蔣 曉 磊

(山西路橋第六工程有限公司，山西 晉中 030600)

0 引言

高填方路基對(duì)地基承載力要求較高，對(duì)于承載力較差的路段，必須采取措施進(jìn)行有效處治，以防止路基出現(xiàn)沉降變形。碎石地基孔隙率大，必須進(jìn)行進(jìn)一步加固處理。結(jié)合臨吉高速公路高填方路基碎石地基強(qiáng)夯處治工程實(shí)踐，制定強(qiáng)夯加固方案，并采用動(dòng)力觸探試驗(yàn)和靜載試驗(yàn)對(duì)地基承載力進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)比分析確定地基強(qiáng)夯加固效果。

1 工程簡(jiǎn)介

臨吉高速公路穿越山嶺地區(qū)，地形起伏高差大，沿線分布有大量高填方路基。一般路段路基填方高度為3 m～21 m，其中K205+312～K206+060段路基填筑高度17 m～20 m。該段高填方路基地基為濕軟地基，地基承載力差。為了提高地基承載力，采用超挖回填的方式進(jìn)行處治，將濕軟地基土挖除后回填碎石土。高速公路沿線主要為砂巖、泥巖和頁巖，地表覆蓋層較淺，路基填料主要為砂巖，碎石含量高，可達(dá)到65%～85%，且碎石粒徑大。地基碎石土回填后孔隙率較大，為了防止路基填筑完工后產(chǎn)生沉降或不均勻沉降，采用強(qiáng)夯處治進(jìn)行加固處理，以提高地基承載力。

2 碎石地基強(qiáng)夯加固方案

本項(xiàng)目強(qiáng)夯設(shè)備選用YTQH1000B液壓履帶式強(qiáng)夯機(jī)，夯錘選用10 t圓柱形灌鉛鐵錘，落距20 m。夯點(diǎn)采用滿夯設(shè)計(jì)，夯點(diǎn)間距橫向3.5 m，縱向4 m，夯點(diǎn)和試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。

為了提高地基承載力，確定強(qiáng)夯單點(diǎn)夯擊能為2 000 kN·m。當(dāng)前后兩擊沉降差小于5.5 mm時(shí)，即可停止夯擊。碎石地基內(nèi)部含大量碎石，孔隙大，透水性好，夯擊效果好。在夯錘錘擊作用下，地基土密實(shí)度大幅提高，在滿足停夯標(biāo)準(zhǔn)的情況下可以適當(dāng)減少夯擊遍數(shù)。在試夯過程中，每個(gè)夯點(diǎn)周邊沒有出現(xiàn)較大隆起，也未出現(xiàn)起錘困難等情況，從而確定每個(gè)夯點(diǎn)夯擊5次～6次。

3 碎石地基強(qiáng)夯加固效果分析

3.1 強(qiáng)夯加固效果檢測(cè)方案

本項(xiàng)目地基加固深度為5 m，影響深度應(yīng)超過加固深度的2 m以上，處治后地基5 m深度位置承載力應(yīng)達(dá)到120 kPa以上，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不小于180 kPa。為了確定加固效果，在強(qiáng)夯加固7 d后，采用動(dòng)力觸探試驗(yàn)和靜荷載試驗(yàn)對(duì)地基承載力進(jìn)行檢測(cè)。動(dòng)力觸探試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)3個(gè)，測(cè)試深度為8 m，靜載試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)1個(gè)。

3.2 動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果分析

動(dòng)力觸探試驗(yàn)是以一定的錘擊能量將探頭和探桿打入地基土中，根據(jù)貫入一定深度的難易程度確定地基土的承載力。試驗(yàn)過程中，地基土類型、探頭形式和貫入過程中土體的破壞模式等因素都會(huì)對(duì)動(dòng)力觸探結(jié)果產(chǎn)生影響。K205+680～K205+800段為低洼地段，處治前有少量積水，因該段動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果比較具有代表性，因此選取該段試驗(yàn)結(jié)果作為研究對(duì)象進(jìn)行分析。試驗(yàn)中采用重量為63.5 kg的落錘，落錘高度為76 cm，根據(jù)貫入不同深度土層的錘擊次數(shù)等試驗(yàn)參數(shù)分析確定地基承載力。在K205+680～K205+800布置三個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別對(duì)強(qiáng)夯處治前后的地基開展動(dòng)力觸探試驗(yàn)，其中測(cè)點(diǎn)2試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1 地基強(qiáng)夯處治前后動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果

分析表1所示動(dòng)力觸探試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，強(qiáng)夯處治前地基承載力明顯不足，處治后地基承載力有了較大幅度的提高。強(qiáng)夯后地基土深度0 m～2 m地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值最高，為220 kPa，深度6 m～8 m地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值最低，為130 kPa，均高于設(shè)計(jì)要求的不低于120 kPa，說明地基承載力在強(qiáng)夯處治后得到明顯提高，強(qiáng)夯加固效果良好。

為了進(jìn)一步分析強(qiáng)夯后土體的密實(shí)狀態(tài)，通常采用動(dòng)力觸探錘擊數(shù)N63.5進(jìn)行分析。當(dāng)N63.5≤5時(shí)，土體密實(shí)狀態(tài)為松散；當(dāng)520時(shí)，土體密實(shí)狀態(tài)為密實(shí)。結(jié)合上述檢測(cè)數(shù)據(jù)，繪制強(qiáng)夯前后動(dòng)力觸探錘擊數(shù)柱狀圖進(jìn)行比較分析，如圖2所示。

分析圖2可以發(fā)現(xiàn)強(qiáng)夯前后地基土的動(dòng)力觸探錘擊數(shù)存在較大差異，強(qiáng)夯前動(dòng)力觸探錘擊數(shù)N63.5均小于5，地基土密實(shí)狀態(tài)為松散。強(qiáng)夯處治后地基土深度0 m～2 m動(dòng)力觸探錘擊數(shù)N63.5>10，可判定地基土密實(shí)狀態(tài)為中密，其他深度動(dòng)力觸探錘擊數(shù)5

3.3 靜載試驗(yàn)結(jié)果分析

為了進(jìn)一步驗(yàn)證動(dòng)力觸探試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的正確性，采用靜載試驗(yàn)對(duì)強(qiáng)夯處治后的地基土承載力進(jìn)行檢測(cè)。靜載試驗(yàn)是通過在地基有代表性的地段開挖試坑，布置剛性承壓板，并逐級(jí)在承壓板上施加荷載，通過承壓板將荷載均勻的傳遞給地基，記錄沉降量，通過計(jì)算地基土的變形模量，預(yù)估地基沉降量，可以直觀反映地基土的變形情況。

本項(xiàng)目靜載試驗(yàn)布置測(cè)點(diǎn)1個(gè)，仍選擇動(dòng)力觸探試驗(yàn)檢測(cè)段K205+680～K205+800。通過在檢測(cè)段選取有代表性的測(cè)點(diǎn)，開挖尺寸為2.12 m×2.12 m、深度為1.2 m的試坑，放置靜載試驗(yàn)壓板，壓板為正方形，邊長(zhǎng)為70.7 cm，面積約0.5 m2。試驗(yàn)所選千斤頂規(guī)格為1 000 kN，采用手動(dòng)方式逐級(jí)加載，使用百分表觀測(cè)記錄沉降量。每級(jí)加載40 kPa，最高荷載為400 kPa，在加載過程中記錄地基沉降量，試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)如表2所示，分析繪制P—s曲線如圖3所示。

表2 地基土靜載試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

分析表2靜載試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，隨著試驗(yàn)荷載的增加，地基土沉降量不斷提高。荷載加載到280 kPa時(shí)，地基土沉降量有大幅提高，結(jié)合圖3測(cè)點(diǎn)靜載試驗(yàn)P—s曲線，在240 kPa位置出現(xiàn)拐點(diǎn)。因此，可判定靜載試驗(yàn)所確定的地基土荷載特征值為240 kPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

結(jié)合臨吉高速公路碎石土地基處治施工實(shí)踐，制定加固方案，并開展試驗(yàn)檢測(cè)地基土承載力，分析試驗(yàn)結(jié)果得出以下結(jié)論：

1)分析動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果，強(qiáng)夯后地基承載力明顯提高，且各深度承載力最小值為130 kPa，高于設(shè)計(jì)要求120 kPa以上；2)結(jié)合動(dòng)力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)檢測(cè)結(jié)果，分析得出測(cè)點(diǎn)各深度地基土密實(shí)狀態(tài)均達(dá)到稍密及以上；3)分析靜載試驗(yàn)結(jié)果，荷載加載到240 kPa時(shí)P—s曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)，可確定地基土荷載特征值為240 kPa，滿足設(shè)計(jì)要求。