山区公路粗粒料路堤填筑碾压压实-强夯加固质量控制技术

安 燃

(内蒙古交通职业技术学院，内蒙古 赤峰 024005)

1 碾压压实-强夯加固技术

强夯法是利用高落距地夯击锤对路堤基层施以夯击能量，使路堤基层挤密夯实，施工设备简单，施工工艺单一，可操作性强，适用地质条件广。通过强夯加固，可有效提升地基承载力及强度，降低工后沉降。

2 碾压压实-强夯加固质量控制关键参数试验测试

进行粗填料路基碾压试验，并根据填料粒径大小，在试验路段设置不同厚度的试验层。

分层碾压路堤表面沉降监测：确定碾压施工压实遍数、最大摊铺厚度和控制粒径等参数。在每个碾压区域布置4个测点，填料摊铺结束后，将观测桩打入路堤，再用水准仪测得初始高程。按规范碾压，每一个碾压来回测定一次监测点高程，并计算沉降，直至最后两次碾压的表面沉降均值差小于5 mm时停止碾压，记录标准层碾压遍数及表面沉降率。以同样的施工标准对其余各试验层碾压相同遍数，并求得各层碾压后的表面沉降率。

图1 碾压压实-强夯加固施工流程图Fig.1 Construction flow char of grind compaction-dynamic compaction reinforce

碾压路堤深处竖向位移监测：确定大粒径碎石或碎石土路堤碾压压实的有效影响深度。采用分层沉降仪来对路堤填料在碾压过程中不同深度处的沉降进行监测。从标准层底部开始布设沉降磁环管，在每一碾压层的底部和厚度的中间位置布设一只沉降磁环。填料摊铺结束后，用沉降磁环仪测量各磁环的初始位置，并用水准仪测量沉降磁环管管口位置的高程，待碾压完成后，再次测量各磁环位置以及管口位置高程。

碾压路堤深处水平位移监测：确定碾压的有效加固深度。采用综合测斜仪对路堤填料在碾压过程中不同深度处的水平位移进行监测。布置测斜管，并在试验前的3～5 d内测2～3次，待其处于稳定状态后，取平均值作为初始值，正式开始测试工作。监测，将探头导轮对准与所测位移方向一致的槽口，缓慢放至管底，待读数稳定后开始监测。以管口作为基准点，每次测试时管口基准点必须是同一位置，按探头电缆上的刻度分划，均速提升。每隔50 cm读数一次，待探头提升至管口处，旋转180°，重新量测，以消除测斜仪自身的误差。填料摊铺结束后，用测斜仪测量初始数据，碾压完成后，再次测量相关数据，得到大粒径填料在碾压过程中的平行和垂直路基断面的变形值。

碾压路堤深处土压力变化监测：测定路基深处填料的压力变化，确定碾压加固深度。一般在原地基上部填筑垫层30 cm以上埋设振弦式土压力盒测量土压力。根据试验设计方案，确定好桩位及桩间土压力盒埋设位置。土压力盒受力膜面朝上水平安装，桩顶土压力盒底部应采用水泥浆垫平，桩间土压力盒底部填入10 cm深中砂压实垫平。装好后，在周围覆盖30 cm厚的中砂，压实。记录好埋设位置里程、土压力盒编号、相互距离、方向等。土压力盒测试导线应用细砂掩埋，并集中沿着测斜管引出路基，制作相应标示牌。采用人工和小型机具推平，以防土压力盒及导线被破坏。桩体完全固结后，对土压力盒进行调试。分层碾压时，测量每一次碾压过程中层底静土压力。

碾压路堤深处动应力测试：确定碾压的能量传播规律，确定有效加固深度。采用电阻应变式双膜动土压力盒对路堤深处动应力进行监测。测定接触应力的土压力传感器，量测土中自由场应力的传感器承压面需朝着拟测应力方向，并与之垂直，安放平稳，保证传感器在量测过程中承压面不偏转。埋设土压力传感器时，附近的土宜紧不宜松。为避免干扰，传感器间的净距最小应保持在2～5 R(R为传感器半径)。在填料摊铺完成后，每碾压一遍过程中，测量一次土压力盒数据，作好记录。

密度箱试验测试：测定压实前后填料密度变化。密度箱的形状为2 m×2 m×1 m的无盖大铁盒。试验前应将密度箱安放在即将碾压的碎石填料填路堤中，并在铁盒底部均匀平稳地放置若干静土压力盒。为保护静土压力盒，需在铁盒底部用直径1～2 cm细石填满盒底，厚度以超过静土压力盒厚度1 cm为宜，用路堤填料填满铁盒且顶面高于铁盒上顶面。正式碾压后，每碾压一次后均测量铁盒底部静土压力值、整平铁盒顶面后称取铁盒和填料的总重量。为保证压路机的正常行驶，需在下一次碾压前用相同路堤填料摊铺上顶面，以超出铁盒上顶面边缘一定厚度为宜。通过多次碾压，记录每次碾压后静土压力盒的数值。

单点夯击试验：通过分析夯锤下方夯坑沉降量、夯锤边缘路堤表面变形随夯击击数的变化规律，确定夯击击数、夯点间距。在试验区分别选取3处具有代表性的位置，并用石灰粉进行标注。各夯击点之间的距离需大于10 m，避免相互影响。将强夯夯锤移动至夯点位置，用喷漆在夯锤上部选择两处作为测量点。选择合适的位置架设全站仪，并测量夯锤的初始标高。各试验区以3处夯点为中心，在其左右两侧铺设表面桩，表面桩布设，距夯锤边缘周围0.5 m，每隔0.5 m布设一个表面桩，每侧各11个。进行夯击时，取夯锤每夯击一次前后高程差值作为本次夯击沉降量，当最后两击平均沉降量小于50 mm时，此时夯击次数即为夯击击数。

边坡破坏试验：利用边坡桩确定强夯在加固路堤边坡时的安全距离。根据试验区边坡高度和坡度，选择合适数量边坡桩沿坡面依次从坡顶向坡底平均放置，依次编号。夯锤距边坡以由远到近、逐渐减少的原则布置。先将夯锤置于距边坡较远的距离，按照试验所得夯击次数进行夯击，记录夯击前后边坡桩坐标，若其水平位移不大于100 mm，则将夯锤向边坡移动1 m，重复上述过程，直至边坡桩的水平位移量超过100 mm，停止移动夯锤。边坡最大水平位移不超过100 mm时对应距离即为安全距离。

影响深度试验：利用动土压力监测强夯过程中能量的传递深度，确定强夯加固的有效影响深度。按照单点夯击试验及边坡破坏试验所得数据，在破坏距离和水平影响范围之间以沉降管为圆心，间隔1 m做同心圆。选择两条垂直的直径，其与同心圆环交点即为夯点位置。观测不同埋深磁环沉降量，当达到一定深度时沉降量逐渐趋向零且不再变化，此埋深即为强夯加固有效影响深度。