山区高填方工程筑体强夯法加固试验研究

山区高填方工程筑体强夯法加固试验研究

李树鹏1杜红旺2高庆余1

(1．河北大宇城镇建设勘察技术有限公司，河北石家庄050000；2。北京市地质工程公司，北京市

100039)

I|齑耍}强务法适用于加固从碎石土到粘性土的各类地基，不仅可以提满地基的强度，降低其压缩性，而且能改善抗震动液纯的能力和消除土的湿陷性。强夯法适用的工程很广泛，可用于各种工业和民用建筑的地基加固。傍∈键词，强夯法；填筑体；承载力；沉降

莱山区高填方工程场区地形复杂，原地形最高点标高为420．38m，最低点326．10m，最大高差9428m，最大填方高度约为5000m，最大挖方高度约为50DOm，全场土(石)方量为：填方为1410万m3，挖方1260万m3，填挖方总量达2670万m30设计单位为取得大面积强夯施工的优化控制参数和施工质量控制标准，进行了现场强夯试验。

1试验区概况

强夯法适用于加固从碎石土至9粘性土的各类地基，不仅可以提高

地基的强度，刚聂其压缩性，而且能改善抗震动液化的能力和消除土的

湿陷性。强夯法适用的工程很广泛，可用于各种工业和民用建筑的地基加固。这种方法以其效果显著、设备简单、在大量工程中被广泛采用。

1．1场地工程地质条件

场地原为丘陵地貌，场地岩土层自上而下为舍角砾粉质粘土、残彩{粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩。

12试验区的分区情况

填筑体地基试验，填筑料采用强风化填料(Q区，P1

03／H63．卜

P104／H67．5)与中风化填料(W区，P109／H63．5__P111／H67．5)两种，填筑厚度为4m与5m两种，夯能采用2000kNm与3000kNm两种，共分五个小区。分另0为Q'区(强风化填料、填筑厚度为4m、

夯能2000kN

m)、Q2区(强风化填料、填筑厚度为5m、夯能

3000kNm)、W1区(中风化填料、填筑厚度为4m、夯能2000kNm)、W2区(中风化填料、填筑厚度为4m、夯能3000kNm)、W3

区(中风化填料、填筑厚度为5m、夯能3000kNm)。

2填筑体强夯试验参数强夯试验施工参数列于表表l填筑体1

强掀理施工参数

01阿

0口Ix

W1医W'2Ix矾灰

单点夯击能量

2000kNom

3000lcNm

2000kN

m

3000kN-m

3000kNm

主

层铺厚度4m

5m

4m

4m

知单点夯击次数16击

16击

16击

16击

16击

最后两击5cm5cm5aIl5cm5en夯点间距3．5m

13．5m3

5m

3．5m

3．5m夯

夯击遍数l

1

1

夯点布置形式正方形

正方形

正方形

正方形

正方形

满

单点夯击能量1000kN

m

1000kN

m

10()0kNm

1000kN

m

1000kNm

单点夯击次数3击3击3击3击3击夯点间距

；／3锤迭加

；／3锤迭加

1／3锤迭加

t／3锤迭加

1／3锤迭加

3现场强夯试验施工程序和检测结果

31试验施工程序

原地面处理一；则量层面标高—采用小于08米粒径块碎石填筑至设

计标高一场地'--V-整并测量填筑后层面标高—唠点放线一单点夯试验—夯

机就位开夯—唠后场地夯后标高—地基检钡悯虽夯施工质量验收—进入下一道工序。

'-V--整一测量夯后标高一满夯一平整并碾压—测量

32填筑体的强夯处理效果

利用一定的锤击动能，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打八土中的难易程度来判断填筑体的强夯处理效果情况。落锤重63．5kg，落距O．76m，记录每贯入Q10m所需的锤击数，当贯八010m所需锤击数连续三次超过50击时停止试验。

强风化填料强夯处理后的动探击数随深度的变化关系：在浅层较

低(深度O～2．om时击

<7击)，在20m以下击

较大，其原因一是

夯坑过深造成强夯上部加固效果较差，另外也与试验时降水较多填料上部受大气降水影响较大有关。

33灌水法测试地基处理后的地基压实度

试验采用现场填筑体的强夯处理效果，经地基处理后的地基表层压实度比较容易满足，深层地基压实度是否满足是检测的重点，用深层地基压实度来评定强夯法的加固效果。

检测结果：夯击能3000kNm的加固效果优于夯击能2000kNm的，符合一般规律。同样3000kNm夯击能的区域，填土厚度5m的结果好于填土厚度4m的。由于填土厚度为5m的区域靠近边坡，有临空面，有利于排水，说明降雨及含水量对填土处理效果是有影响的。

3．4夯前、夯后颗粒分析试验

对中风化填料进行了夯前、夯后颗粒分析试验。从中风化填料夯前和夯后结果的对比，说明填筑料经强夯处理后，由于夯锤巨大冲击

力，破碎了部分大块石料，改善其级配，有利予填筑体的密实。

35浅层平掘载荷试验

本工程的载荷试验采用浅层平板载荷试验，承压板壹径按设计要

求不小于O．76m，为加快试验进度，反力系统用重39吨的长江挖掘机

和重89吨的强夯吊机，加载系统用千斤顶进行加载，通过千斤顶标定

值确定每级所需由压值以控制加荷值，用4个百分表测读承压板的沉降

量。Q1区、Q2区和W3区的承压板直径为O．76m的圆形钢板，承压板面积为O．453m2，W1区和W2区的承压板壹径为O_8m的圆形钢板，承压板面积为O．5m2；设计要求经处理后的地基承载力特征值达250kPa，地基的极限荷载按地基承载力特征值的2倍考虑，即

500kPa。因此，试验时最大加载值为500kN／m2，堆载量要求大于加载量的1．2倍。变形模董列干表2中。

表2地基承载力与变形模量统计

项

0l

诬

甩诧

犯

日

1●

-

34

567

89lol奄=fIi棒昼舷D出47

8

嚣．3

1＆2

殛．335．3

35．3髭．633．463。6

4毫5l承载力‰出

国O

460

360

嘏0

465

465

430

448

晰

600

根据有限元分析计算，按填方高度为40m，变形模量为30Mpa，

计算得出的总沉降量为38．8cm，由于不存在孑L压消散固结过程，其主

固结沉降可以在短时间内完成，而次国结沉降或称蠕变变形约为总沉降

10％左右，因此，对于采用中风化石料填筑体，其变形模量大于30

Mpa，因此最终剩余沉降不到4cm，满足设计要求。

4结论

从载荷试验结果知道：经强夯加固后，强风化填料区的地基承载

力特征值为360～630kPa，中风化填料区的地基承载力特征值为

430～607kPa，中风化填料区的试验沉降量很小，所取的承载力特征值对应的沉降量S≤O．01b，所以实际地基承载力特征值应大于检测值。整个试验区的地基承载力特征值都满足设计大于250kPa的要求：强风化填料区的地基变形模量为182～47．6MPa，中风化填料区的地基变形模量为326—63．6MPa。从压实度试验结果知道．经强夯加固后，中风化填料区的地基压实度基本满足大于95％、大部分满足大于96％的设

计要求：强风化填料区的地基压实度满足大于93％。从夯前、夯后颗

粒分析试验结果看，经强夯处理后，颗粒组成明显改变，大部分粗颗粒被击碎，能达到密实的要求。[参考文献]

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【2】骆行文等强夯法处理黄土地区公路地基实验研究田-岩土力学，2004

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