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1、沖擊壓實淺層軟基處理施工方法及工藝探討摘要：本文通過某道路工程實例，簡單介紹了利用沖擊壓實進行淺層軟基處理的技術特點、施工方法、施工工藝及其在實際應用中需要注意的一些問題。結果表明：該工程采用沖擊壓實進行淺層軟基處理后，所發生的工后沉降與不均勻沉降較小，滿足設計使用要求，由此說明采用動力固結結合超載預壓的軟基處理方法取得了預期的效果。關鍵詞：沖擊壓實；淺層軟基處理；施工工藝1工程概況及地質條件1.1工程概況本道路工程屬于城市快速路，主線雙向8車道，中間分隔帶68m，主線實際寬度40m。長度約4000m，土基的底部寬度20.6m2，上部寬度18m2。本次施工主要針對道路工程進行軟土地基處理和土基2、施工。1.2 工程地質條件工程所在區域屬濱海淤積平原，地形平坦，地形標高一般2.603.20m，地基土為深厚軟土地基，主要可劃分為3個工程地質層。分述如下：（1）粘土俗稱硬殼層，黃褐色，略呈灰白色，飽和，可塑、中偏高壓縮性，分布于平原上部，層厚1.31.7m。（2）淤泥質粉質粘土，青灰色，飽和，流塑，高壓縮性，夾粉細砂薄層，土質不均勻，層厚8.610.0m。（3）淤泥，青灰色，飽和，流塑，高壓縮性，局部夾粉細砂薄層與貝殼，層厚15.218.2m。2 設計要求2.1容許工后沉降本區段路面采用瀝青混凝土路面，其路面的設計使用年限為15年。在路面的設計使用年限內所發生的工后沉降，對于一般路段工后沉降3、小于30cm，因此對于一般路段采用沖擊壓實淺層軟基處理。2.2 路基的壓實度與強度要求通常，土基應具有一定的強度、剛度和密實度，路面的使用性能與土基的強度、剛度和密實度密切相關的。根據“公路路基設計規范JTJ01395”和“公路路基施工技術規范JTJ03395”要求，具體要求數據列于下表中。路基最小強度與壓實度要求填挖類型路面底面以下(cm)高速、一級公路CBR(%)壓實度(%)路堤上路床030895下路床3080595上路堤80150493下路堤150390零填及路塹路床030895 注： 壓實度是指重型擊實方法；特殊干旱或特殊潮濕地區，壓實度標準可較表列數值降低2-3%。3 沖擊壓實試驗段4、施工方案及結論由于軟土地基復雜性，為了保證地基處理的針對性，所以在施工區進行沖擊壓實地基處理試驗。然后根據試驗成果展開大面積施工。本次施工通過首先在清理植物土后，填筑50-90cm塊碎石，采用沖擊壓實方法處理軟土地基，軟土地基處理機理“動力固結加厚硬殼層方法”。其次采用碾壓方法處理填筑層，壓實度達到設計要求。最后采用沖擊壓實進行增強補壓。根據軟基處理工藝的區別，即是否鋪設土工布或是否加鋪保護層，地基處理試驗劃分了兩段三個試驗區，第一段不鋪設土工布，礦碴總填厚度為1.5m，報告中將其稱為試驗I區。第二段分為鋪墊保護層的試驗II-1區（總填厚度為1.5m）及無保護層直接鋪墊礦碴的試驗II-2區（總5、填厚度為1.5m）。3.1 沖擊壓實試驗段施工方案3.1.1 方案一：鋪設土工布試驗區（試驗II-1區）場地清理(清除30cm植物土)測量場地標高按給定的孔隙水壓力測點位置埋設1、3、5m深的傳感器和沉降觀測標管鋪設土工布（濾水土工布，重量300g）鋪設20cm砂礫墊層保護層采用小于30cm粒徑的礦渣填筑至設計標高（虛鋪厚度20cm，包括砂礫石保護層20cm，總厚度40cm）場地平整并測量填筑后的層面標高采用激振力大于30T壓路機進行碾壓密實采用小于30cm粒徑的礦渣填筑至設計標高（虛鋪厚度40cm）場地平整并測量填筑后的層面標高采用激振力大于30T壓路機進行碾壓采用小于50cm粒徑的礦渣填筑6、至設計標高（虛鋪厚度70cm）采用25KJ三邊形沖擊式進行沖壓密實測量沖壓后標高地基檢測堆載預壓沉降觀測施工質量驗收進入下一道施工工序。注：填料要求含泥量小于15%。 采用30T振動壓路機碾壓，并進行壓實度檢測，壓實度大于90%。3.1.2 方案二：不鋪設土工布試驗區(試驗II-2區)場地清理(清除30cm植物土)測量場地標高按給定的孔隙水壓力測點位置埋設1、3、5m深的傳感器和沉降觀測標管采用小于30cm粒徑的礦渣填筑至設計標高（虛鋪厚度40cm）場地平整并測量填筑后的層面標高采用激振力大于30T壓路機進行碾壓密實采用小于30cm粒徑的礦渣填筑至設計標高（虛鋪厚度40cm）場地平整并測量填筑7、后的層面標高采用激振力大于30T壓路機進行碾壓密實采用小于50cm粒徑的礦渣填筑至設計標高（虛鋪厚度70cm）采用25KJ三邊形沖擊式進行沖壓密實測量沖壓后標高地基檢測堆載預壓沉降觀測施工質量驗收進入下一道施工工序。注：填料要求含泥量小于10%。 采用30T振動壓路機碾壓，并進行壓實度檢測，壓實度大于90%。3.1.3 方案三：直接沖擊壓實試驗區（試驗I區）場地清理(清除30cm植物土)測量場地標高按給定的孔隙水壓力測點位置埋設1、3、5m深的傳感器和沉降觀測標管采用小于50cm粒徑的礦渣填筑至設計標高（虛鋪厚度80cm）場地平整并測量填筑后的層面標高采用激振力大于30T壓路機進行碾壓采用258、KJ三邊形沖擊式進行沖壓密實測量沖壓后標高地基檢測堆載預壓沉降觀測施工質量驗收進入下一道施工工序。注：填料要求含泥量小于10%。 采用25kJ沖擊式壓路機沖壓，并進行壓實度檢測，壓實度大于90%。3.2 試驗成果分析根據試驗段施工工藝，具體的施工參數、處理效果檢測等，采用如下測試手段和試驗方法：密度試驗，回彈模量、CBR、彎沉試驗，孔隙水壓力測試，沉降測試；土基墊層上的回彈模量、CBR、彎沉、密實度等均滿足設計要求，這里主要對孔隙水壓力、沉降和地基承載力測試進行分析。3.2.1 孔隙水壓力測試資料分析根據檢測報告的成果，其結論如下：沖壓的影響深度可達沖壓面層以下6.5m；三個試驗區施工工藝對孔9、壓峰值的影響變化不大，鋪設土工布區孔壓峰值會略高于另外兩個試驗區，即鋪設土工布后的固結效果較好；三個試驗區施工工藝處理土基的最佳超孔壓值變化不大，均在沖壓第12遍時達到極限孔壓的8090%；鋪設土工布有利于孔壓消散，其消散周期可較未鋪土工布區縮短12天；孔壓消散至30%后，消散效率很低，即可進行第二次沖壓施工。第一次沖壓施工遍數不宜大于12遍，第二次沖壓一次性沖壓遍數不宜大于8遍；第一次沖壓完成后孔壓消散時間不宜少于5天（若鋪設土工布后可適當減少12天）；在不鋪設土工布而直接回填礦碴進行沖壓時，與土面接觸部位的填料骨料粒徑不宜過小（采用粒徑小于50cm的礦碴填料）；加強施工過程中的排水問題，排10、水狀況對固結效果影響很大。3.2.2 沉降測試資料分析根據試驗方案，測試在沖擊壓實過程中的沉降量，第一次沖壓施工遍數在12遍時，出現“彈簧”現象，此時平均下沉量達到7.8cm，盲溝出水十分迅速，停止沖擊壓實，7天后超孔隙水壓力消散，沉降繼續發生，直到12.04cm。第二次沖擊壓實為4遍，7天后最終沉降量達到20cm。最終至土基設計標高沖壓8遍，通過一個月后沉降觀測表明，沉降已經趨于穩定。由此說明：孔隙水壓力測試表明沖擊壓實處理軟土地基的有效影響深度達到6.5米，經過25kj的沖擊壓實可大幅度地提高孔隙水壓力有利于土體的快速固結，加速了路基的沉降，相應的減少了施工工期；采用沖擊壓實處理軟土地基，11、沉降首先發生在沖擊壓實過程中，然后超孔隙壓力消散，繼續發生沉降。重復上述過程，以達到軟土地基沉降量在較短時間內完成。3.2.3 承載力測試資料分析根據檢測報告：施工前第1層（硬殼層）的地基的承載力為90Kpa，第2-1和2-2淤泥層的地基承載力為4055Kpa，經過沖擊壓實結合超載預壓處理方法進行地基處理后的承載力明顯提高，第1層的地基承載力達到120Kpa，第2-1和2-2淤泥層的地基承載力達到了80Kpa，并且含水量大大降低，減少了沉降與不均勻沉降。3.2.4 結論通過孔隙水壓力測試、沉降觀測和地基承載力測試，我們認為：沖擊壓實處理軟土地基，其處理深度為6.5m；采取在原地面設置盲溝（排水12、通道），縱向按兩側設置加中間設置盲溝，橫向按每個20米設置一道盲溝，盲溝的斷面為高40cm，寬40cm；填料宜采用顆粒較大石料，其排水與骨架作用；沖擊壓實施工工藝參數為：三遍沖擊壓實，第一遍為12遍，間隔1周，第二遍為4遍，間隔1周，重新填筑至設計標高，進行第三遍沖擊壓實為8遍。通過試驗表明：地基承載力有較大提高，沉降施工結束后一個月趨于穩定，由此說明采用沖擊壓實方法進行軟土地基處理是成功的，可推廣使用。4 沖擊壓實施工總結根據試驗段成果，進行大面積施工，具體施工方法如下：場地清理，清除30cm植物土；在原地面設置盲溝，縱向按兩側設置兩道盲溝，中間設置一道盲溝，橫向按每個20米設置一道盲溝，盲13、溝的斷面為高40cm，寬40cm；盲溝的填料采用顆粒較大石料，起排水作用；采用小于50cm粒徑的礦渣填筑至設計標高，虛鋪厚度為80cm；采用25KJ三邊形沖擊式壓路機沖壓處理軟土地基。由于軟土特殊性，過度沖擊壓實導致填筑層的翻漿，因此根據試驗結果，其沖擊壓實分兩次進行。第一次為12遍，間隔1周，第二次為4遍；采用50T振動壓路機施工路堤至設計標高；采用25KJ三邊形沖擊式壓路機增強補壓，沖壓遍數為8遍；堆載預壓，并進行沉降監測；根據沉降曲線，推算沉降與不均勻沉降，滿足設計要求（工后沉降小于30cm）后，進行路基路面施工。綜上所述，本工程路段采用動力固結結合超載預壓的軟基處理方法效果明顯，達到了14、設計要求，并滿足了使用要求。但是在施工過程中發生的實測沉降量較小，未達到預期的沉降，分析原因如下：由于施工期正值旱季，雨水較少，清表后未及時回填礦渣，因此表面的軟土水分蒸發，在水分蒸發過程中，已經發生了沉降，同時表層軟土已經超固結，硬殼層變厚。其直接結果就是：提高土基的強度與剛度，減少了側向位移，同時減少了沉降與不均勻沉降；路提填料部分粒徑偏大，顆粒之間是骨架結構，通過沖擊壓實，一方面壓實填料，另一方面處理軟土地基，進一步加厚了硬殼層，提高了土基的強度與剛度，因此原土基表面的受力均勻，減少了施工過程中的沉降與不均勻沉降；總之，本路段已經交付使用，外觀功能較好，所發生的工后沉降與不均勻沉降較小，路面正常運營，滿足了設計使用要求。由此說明采用動力固結結合超載預壓的軟基處理方法效果明顯而且是有效的。