强夯置换法处理软土地基的应用研究

胡 燕

(江西交通咨询公司)

强夯置换法处理软土地基的应用研究

胡 燕

(江西交通咨询公司)

以江西省抚吉高速公路工程为例，探讨强夯置换法在公路工程软土地基处理中的应用。

公路工程;软土地基;强夯置换法

1 强夯置换法在公路软土地基处理中的应用

1.1 地基处理方法的选择

由于抚吉高速公路扩建区域大部分为淤泥及鱼塘，大多为软土地层，因此扩建的首要任务为地基处理。该公路工程通过对扩建区域进行实地考察，并结合扩建计划，选择强夯置换法作为公路工程地基处理的主要方法。强夯置换法通过强夯施工技术，在扩建区域范围内构建深度适宜的夯坑，于夯坑中置入相应的置换材料，这些置换材料的压缩性较低，且具备较高的强度，材料置入后通过夯能作用将其打入软土层中，形成置换体，以此巩固地基结构，使地基结构更加的密实、更加的牢固。同时，利用满夯桩间土，使整个地基得以充分排水，进而巩固地基，形成复合地基，使该公路软土地基的物理力学性能有所改善，增强地基的承载力。强夯置换法的适用范围较广，在沼泽地软土地基、淤泥软土地基、湿陷性黄土地基中，均得到广泛的应用，具有无可比拟的优点，如操作方便、成本低、加固作用强、所需时间短等。依据该公路工程软土地基特点，选用强夯置换法作为地基处理方法，是最适合不过的选择。

1.2 地基处理具体区域与夯点布置情况

在扩建过程中，所需处理的软土地基主要为公路附件的沟渠鱼塘，这些区域同时也是强夯置换法实行的主要区域，在施工过程中，可将其分为5个夯区，夯区具体布置方法如下图1。

图1 夯区布置图

地基处理中，需做到以下几点。

(1)加强原材料的控制。原材料是强夯置换法施工的关键因素，选择合适、高质量的强夯垫层材料，对公路地基处理有着重要的意义。目前，该公路所选择的强夯垫层材料主要为碎石料，这些碎石料级配较好，且无风化现象，含泥量控制在3%之内，超过70%的颗粒，粒径不得超过30 cm。此外，原材料中必须确保无垃圾、杂质或草根等的出现。在地基夯击阶段，必须依据实际情况在最短时间内回填砾石料，所选择的夯填料含沙量必须控制在5%之内，粒径必须控制在30 cm之内。公路地基处理分区强夯设计情况如表1。

表1 地基处理分区强夯设计表

(2)科学设置垫层。可选择砂石料作为强夯垫层的主要材料，厚度可设置在1 m左右。

(3)科学设置间隔时间。间隔时间的设置，需参照孔隙水压具体的消散情况，由于该公路处理土层大部分具备较小的渗透系数，因此需严格控制夯击间隔时间，通常不超过2周。此外，在公路施工中可实施分区施工，有效减少窝工的产生°

(4)夯击次数的选择。夯击次数的设置需参照施工现场所获取的夯沉量关系曲线，同时需符合以下两方面的要求:第一，确保夯坑附近地面未存在大范围的隆起;第二，确保地基未受夯坑过深的影响，未出现起锤困难等现象;第三，确保最后2击所获得的平均夯沉量于50 mm之内，若出现较大的单击夯击能量，则必须控制在100 mm之内。

(5)科学设置强夯间距与强夯能级。对于点夯，可选择2 000 kN·m作为其夯击能，选择大于30 kPa作为静接地压力。对于第一遍夯点，可将其设置为正方形的形状，间距可设置为5 m，对于第二遍夯点，可设置为中间插档。对于满夯，可选择1 000 kN·m作为其夯击能，其静接地压力需控制在20 kPa左右，夯锤直径需控制在3.0 m左右。

1.3 强夯置换法的施工程序

该公路在强夯施工前，选择相应的场地作为实验区，通过试夯施工实验，选取合适的强夯参数。试夯结束后，方可进行施工:(1)待公路工程路面完全平整后，详细划出第一遍夯击点所在的具体位置，同时需对路段高程进行严格的测量°(2)应用起重机，必须确保夯锤准确落在夯点位置处。(3)施工过程中，需做好夯前锤顶高程的测量°(4)起吊夯锤，使其达到预期的高度，然后让夯锤下落，将吊钩放下，对锤顶高程等进行严格的测量，如存在夯锤歪斜，则必须在最短时间内回填坑底，使其保持一定的平整性°(5)再一次进行(4)的步骤，同时依据试夯结果，设置合适的夯击次数，并规定相应的控制标准，结束夯点的夯击任务°(6)一次夯点结束后，需换另一个夯点，并再一次进行以上步骤°(7)夯坑需具备一定的平整性，利用推土机实施回填。同时需加强公路路段高程的测量°(8)于预期的时间范围内，完成以上程序，结束所有夯点的夯击任务，选择低能量实施满夯。对于路段表层松土，需将其夯实，并加强夯后路段高程的测量。

2 强夯置换法的加固效果

(1)软土地基处理中，所选用的测试数据皆达到预期的设计标准，其施工记录也达到预期的要求°(2)强夯施工结束20 d后检验地基质量，能够检验得更可靠、有效°(3)科学选择质量检验方法。首先进行原位测试，其测试结果皆满足一定的要求或标准;其次进行室内土工试验，其所测试结果也满足一定的要求或标准°(4)加大的数量检验。该公路在软土地基处理中，任何处理分区都需进行严格的检验，其检验点皆不低于3处，且保证不低于设计处理所规定的具体深度，这样可提高检验的科学性与有效性°(5)通过强夯置换法处理后，其顶面反应模远远超过60 MN/m3，差异沉降控制在0.15%之内，达到一定的要求°(6)地基在进行相应的处理后，其承载力标准值有所改变，相比与未处理的地基，其承载力标准值大大提高，超过250 kPa，达到一定的要求或标准。

3 结束语

综上所述，在公路工程软土地基处理中，充分结合公路的实际情况，科学、合理地应用强夯置换法，其处理效果较为明显，能达到预期的要求与标准。强夯置换法对公路软土地基处理有着重要的作用，但施工中需注意从实际情况出发，注意施工工艺的选择。

［1］徐至钧.强夯和强夯置换法加固地基［M］.北京:机械工业出版社，2004.

［2］ 公路路基设计规范(JTGD30-2004)［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［3］建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)［S］.北京:中国建筑工业出版社，2002.

U416.1

C

1008-3383(2014)03-0018-01

2013-10-15

胡燕(1976-)，女，江西南昌人，工程师，研究方向:路桥管理。