1、1高能量强夯技术在填石路基工程中的应用摘要：文章通过对高能量强夯施工技术的总结，阐述了填石路基工程中高能量强夯的施工工艺、质量要求及质量检测手段，并通过试夯前后对抛石体进行的各项检测数据的对比，分析了填石路基经过高能量强夯处理路基的经济、技术效果，为以后同类型工程施工积累经验。 关键词：高能量强夯填石路基应用 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 1 引言 强夯法又叫动力固结法，是用起重机械吊起夯锤后从高处自由下落，给填料以强大的冲击力和振动能量，使疏松的填料强制压缩致密，从而提高地基强度和稳定性强夯法具有设备简单、功效高、工期短及成本低的特点。强夯技术在深圳地区广泛应用于道
2、路路基、房屋地基工程建设中，但单位夯击能视要求处理的深度不同，局限于 6000KNm 以内。深圳湾滨海休闲带岸堤填筑工程中因加固深度超过 10 米，根据以往经验，此类工程的软基处理工法在水泥搅拌桩格栅围堰、堆载预压排水固结等施工工艺中选择。而在本工程中，设计单位采用了抛石挤淤结合高能量强夯的设计方案，将单位夯击能提高到 8000-10000KNm，如此高能量的强夯施工在本地区并不多见，我有幸作为该工程的参建者，对高2能量强夯施工过程中取得的经验和教训进行了总结，以增加该技术的适用性。 2 工程背景 2.1 工程概况 深圳湾滨海休闲带全长 9.6 公里，规划填海面积为 49.8 公顷，抛石挤淤及
3、强夯处理宽度为 22 米，地基处理后的岸堤作为高潮步道和巡逻道的基础的同时还需具备相应的防潮（洪） 、防浪能力，并作为内侧陆域填土的挡土墙，必须具备一定的抗滑移能力。 2.2 地质情况 工程所处区域属平原海岸地貌类型，微地貌单元为海陆交互相滨海地貌，建设用地范围内地质条件复杂，主要分布有人工素填土（Qml） 、全新统海相沉积层（Q4m） 、上更新统河流相冲洪积层（Q3al+pl） 、第四系残积层（Qel） 、震旦系混合花岗岩（Z） 。其中：淤泥呈深灰色、灰黑色，呈饱和、流塑状态，见少量贝壳碎片，具臭味，地质勘察揭露该层厚 7.8021.00m，平均厚 14.58m，层顶标高-1.004.18m
4、。 2.3 设计参数 设计在满足了整体稳定性、安全可靠，经济合理及适用性等原则后确定了先抛石挤淤后强夯的设计方案，强夯采用点夯 2 遍，满夯 1 遍的施工工艺实施。 其中点夯的主要设计参数为： （1）单位夯击能：8000KNm 和 10000KNm； （2）夯点间距：正方形布置 6m6m（8000KNm）和37m7m（10000KNm） ； （3）夯锤：3550T 重钢锤，锤径 1.62.0m 异形锤； （4）起夯面高程：+2.5m； （5）交工面高程：+2.0m； （6）击数（收锤标准）-同时满足总击数25 击和最后 2 击平均夯沉量10cm； （7）遍数：2 遍；岸线先夯中间，后夯两边。
5、满夯主要设计参数有： （1）夯锤：1520T 重钢锤，锤径 2.02.5m； （2）夯击能：1500KN?m； （3）夯点布置：锤印搭接宽度不小于 30cm； （4）击数：23 击； （5）遍数：1 遍。 3 试夯 3.1 试夯区域的确定 综合考虑设计分区、淤泥深度、现状条件等因素，在强夯区内各选一区域作为试验段，试验段面积为 50m20m。其中 B1 区需处理的现状淤泥厚度约为 1018m，该区试验段共设夯点 30 个，间距为 6m6m；B2 区需处理的现状域淤泥深度约为 1419m，该区试验段共设夯点 28 个，间距为 7m7m。试夯区由设计、监理、业主等参建各方共同确定。 3.2 试夯的
6、目的 试夯要求达到的目的包括以下几个方面： 4（1）检验强夯对抛填岸堤的加固效果； （2）检验和考核施工设备性能； （3）确定和调整强夯施工参数，包括： a单击夯击能和最佳强夯击数； 绘制夯沉量-击数关系曲线，随着击数增加，曲线趋于平缓，点夯满足收锤标准，表明此时击数为强夯最佳击数。 b夯点布置及间距 c加固范围，根据规范规定，强夯处理范围应大于基础范围，每边超出基础边缘的宽度应为设计深度的 1/2-1/3，并不小于 3 米。 d间歇时间。 （4）点夯顺序和喂料 （5）强夯对周边环境的影响程度。 3.3 试夯准备 （1）夯锤的选择。由强夯法的原理不难看出锤径大小对夯击能的影响较大。为此，进场夯
7、锤的锤径为 1.9 米，满足设计要求，锤重 46.2 吨，锤高 2.5m。 （2）起重机械的选择。在夯锤重量确定后，起吊高度就是影响夯击能的关键因素，起吊高度可根据下式计算： 式中：H 为起吊高度（m） G 为设计夯击能（KN?m） m 为夯锤重量（kg） 5g 为重力系数（9.8N/kg） h 为锤高（m） 当设计夯击能为 8000KN?m 时的起吊高度为： 当设计夯击能为 10000KN?m 时的起吊高度为： 为此，强夯施工应选择起吊高度不小于 25 米的起重设备。经量测，进场的强夯机械为带有自动脱钩装置的履带式起重机，起吊高度为 30m，满足要求，且该设备在臂杆端部设置了辅助门架，以防止
8、落锤时机架倾覆。 （3）强夯工作面的清理。抛石挤淤形成的强夯工作面应按设计要求清理至起夯面高程即+2.0m，高程误差应满足规范要求即5cm。 （4）夯点的布置。夯点按设计要求的间距进行布置，其中 B1 试夯区夯点布置如图 1，B2 试夯区夯点布置如图 2。 图 1B1 试验段夯点布置图 图 2B2 试验段夯点布置图 6图中：为第一遍夯点 为第二遍夯点 夯点布置完成后选取有代表有的夯点，通过钻探、探地雷达检测等手段获取夯点位置（断面）强夯前的抛石厚度、抛石体的密实度及下卧层的特性，强夯后在同一位置（断面）再以相同的检测手段获取强夯后的岸堤情况，以验证强夯后的效果。 3.4 试夯施工 施工的顺序为
9、：标出第一遍夯点位置，测量场地高程起重机就位，夯锤对准夯点位置测量夯前锤顶高程，确定夯锤落距将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平按规定夯击次数及控制标准完成一个夯点的夯击重复以上工序完成第一遍全部夯点的夯击用推土机将夯坑推平、填土，按上述程序完成第二遍夯击满夯，将场地表层松土夯实，并测量场地高程是否符合要求施工过程中，应随时检查各项施工参数和施工记录，不符合设计要求时应及时采取有效措施进行补救。 3.5 质量检测 试夯结束两周后对强夯地基进行检测，检测手段采用钻探、探地雷达检测及载荷试验等。探地雷达
10、检测结果如下表： 钻探检测结果如下表： 7通过对残留淤泥进行室内土工试验后发现，淤泥性质有明显改善。 3.6 试夯总结 在完成了试夯区的各项检测后，由监理工程师组织业主、设计、勘察、施工等单位对试夯成果进行了总结。各单位对强夯效果进行了评价，设计中确定的夯击遍数、夯击能等强夯参数均能达到，作为收锤标准的夯击数和最后两击平均夯沉量的要求也能达到，大面积施工时对相关设计指标可不予调整。 4 强夯施工要点 4.1 施工过程的监测 施工过程中应有专人负责下列监测工作： （1）开夯前应检查夯锤质量和落距，以确保夯击能量符合设计要求；（2）在每一遍夯击前，应对夯点放线进行复核。夯完后检查夯坑位置发现偏差或
11、漏夯应及时纠正； （3）按设计要求检查每个夯点的夯击次数和夯击的沉降量。 4.2 质量保证措施 （1）为保证地基加固效果，雨季施工做好场地排水； （2）下雨前将已夯完的夯坑及时推平，防止夯坑积水； （3）起重机设防背杆缆绳，减轻起重机臂杆在夯锤落下时的晃动 反弹和避免机架倾覆； 8（4）起重机应支垫平稳，遇软弱地基须用长枕木或路基板支垫； （5）夯点中心位置用明显标志标出； （6）强夯施工应有组织，有顺序进行避免漏点； （7）夯锤落下后倾斜时，及时将夯坑填平。若倾斜超过 D/4 时（D 为夯锤直径） ，该击点无效，推平重夯； （8）施工前组织全体人员进行技术交底； （9）设专人负责现场质量检查
12、，做好记录； （10）强夯施工应严格按确定的强夯参数施工。 4.3 质量检测 强夯结束两周后对强夯地基进行检测，检测手段采用钻探、原位测试方法。检验深度大于设计有效加固深度。 5 结束语 （1）针对本工程淤泥厚、淤泥性质差等特点所采取的抛石挤淤结合高能量强夯的设计方案是可行的，该工程完工至今已投入使用两年多，路基未出现病害。 （2）抛石挤淤结合高能量强夯的设计方案较水泥搅拌桩格栅围堰方案节省了造价，而与排水固结堆载预压方案则会缩短建设周期。 （3）高能量强夯施工中应将锤径严格控制在设计要求范围内，只有夯锤锤径足够小，才能将重能有效的转化为失能，通过能量的转换，进而达到有效的加固深度和效果。 （4）强夯施工过程中应十分重视试夯的工作，明确试夯的目的，并通过科学的检测手段，验证各项设计参数的可行性，对大面积强夯具有9指导性。
