公路软基施工中强夯碎石墩复合地基的应用

艾斯卡尔·木和塔尔

(新疆维吾尔自治区交通建设管理局项目执行二处，新疆 乌鲁木齐 830000)

公路软基施工中强夯碎石墩复合地基的应用

艾斯卡尔·木和塔尔

(新疆维吾尔自治区交通建设管理局项目执行二处，新疆 乌鲁木齐 830000)

强夯碎石墩复合地基可以提高地基的承载力，减少地基变形问题。文章结合某公路施工建设项目，探讨在高速公路施工中使用强夯碎石墩复合地基的设计要点以及施工技术，并评述了强夯碎石墩复合地基应用于具有较高塑性指数的高含水量软土路基的可行性，以期对类似工程起到借鉴作用。

强夯碎石墩复合地基；软土地基；高速公路；施工；应用

0 引言

强夯碎石墩复合地基是指在地基中使用强夯的方式将其排开，并在土体中夯击入碎石和块石等散体的材料，从而形成散体材料墩，这些散体材料墩和周围的一些土体共同构成了强夯碎石墩复合地基[1]。该地基具有排水固结、置换增强和振实压密的作用，将强夯碎石墩复合地基应用在公路施工中，可以很好地提高地基的承载力，减少地基变形问题，而且该地基在具有较高塑性指数的高含水量软土路基中比较适合。本文将结合具体某公路施工建设项目，简要探讨在高速公路中使用强夯碎石墩复合地基的设计要点以及施工过程，希望能对类似工程起到借鉴作用。

1 工程概况

本工程为某高速公路施工建设项目，该公路依照双向六车道进行设计，设计的行车速度控制在100 km/h以内，路基宽度达到60.5 m。该公路地处复杂多变地区，地势较为不平整，具有较大变化的高度差。在施工之前，对该公路进行地质勘察得知，本工程场地内的软土地基厚度较厚，主要是由滨海相沉积层、海陆交互相沉积层等组成，为了保证公路施工能够符合施工承载力的标准要求，因此在处理软土地基采取强夯碎石复合地基进行施工。

2 强夯碎石墩的设计要点

在本工程中使用强夯碎石墩进行设计时，需要对以下几个设计的参数进行特别注意。

(1)夯锤。使用具有1 m直径、2.5 m高度以及15 t重量的圆柱形异性锤。在夯击的过程中使用该夯锤产生的是具有1.3～1.5 m直径的圆形碎石墩截面。

(2)墩长。从勘察该公路的地质报告中可以得出，本工程具有8 m以内厚度的淤泥。所以根据设计要求，碎石墩的墩长需要能够穿透淤泥层进入到卧持力层之中。

(3)夯击能。依据设计的要求，需要将夯锤的单击夯能控制在3 000～3 300 kN·m以内，所以本工程需要将夯锤的起吊高度控制在20～22 m以内[2]。

(4)墩位设计。碎石墩的间距需要控制在2.5 m 并按照正方形进行布置。

(5)块石垫层。块石垫层的厚度一般控制在0.5 m以内，块石垫层的上部是一层0.5 m厚度的风化石渣层，所以块石垫层总共具有1 m的厚度。

(6)强夯工作面填石。填石的厚度需要控制在2.5 m以上，工作面的填石料和喂石料一般是使用满足良好级配、洁净要求、80 cm以内的最大的粒径、5%以内的含泥量的混合开山石料。

(7)夯击次数。在进行夯击的试验阶段，一般是将每一个墩位进行15击以内的夯击次数。依据试验的结果将决定每一墩位20击作为正式夯击施工的击数，并且需要符合以下两个条件：总夯沉量控制为2倍的设计墩长；最后两击的夯沉量之和需要在30 cm以内。

(8)满夯设计。在进行满夯施工的过程中，一般是需要使用具有2.5 cm之间、15 t重量、1 000～1 500 kN·m夯击能的夯锤，对每一个夯点夯击2次，夯点的间距控制2.15 m以内，按照梅花的形状进行设置。并且相邻两个夯点之间需要控制35 cm以内的搭接宽度。

3 强夯碎石墩的施工技术

3.1 主要施工机械

本工程的强夯碎石墩施工过程使用能够吊起15～18 t重锤的50 t的履带式工业起重机，该起重机最高能够起吊24 m，并且配有自动脱钩装置和设有钢丝绳，按照100 mm以内误差来控制各个测点之间的高差。

3.2 施工技术要求

(1)本工程施工之前为了能够将淤泥挤出，需要进行石料的铺填。在抛填块石时，需要按照路中心向路基两边的顺序进行施工。按照凸字形状来填筑整体。当在施工时发现淤泥有较为明显的挤出，而且又对下一步的填石作业造成了一定的影响时，需要立刻挖除淤泥并网填块石。

(2)在完成铺填石料之后，为了保证铺筑的石料能够具有一定的密实度，需要立刻使用推土机进行推平碾压作业[3]。在推平碾压填石之后，需要测量填石层顶的标高。本工程施工中每20 m就需要设置一个断面，每一个断面则需要有3个测点。

(3)测定填石层的厚度的方法是地质雷达检测法，并且需要按照一定的顺序编号好每一个墩位，一般是将每一个墩位和墩位之间的误差控制在100 mm以内。

(4)在进行强夯的施工中，一般是按照从道路中心向路基两侧的顺序进行夯击施工。为了避免在夯击的过程中会影响到邻近的碎石，不可以依次对于同一排的夯点进行夯击，需要采取间隔跳打的方式。

(5)夯坑的喂石料不可以取自没有进行夯击的区域，只可以从已经完成夯击施工的填石面进行均匀的挖取。

(6)当夯坑喂料之后，需要再次进行测放墩位施工，并将新的标志做好，一般情况下，是选取不受夯击影响的区域来测放墩位。

(7)在施工强夯过程中，需要记录好每个单点具体夯击过程的相关数据。每进行一次夯击，就需要使用水准仪测量一次夯击点的夯沉量，在进行测量时，需要垂直放置塔尺。平均置换深度就是通过测量夯沉量来测量强夯区的平均夯沉量。

(8)在完成碎石墩点夯施工之后，需要再次进行满夯一次，最后在平整场地，并且还需要测定场地的标高。每20 m的间隔就需要设置一个具有3个测点的测量断面。

3.3 强夯碎石墩的质量检验

在完成强夯碎石墩复合地基之后，需要对其施工质量进行减压施工[4]。本工程中使用地质雷达的检验仪器来检验碎石墩的施工质量，一般是需要对碎石墩的长度、形状、着底情况等进行检测。依据规范的要求，一般是需要对10%的总墩数进行检测，每一个墩位需要设有8个测点，合格率需要>95%以上。假如合格率<95%，那就需要普查10×10 m方格，普查结果不满足要求则需要进行补夯处理。

本工程采取静载试验和瑞利波检测法来检测强夯碎石墩复合地基的承载力。静载试验和瑞利波检测需要检测的数量一般是3个测点和2%的总墩数。合格率需要达到95%以上，如果合格率<95%，就需要对40×40 m方格内块石墩进行补夯处理。表1是地基静载试验的结果表。从表1中可以看出，试验强夯碎石墩来处理本工程的软土地基问题，可以取得较为良好的效果，满足施工工程的规范要求。

表1 地基静载试验结果表

4 结语

针对高塑性指数的软土路基处理方案，强夯碎石墩复合地基是其中有效处理方法之一。通过结合某高速公路施工实例，鉴于该公路地基存在滨海相沉积层、海陆交互相沉积层，通过采取强夯碎石复合地基方案处理该项目软土地基。从本工程实施效果表明，该处理方案针对于高含水量软土路基是可行的，经处理后的路基承载力及其沉降量得到有效改善。

[1]崔相奎.强夯碎石墩复合地基在软土路基处理中的应用[J].北方交通，2009(2)：47-49.

[2]党旭东，许首森.强夯碎石墩在复合地基处理中的应用[J].科技信息，2012(6)：330.

[3]陈雄峰.强夯碎石墩复合地基在高速公路软土路基中的应用[J].工程建设与设计，2010(8)：128-131.

[4]顾 纲.采用强夯碎石墩处理黔桂线车河站软土地基[J].铁道运营技术，2007(2)：37-40.

Application of Dynamic Compaction Gravel-pier Composite Foundation in Soft Foundation Construction of Highway

Asker·Muhtar

(Project Implementation Dept.II of Xinjiang Traffic Construction Administration，Urumqi，Xinjiang，830000)

The dynamic compaction gravel-pier composite foundation can improve the bearing capacity of foundation and reduce the foundation deformation.Combined with a highway construction project，this article discussed the key points and construction techniques of using the dynamic compaction gravel-pier composite foundation in expressway construction，and reviewed the application feasibility of dynamic compaction gravel-pier composite foundation in high water content soft-soil foundation with high plasticity index，hoping to play a reference role for similar projects.

Dynamic compaction gravel-pier composite foundation；Soft soil foundation；Expressway；Construction；Application

艾斯卡尔·木和塔尔(1988—)，工程师，研究方向：公路工程。

U416.1+

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.12.008

1673-4874(2016)12-0027-03

2016-10-22