公路軟土地基強(qiáng)夯置換施工技術(shù)分析

夏季

摘要：文章介紹了公路軟土路基強(qiáng)夯置換施工技術(shù)，并從設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)方面對(duì)強(qiáng)夯置換施工技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)其他軟土路基公路施工建設(shè)有著一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：公路建設(shè)；軟土路基；強(qiáng)夯置換；施工設(shè)計(jì)；施工參數(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U416 文章編號(hào)：1009-2374（2015）15-0109-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.057

強(qiáng)夯置換是從重錘夯實(shí)施工技術(shù)上發(fā)展出來(lái)的動(dòng)力加固地基方法，該項(xiàng)技術(shù)通過(guò)吊升設(shè)備將重錘提升到一定高度之后使其自由落下，通過(guò)產(chǎn)生的沖擊能進(jìn)行軟土表面碎礫石墊層夯擊，將碎礫石墊層擠壓進(jìn)軟土層中實(shí)現(xiàn)置換，能夠提高一定范圍內(nèi)的地基承載能力，降低源頭地基的壓縮性，可以明顯改善地基受力性能，多年的工程建設(shè)實(shí)踐表明這種方法的適用性很強(qiáng)，尤其是對(duì)于軟土地基施工效果很好。

1 強(qiáng)夯置換施工設(shè)計(jì)

強(qiáng)夯置換施工中塊石中存在的孔隙是土體中孔隙水排出的理想通道，通過(guò)強(qiáng)夯置換施工，能夠進(jìn)一步縮短軟土排水固結(jié)的時(shí)間，在較短時(shí)間內(nèi)就能夠?qū)崿F(xiàn)地基土強(qiáng)度、土壓縮性與沙土抗液化條件的改善。

1.1 強(qiáng)夯方案適用性分析

強(qiáng)夯方法能夠用于碎石土、砂土、低飽和度粉土以及濕陷性黃土，對(duì)于飽和度極高的黏性土也能夠使用，但是在超孔隙水壓力影響下，處理效果不十分理想，特別是加固淤泥以及淤泥質(zhì)土效果不好，但是強(qiáng)夯置換方法則能夠有效提高飽和度很高的黏性土以及淤泥質(zhì)土的地基承載力。強(qiáng)夯置換在3～7m深軟土層上有一定經(jīng)濟(jì)性與可靠性，對(duì)比換填施工，需要適當(dāng)減少棄土占用耕地面積，同時(shí)有效節(jié)省了石料用量，對(duì)比其他軟土路基施工技術(shù)，施工成本更低，加固效果更加穩(wěn)定可靠，但是強(qiáng)夯施工

噪音與振動(dòng)較大，在人口稠密的地區(qū)不適宜開(kāi)展施工。

1.2 夯擊重量、夯點(diǎn)布置方案設(shè)計(jì)

通常強(qiáng)夯施工都依據(jù)法國(guó)梅納修正公式，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定夯錘重量，布置夯點(diǎn)時(shí)，夯點(diǎn)間距過(guò)小，夯擊容易產(chǎn)生密實(shí)層，對(duì)夯實(shí)能量向深層的傳遞造成了很大困難，而且夯擊上部土體容易從側(cè)向已經(jīng)形成的夯坑中擠出，導(dǎo)致坑壁坍塌。而夯擊間距過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致置換用量較小，無(wú)法獲得理想的加固效果，通常情況下設(shè)置夯點(diǎn)間距要超過(guò)或者等于兩倍夯錘直徑。夯點(diǎn)通常都采用正方形布置方案，采用跳點(diǎn)夯擊，實(shí)際上每遍夯點(diǎn)之間距離為兩倍間距，按照柱網(wǎng)布置夯擊點(diǎn)。

1.3 夯擊遍數(shù)、夯點(diǎn)擊數(shù)確定

為了盡快通過(guò)強(qiáng)夯消除超靜孔隙水壓力，獲得最佳強(qiáng)夯加固效果，強(qiáng)夯分四遍進(jìn)行，第一遍、第二遍均為主夯點(diǎn)，夯擊能量為3000kN·m，第三遍、第四遍夯滿，夯擊能量為第一遍第二遍的1/2即可。夯擊點(diǎn)數(shù)通過(guò)前后兩次夯擊沉降差來(lái)確定，同時(shí)控制單機(jī)沉降量在50～100mm之間。

2 強(qiáng)夯施工

公路軟土路基的強(qiáng)夯置換施工主要有施工準(zhǔn)備工作、夯區(qū)墊層整平、定位放線、根據(jù)設(shè)計(jì)方案確定施工參數(shù)、試夯、施工參數(shù)調(diào)整與大面積施工等環(huán)節(jié)。施工參數(shù)的確定不能僅依靠主觀與工程經(jīng)驗(yàn)，需要根據(jù)試夯結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，選擇有代表性的地點(diǎn)進(jìn)行試夯，根據(jù)施工實(shí)際情況來(lái)對(duì)施工方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，在此基礎(chǔ)上對(duì)施工方案的合理性進(jìn)行充分論證，及時(shí)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，從而保證強(qiáng)夯質(zhì)量。

2.1 施工準(zhǔn)備

進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際勘查，結(jié)合設(shè)計(jì)方案實(shí)際情況，確定需要夯實(shí)的位置，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)圖紙等技術(shù)文件，編制完善的施工方案，開(kāi)展技術(shù)安全交底，清理地表土，保證其滿足透水性材料需求，并檢查施工機(jī)械、現(xiàn)場(chǎng)人員、施工材料的準(zhǔn)備情況。

2.2 夯區(qū)、墊層整平

按照施工設(shè)計(jì)方案要求的置換厚度，選擇適用的施工材料，主要有砂礫、碎石等透水性材料，鋪筑墊層，使用平地機(jī)或者推土機(jī)整平。

2.3 定位放線

施工現(xiàn)場(chǎng)使用全站儀放樣，標(biāo)準(zhǔn)中線邊線，選擇合適的夯點(diǎn)，主夯點(diǎn)橫縱向間距為6m，副夯點(diǎn)之間兩個(gè)主夯點(diǎn)之間各布置一個(gè)，使用白灰進(jìn)行標(biāo)注。

2.4 施工參數(shù)確定

根據(jù)上節(jié)計(jì)算公式確定夯擊能和錘重，同時(shí)選擇相應(yīng)的夯錘落距，開(kāi)工之前進(jìn)行夯錘質(zhì)量與落距檢查，同時(shí)在鋼絲繩上做好落距標(biāo)志，控制夯錘落距偏差在30cm以內(nèi)。強(qiáng)夯置換布點(diǎn)形式要按照基礎(chǔ)形狀合理選擇，通常都為梅花形布置，第一遍夯擊點(diǎn)間距選擇夯錘直徑的2.5～3.5倍即可，第二遍夯點(diǎn)位于第一遍夯點(diǎn)的中間。

開(kāi)工之后需要首先清理整平施工場(chǎng)地，標(biāo)出夯點(diǎn)位置之后進(jìn)行每個(gè)夯點(diǎn)的標(biāo)高測(cè)量，強(qiáng)夯整平結(jié)束之后爭(zhēng)取每一個(gè)夯點(diǎn)都能夠滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高要求。

2.5 試夯

2.5.1 試夯。施工之前需要根據(jù)提出的強(qiáng)夯參數(shù)以及替代方案進(jìn)行試夯，按照設(shè)計(jì)單位初步確定參數(shù)，制定試驗(yàn)方案，選擇施工場(chǎng)地有代表性的位置選擇試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行試夯。

2.5.2 施工參數(shù)的最終確定。通過(guò)試夯，驗(yàn)證工藝加工方案的可行性，確定最佳夯擊能、夯擊數(shù)、夯坑間距、間隔周期、地面變形量和填料最優(yōu)級(jí)配等參數(shù)，指導(dǎo)進(jìn)行大規(guī)模施工。

2.5.3 強(qiáng)夯置換夯點(diǎn)夯擊次數(shù)需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試確定，但是同時(shí)也要滿足平均夯沉量規(guī)范要求和地基承載力要求。

2.5.4 測(cè)試滿足要求之后提交強(qiáng)夯置換試驗(yàn)報(bào)告，指導(dǎo)進(jìn)行大面積施工。

2.6 施工

圖1 強(qiáng)夯置換施工示意圖

按照試夯確定的施工參數(shù)進(jìn)行大面積施工，最后兩遍夯擊沉降量滿足設(shè)計(jì)要求為止。之后平整長(zhǎng)期，對(duì)強(qiáng)夯點(diǎn)適當(dāng)填筑透水性材料，將整個(gè)段落慢夯一遍，進(jìn)行再次整平碾壓，該段落強(qiáng)夯置換施工結(jié)束。通常施工認(rèn)為，為了削弱強(qiáng)夯置換過(guò)程中土層出現(xiàn)覅安的擠壓和隆起，置換點(diǎn)應(yīng)該采用兩三遍交叉布置的方式，每遍都采用正方形或者排間交錯(cuò)布置的方式，最后開(kāi)始滿夯。滿夯能夠進(jìn)一步提高地基表層密實(shí)度，在經(jīng)過(guò)2～3次的置換施工之后，置換點(diǎn)最好采用梅花形布置，并根據(jù)要達(dá)到的承載力大小以及原狀土抗剪強(qiáng)度確定夯擊點(diǎn)間距，必要時(shí)可采取小間距。

3 結(jié)語(yǔ)

采用強(qiáng)夯置換的方式處理軟土路基能夠發(fā)揮置換加固、擠密和排水作用，有效克服了強(qiáng)夯加固飽和軟土路基的缺陷，施工方便，取材方便，施工速度很快，造價(jià)較低，能夠節(jié)省約30%以上的投資，有著十分明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，在公路軟土路基處理中有著較高的推廣價(jià)值。

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（責(zé)任編輯：陳 倩）endprint