小議強(qiáng)夯置換法在公路軟基加固中的應(yīng)用

高會(huì)敏

摘 要：在公路工程結(jié)構(gòu)中，軟土地基作為路基工程的主要類(lèi)型之一，如何選擇合理的處理方法極為關(guān)鍵。為此，必須結(jié)合具體工程案例，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，充分掌握軟土路基施工現(xiàn)狀，才能保證采取的施工方法、施工技術(shù)科學(xué)、有效，強(qiáng)夯換填法的應(yīng)用，可有效提高路基穩(wěn)定性，才能提高工程質(zhì)量，保證道路通行安全。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯置換法;優(yōu)點(diǎn);軟基加固

0 引言

伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)公路建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，在軟土路基修建公路極為常見(jiàn)，為保證此類(lèi)路基施工質(zhì)量，必須采取一定措施進(jìn)行處理，從而降低土體含水率，提高壓實(shí)度，保證整體施工質(zhì)量。軟土是指含水量大、壓縮性高、承載力低的一種軟塑到流塑狀態(tài)的飽和黏土。通常情況下，此類(lèi)土的含水量在40%以上，飽和度在50%以上，孔隙比超過(guò)1.0。施工過(guò)程中，因其含水率高、承載能力弱，穩(wěn)定性不足等缺陷，極易產(chǎn)生“彈簧”情況，大大增加壓實(shí)難度，甚至?xí)霈F(xiàn)路基路面沉陷、變形等問(wèn)題。當(dāng)前，多選強(qiáng)夯、換填等方法處治。因此，應(yīng)重視軟土處理方法，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采取科學(xué)、有效措施，達(dá)到最佳處治效果。本文結(jié)合具體工程案例，提出了強(qiáng)夯置換法，這種處理技術(shù)的應(yīng)用，可有效降低含水率，提高路基穩(wěn)定性。

1 強(qiáng)夯置換法的優(yōu)點(diǎn)

強(qiáng)夯置換法是指通過(guò)重錘高落差產(chǎn)生的高沖擊能強(qiáng)力向地基內(nèi)擠入性能良好的材料，如碎石、礦渣、片石等，從而在地基內(nèi)構(gòu)成大量粒料墩，墩和墩之間的土體可共同構(gòu)成復(fù)合地基，減少沉降量，提升地基承載力。在整個(gè)強(qiáng)夯置換環(huán)節(jié)，土體結(jié)構(gòu)將會(huì)被破壞，地基土體產(chǎn)生超孔隙水壓力，伴隨時(shí)間的延長(zhǎng)，土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度將逐漸恢復(fù)。其主要作用是用于提高軟基承載力，加快淤泥層沉降固結(jié)。其特點(diǎn)為加固效果好、操作簡(jiǎn)單、成本低等，適用于10 m內(nèi)淤泥層處理。相比其他軟基處理方法，強(qiáng)夯置換法的優(yōu)勢(shì)如下：

（1）技能先進(jìn)，既可到達(dá)良好的強(qiáng)夯作用，又可最大限度地提升地基承載力及抗變形能力;（2）量體裁衣，能夠挑選不同的置換材料，較為靈敏;（3）作用顯著，處理作用直觀，質(zhì)量安穩(wěn)，可靠性強(qiáng);（4）使用廣泛，可用于品種不同性質(zhì)的軟土土層的加固處理，地質(zhì)條件適用性廣;（5）節(jié)能、環(huán)保，目前，我國(guó)強(qiáng)夯施工經(jīng)驗(yàn)豐富，具有高效率、高質(zhì)量、安全等施工經(jīng)驗(yàn)，而且滿足地基設(shè)計(jì)要求，并且安全完工。

2 工程概況

某公路工程所處地質(zhì)條件復(fù)雜，存在較厚雜填土，且極為松散，將大大加大施工難度。本路段軟土路基段起訖樁號(hào)為K53+495～K55+500段，經(jīng)鉆探結(jié)果可知，地下水位為0.60 m～0.80 m，因本路段自然地面以下存在大量飽和粉質(zhì)粘土、粉土，具有較大含水量、孔隙比等。為提升路基承載力，經(jīng)決定采用塊石強(qiáng)夯置換加固法進(jìn)行處理。

3 公路軟基加固中強(qiáng)夯置換施工方案

經(jīng)對(duì)比分析多種軟土路基處理法，決定采用塊石強(qiáng)夯置換法進(jìn)行施工。整體加固設(shè)計(jì)方案如下：

（1）原路基處先將1 m厚軟土層挖除，換填同樣厚度的塊石層進(jìn)行強(qiáng)夯置換處理。將路基坡腳外3 m設(shè)為處理范圍，隨后按照天然砂礫（0.3 m厚）+土工格柵（一層）+天然砂礫（0.7 m）的順序進(jìn)行鋪筑，并一層一層碾壓，最后進(jìn)行路堤填筑。（2）強(qiáng)夯時(shí)，采用圓柱形夯錘，自重為15 t，各項(xiàng)參數(shù)為如下：1）直徑：1.5 m，2）高度：2 m，3）落距：10 m，4）單擊夯擊能：1 500 kN·m。（3）夯擊可分3遍完成，前2遍均為點(diǎn)夯，采用1 500 kN·m夯擊能。第3遍為滿夯，按照1/3夯錘底面積進(jìn)行相互搭接，800 kN·m為單擊夯擊能，每個(gè)夯點(diǎn)，夯擊次數(shù)為5擊。（4）當(dāng)最后兩擊夯沉量在50 mm以下時(shí)，可確定夯點(diǎn)夯擊次數(shù)，且控制在8擊以上。（5）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，5 m為加固深度，按2 m為塊石墩直徑，則0.126為復(fù)合地基置換率，要求在2 m以內(nèi)控制塊石墩長(zhǎng)度。（6）按照規(guī)定，需在600 mm以內(nèi)控制塊石料最大粒徑，且粒徑在300 mm～600 mm的塊石含量需控制在50%以上。

4 公路軟基加固中強(qiáng)夯置換法施工要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

施工前，需做好施工準(zhǔn)備工作，要先做好測(cè)量、放樣工作，根據(jù)導(dǎo)線點(diǎn)具體位置，將夯擊的夯點(diǎn)放出，并通過(guò)白灰表示。根據(jù)上述施工設(shè)計(jì)方案，可將夯點(diǎn)按等邊三角形布設(shè)，并做好各導(dǎo)線點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)加密工作。隨后測(cè)量各橫斷面原地面高程，保證后期施工滿足設(shè)計(jì)要求。與此同時(shí)，還應(yīng)完善臨時(shí)排水設(shè)施，做好整體規(guī)劃，保證雨水能夠及時(shí)排除，避免對(duì)路基土含水量造成嚴(yán)重影響。

4.2 機(jī)械就位

完成上述所有準(zhǔn)備工作后，即可將施工各設(shè)備放置于現(xiàn)場(chǎng)指定位置，實(shí)現(xiàn)機(jī)械準(zhǔn)確就位，尤其是起重機(jī)，在其就位之后，應(yīng)保證15 t夯錘與夯點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。且根據(jù)施工方案設(shè)計(jì)，合理控制夯錘落距等指標(biāo)。

4.3 夯擊施工

根據(jù)要求本次強(qiáng)夯換填材料為塊石，那么在夯擊施工中，即可同時(shí)進(jìn)行填筑與夯擊施工，保持一致。隨后將填料填筑到夯坑內(nèi)，保證填筑高度滿足設(shè)計(jì)要求。夯擊次數(shù)可按照設(shè)計(jì)要求確定，為前2遍均為點(diǎn)夯，后1遍為滿夯，根據(jù)要求，夯擊數(shù)在8擊以上即可，結(jié)合具體情況，決定以15擊為準(zhǔn)，最后2擊時(shí)，若夯沉量在50 mm以內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，可暫停施工。

4.4 滿夯施工

結(jié)束以上施工后，可以按800 kN·m進(jìn)行滿夯施工，保證夯擊具有連續(xù)性，完成滿夯施工后，需確保地面平整，滿足設(shè)計(jì)要求。

5 強(qiáng)夯置換施工問(wèn)題及處理對(duì)策

5.1 偏夯

強(qiáng)夯置換施工中，常常會(huì)出現(xiàn)偏夯問(wèn)題，其根本原因在于環(huán)境變化或人為操作等，這些因素的產(chǎn)生均會(huì)導(dǎo)致起重設(shè)備的夯錘無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置，從而出現(xiàn)偏差、偏夯情況。為解決及避免此類(lèi)問(wèn)題產(chǎn)生，可選擇圓形夯錘，在每次夯擊前，對(duì)夯點(diǎn)位置進(jìn)行再次放線復(fù)核，且在15 cm以內(nèi)合理控制夯錘中心與夯點(diǎn)之間的位置差距，或者以夯點(diǎn)為中點(diǎn)，將夯位輪廓線準(zhǔn)確劃出，從而避免偏夯問(wèn)題出現(xiàn)，提高夯錘位置的精確度。

5.2 歪夯

施工中因原路基存在不均勻強(qiáng)度情況，或夯擊場(chǎng)地凹凸不平，或墊層壓實(shí)度不足，均會(huì)在夯擊施工之后，產(chǎn)生碎石墩垂直度偏離情況，從而產(chǎn)生歪夯等情況，甚至?xí)?yán)重影響夯擊能，危害置換墩體。

為此，要求做好每次夯擊效果監(jiān)測(cè)工作，及時(shí)處理歪夯問(wèn)題，若問(wèn)題較為嚴(yán)重時(shí)，可選擇填料及時(shí)填平坑底，隨后再次進(jìn)行夯擊施工。

5.3 地表過(guò)大隆起及翻漿

強(qiáng)夯施工的目的是充分?jǐn)D出夯點(diǎn)附近的軟土，若在施工過(guò)程中，夯擊能過(guò)大，將會(huì)出現(xiàn)地表隆起開(kāi)裂情況，或產(chǎn)生翻漿、冒泥問(wèn)題。針對(duì)這種問(wèn)題，需及時(shí)暫停夯擊施工，待碎石鋪墊到夯點(diǎn)附近之后，才能重新進(jìn)行夯擊施工?；蛲ㄟ^(guò)增加填料投放次數(shù)的方式進(jìn)行處理，但必須合理控制每次添加量。待重新進(jìn)行夯擊施工后，需對(duì)夯點(diǎn)之間的距離進(jìn)行再次調(diào)整，保證滿足施工要求。

5.4 “橡皮土”的處理

“橡皮土”的產(chǎn)生很大原因在于軟基內(nèi)粘性土具有較大含水率，且呈飽和狀態(tài);或因兩次夯擊時(shí)間相隔過(guò)短;或孔隙水壓消散不及時(shí)等。為解決上述問(wèn)題，需設(shè)置好排水設(shè)施，保證快速將土地內(nèi)的水排出，保證土體固結(jié)效果。若仍無(wú)法有效解決，可選擇挖除換填法進(jìn)行施工處治。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)各地公路工程建設(shè)投資越來(lái)越大，公路工程建設(shè)對(duì)地基要求較高。在多種因素作用下，大量公路工程不得不修建在軟土地基之上。軟土地基普遍存在含水量高、強(qiáng)度小、穩(wěn)定性差等問(wèn)題。若軟土地基處理不好，將無(wú)法滿足路基承載力等要求，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量隱患。為此，必須采用科學(xué)、有效的加固方法進(jìn)行有效處理。強(qiáng)夯置換法能夠在強(qiáng)夯作用下，有效提高地基土強(qiáng)度，降低地基土壓縮性，并能提升土層均勻度，保證路基穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

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