胡 燕

(江西交通咨詢公司)

強夯置換法處理軟土地基的應用研究

胡 燕

(江西交通咨詢公司)

以江西省撫吉高速公路工程為例，探討強夯置換法在公路工程軟土地基處理中的應用。

公路工程;軟土地基;強夯置換法

1 強夯置換法在公路軟土地基處理中的應用

1.1 地基處理方法的選擇

由于撫吉高速公路擴建區(qū)域大部分為淤泥及魚塘，大多為軟土地層，因此擴建的首要任務為地基處理。該公路工程通過對擴建區(qū)域進行實地考察，并結合擴建計劃，選擇強夯置換法作為公路工程地基處理的主要方法。強夯置換法通過強夯施工技術，在擴建區(qū)域范圍內構建深度適宜的夯坑，于夯坑中置入相應的置換材料，這些置換材料的壓縮性較低，且具備較高的強度，材料置入后通過夯能作用將其打入軟土層中，形成置換體，以此鞏固地基結構，使地基結構更加的密實、更加的牢固。同時，利用滿夯樁間土，使整個地基得以充分排水，進而鞏固地基，形成復合地基，使該公路軟土地基的物理力學性能有所改善，增強地基的承載力。強夯置換法的適用范圍較廣，在沼澤地軟土地基、淤泥軟土地基、濕陷性黃土地基中，均得到廣泛的應用，具有無可比擬的優(yōu)點，如操作方便、成本低、加固作用強、所需時間短等。依據該公路工程軟土地基特點，選用強夯置換法作為地基處理方法，是最適合不過的選擇。

1.2 地基處理具體區(qū)域與夯點布置情況

在擴建過程中，所需處理的軟土地基主要為公路附件的溝渠魚塘，這些區(qū)域同時也是強夯置換法實行的主要區(qū)域，在施工過程中，可將其分為5個夯區(qū)，夯區(qū)具體布置方法如下圖1。

圖1 夯區(qū)布置圖

地基處理中，需做到以下幾點。

(1)加強原材料的控制。原材料是強夯置換法施工的關鍵因素，選擇合適、高質量的強夯墊層材料，對公路地基處理有著重要的意義。目前，該公路所選擇的強夯墊層材料主要為碎石料，這些碎石料級配較好，且無風化現(xiàn)象，含泥量控制在3%之內，超過70%的顆粒，粒徑不得超過30 cm。此外，原材料中必須確保無垃圾、雜質或草根等的出現(xiàn)。在地基夯擊階段，必須依據實際情況在最短時間內回填礫石料，所選擇的夯填料含沙量必須控制在5%之內，粒徑必須控制在30 cm之內。公路地基處理分區(qū)強夯設計情況如表1。

表1 地基處理分區(qū)強夯設計表

(2)科學設置墊層?？蛇x擇砂石料作為強夯墊層的主要材料，厚度可設置在1 m左右。

(3)科學設置間隔時間。間隔時間的設置，需參照孔隙水壓具體的消散情況，由于該公路處理土層大部分具備較小的滲透系數，因此需嚴格控制夯擊間隔時間，通常不超過2周。此外，在公路施工中可實施分區(qū)施工，有效減少窩工的產生°

(4)夯擊次數的選擇。夯擊次數的設置需參照施工現(xiàn)場所獲取的夯沉量關系曲線，同時需符合以下兩方面的要求:第一，確保夯坑附近地面未存在大范圍的隆起;第二，確保地基未受夯坑過深的影響，未出現(xiàn)起錘困難等現(xiàn)象;第三，確保最后2擊所獲得的平均夯沉量于50 mm之內，若出現(xiàn)較大的單擊夯擊能量，則必須控制在100 mm之內。

(5)科學設置強夯間距與強夯能級。對于點夯，可選擇2 000 kN·m作為其夯擊能，選擇大于30 kPa作為靜接地壓力。對于第一遍夯點，可將其設置為正方形的形狀，間距可設置為5 m，對于第二遍夯點，可設置為中間插檔。對于滿夯，可選擇1 000 kN·m作為其夯擊能，其靜接地壓力需控制在20 kPa左右，夯錘直徑需控制在3.0 m左右。

1.3 強夯置換法的施工程序

該公路在強夯施工前，選擇相應的場地作為實驗區(qū)，通過試夯施工實驗，選取合適的強夯參數。試夯結束后，方可進行施工:(1)待公路工程路面完全平整后，詳細劃出第一遍夯擊點所在的具體位置，同時需對路段高程進行嚴格的測量°(2)應用起重機，必須確保夯錘準確落在夯點位置處。(3)施工過程中，需做好夯前錘頂高程的測量°(4)起吊夯錘，使其達到預期的高度，然后讓夯錘下落，將吊鉤放下，對錘頂高程等進行嚴格的測量，如存在夯錘歪斜，則必須在最短時間內回填坑底，使其保持一定的平整性°(5)再一次進行(4)的步驟，同時依據試夯結果，設置合適的夯擊次數，并規(guī)定相應的控制標準，結束夯點的夯擊任務°(6)一次夯點結束后，需換另一個夯點，并再一次進行以上步驟°(7)夯坑需具備一定的平整性，利用推土機實施回填。同時需加強公路路段高程的測量°(8)于預期的時間范圍內，完成以上程序，結束所有夯點的夯擊任務，選擇低能量實施滿夯。對于路段表層松土，需將其夯實，并加強夯后路段高程的測量。

2 強夯置換法的加固效果

(1)軟土地基處理中，所選用的測試數據皆達到預期的設計標準，其施工記錄也達到預期的要求°(2)強夯施工結束20 d后檢驗地基質量，能夠檢驗得更可靠、有效°(3)科學選擇質量檢驗方法。首先進行原位測試，其測試結果皆滿足一定的要求或標準;其次進行室內土工試驗，其所測試結果也滿足一定的要求或標準°(4)加大的數量檢驗。該公路在軟土地基處理中，任何處理分區(qū)都需進行嚴格的檢驗，其檢驗點皆不低于3處，且保證不低于設計處理所規(guī)定的具體深度，這樣可提高檢驗的科學性與有效性°(5)通過強夯置換法處理后，其頂面反應模遠遠超過60 MN/m3，差異沉降控制在0.15%之內，達到一定的要求°(6)地基在進行相應的處理后，其承載力標準值有所改變，相比與未處理的地基，其承載力標準值大大提高，超過250 kPa，達到一定的要求或標準。

3 結束語

綜上所述，在公路工程軟土地基處理中，充分結合公路的實際情況，科學、合理地應用強夯置換法，其處理效果較為明顯，能達到預期的要求與標準。強夯置換法對公路軟土地基處理有著重要的作用，但施工中需注意從實際情況出發(fā)，注意施工工藝的選擇。

［1］徐至鈞.強夯和強夯置換法加固地基［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2004.

［2］ 公路路基設計規(guī)范(JTGD30-2004)［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［3］建筑地基處理技術規(guī)范(JGJ79-2002)［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

U416.1

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1008-3383(2014)03-0018-01

2013-10-15

胡燕(1976-)，女，江西南昌人，工程師，研究方向:路橋管理。