶标高,换算出该夯点的下沉位移;⑦重复步骤⑤~⑥,根据夯击工艺设计的遍数和质量标准,完成一个夯点的夯击;⑧移动夯锤至下一个夯点,重复②~⑤,完成第一遍全部夯点的夯击;⑨第一遍夯击完成后,需对形成的下沉夯坑进行回填,可采用无残渣混合的原状土。整平完成后,重新测量场地标高,根据前后两次的测量值,计算此遍夯沉量;⑩场地平整后,暂停施工半个月,再次进行点夯施工,按以上步骤完成全部点夯遍数;輥輯訛点夯完成后,暂停施工半个月,之后进行满夯施工。輥輰訛满夯施工完毕后,对全部夯机场地进行压实施工,压实遍数应满足设计要求,同时满足路基压实度的要求[2]。
5施工质量控制与检测
①柱锤强夯夯点的夯击次数,应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定,并同时满足以下条件:A.第一工序采用新型柱锤深层挤密,锤底静压力值控制在120kPa左右,夯坑深度控制在3.0m以内,第二工序采用普通夯锤中层挤密,夯坑深度控制在1.5m以内,第三工序扁锤全场普夯,夯锤搭接大于等于1/4锤径;B.夯坑周围地面不应有过大的隆起;C.不因夯坑过深而造成提锤困难。②施工质量偏差控制应符合下列规定:A.夯点测量定位允许偏差±5cm;B.夯锤就位允许偏差±15cm;C.满夯后场地整平平整度允许偏差±10cm。③施工与竣工后场地均应设置良好排水系统,防止场地被雨水浸泡,应符合以下规定:A.在夯区周围根据地形情况开挖截水沟或砌筑围堰,保证外围水不流入夯区,在夯区内,规划排水沟和集水坑,夯区内有积水,可采用小水泵和软管及时将水抽排在夯区外[3];B.当天完成夯击的夯坑,需立即按要求回填;C.若施工期间遭遇暴雨,则必须强排掉夯坑内的水,并清理软化土,填入符合要求的新土后,才能继续进行未完成的施工。④夯击完成后应立即组织竣工验收,之后应立即进行下一道工序的施工,避免场地长时间放置,且避免大型重车进入场地。
6强夯监测
①施工现场监测A.施工期检查夯锤质量和落距,夯锤落距允许偏差±0.3mm,锤重允许偏差±100kg;B.在每一遍施工前,需重新放样,确保夯点位置准确。全部夯击工作完成后,核对夯点位置,夯点允许偏差为±0.5m;C.复核每个夯点的夯击次数是否满足要求,计算最后两击夯沉差值,需满足每个夯点的总夯沉量大于试夯点总夯沉量的90%。如果计算后发现不满足此要求,则应进行补夯施工,直至达到设计要求;D.详细记录施工过程中的各项参数和施工情况,完整记录每个夯坑的夯沉量,最终计算场地总夯沉量。②强夯振动监测由于与经三路和经四路衔接的道路有管线、箱涵及路面结构等构筑物,为了防止强夯对周边管线、箱涵及路面结构等构筑物的破坏,应对交接处的相关构造物在强夯施工过程中进行振动监测。A.强夯振动评价标准根据国标《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)和《中国地震参数区划图》(CB18306-2001),拟建场地位于抗震设防烈度6度区,设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组属第一组。参照国家标准《中国地震烈度表》(GB/T17742-2008),本项目所处场地地震烈度为Ⅵ度,本次强夯振动控制标准:水平向峰值加速度≤0.45m/s2,水平向峰值速度≤0.05m/s[4]。B.强夯振动监测设计强夯振动监测监测仪器由拾振器、电荷放大器、测振仪、计算机、打印机及电缆组成。振动监测点沿道路中心线布置,距离夯击点约25m、45m各布置1个测点,形成测线,测点处布置拾振器。
7质量检验
地基处理结束后按《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》(JTG/TD31-02-2013)中的相关规定对强夯地基进行验收检验,并满足《城市道路路基设计规范》(CJJ194-2013)对路基压实度的要求。①地基承载力:采用载荷试验进行检验,每个单位工程地基的载荷试验不应少于3点,要求地基承载力大于150kPa。②地基均匀性检验:采用重型动力触探,每500m2至少应有一个检测点,要求动力触探修正后的锤击数应大于6击[5]。③地基土压实度测试,采用室内土工试验对强夯面以下0.5m处土取样进行测试,每1000m2内应有2个检测点,不足1000m2时检验2点,路基压实度不小于93%。
8结语
针对场地内的松散素填土引起地基承载力不足,使基础产生不均匀沉降,采用柱锤强夯法对软土地基进行处理,能满足承载力要求,减少工后沉降,缩短工期,具有良好的效果。
参考文献
[1]CES279:2010,强夯地基处理技术规程[S].北京:中国计划出版社,2010.
[2]JGJ79:2012,建筑地基处理技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[3]徐至均.强夯和强夯置换法加固地基[M].北京:机械工业出版社,2004.
[4]孙进忠,谭捍华,祁生文,等.影响强夯地面整栋衰减的因素分析[J].现代地质,2000,14(2):230-234.
[5]文载奎.强夯震动分析[J].工程勘察,1991(3):21-24.