胡 燕

(江西交通咨詢公司)

強(qiáng)夯置換法處理軟土地基的應(yīng)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(qiáng)夯置換法在公路工程軟土地基處理中的應(yīng)用。

公路工程;軟土地基;強(qiáng)夯置換法

1 強(qiáng)夯置換法在公路軟土地基處理中的應(yīng)用

1.1 地基處理方法的選擇

由于撫吉高速公路擴(kuò)建區(qū)域大部分為淤泥及魚塘，大多為軟土地層，因此擴(kuò)建的首要任務(wù)為地基處理。該公路工程通過(guò)對(duì)擴(kuò)建區(qū)域進(jìn)行實(shí)地考察，并結(jié)合擴(kuò)建計(jì)劃，選擇強(qiáng)夯置換法作為公路工程地基處理的主要方法。強(qiáng)夯置換法通過(guò)強(qiáng)夯施工技術(shù)，在擴(kuò)建區(qū)域范圍內(nèi)構(gòu)建深度適宜的夯坑，于夯坑中置入相應(yīng)的置換材料，這些置換材料的壓縮性較低，且具備較高的強(qiáng)度，材料置入后通過(guò)夯能作用將其打入軟土層中，形成置換體，以此鞏固地基結(jié)構(gòu)，使地基結(jié)構(gòu)更加的密實(shí)、更加的牢固。同時(shí)，利用滿夯樁間土，使整個(gè)地基得以充分排水，進(jìn)而鞏固地基，形成復(fù)合地基，使該公路軟土地基的物理力學(xué)性能有所改善，增強(qiáng)地基的承載力。強(qiáng)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(yīng)用，具有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，如操作方便、成本低、加固作用強(qiáng)、所需時(shí)間短等。依據(jù)該公路工程軟土地基特點(diǎn)，選用強(qiáng)夯置換法作為地基處理方法，是最適合不過(guò)的選擇。

1.2 地基處理具體區(qū)域與夯點(diǎn)布置情況

在擴(kuò)建過(guò)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(shí)也是強(qiáng)夯置換法實(shí)行的主要區(qū)域，在施工過(guò)程中，可將其分為5個(gè)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(diǎn)。

(1)加強(qiáng)原材料的控制。原材料是強(qiáng)夯置換法施工的關(guān)鍵因素，選擇合適、高質(zhì)量的強(qiáng)夯墊層材料，對(duì)公路地基處理有著重要的意義。目前，該公路所選擇的強(qiáng)夯墊層材料主要為碎石料，這些碎石料級(jí)配較好，且無(wú)風(fēng)化現(xiàn)象，含泥量控制在3%之內(nèi)，超過(guò)70%的顆粒，粒徑不得超過(guò)30 cm。此外，原材料中必須確保無(wú)垃圾、雜質(zhì)或草根等的出現(xiàn)。在地基夯擊階段，必須依據(jù)實(shí)際情況在最短時(shí)間內(nèi)回填礫石料，所選擇的夯填料含沙量必須控制在5%之內(nèi)，粒徑必須控制在30 cm之內(nèi)。公路地基處理分區(qū)強(qiáng)夯設(shè)計(jì)情況如表1。

表1 地基處理分區(qū)強(qiáng)夯設(shè)計(jì)表

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

(3)科學(xué)設(shè)置間隔時(shí)間。間隔時(shí)間的設(shè)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(shù)，因此需嚴(yán)格控制夯擊間隔時(shí)間，通常不超過(guò)2周。此外，在公路施工中可實(shí)施分區(qū)施工，有效減少窩工的產(chǎn)生°

(4)夯擊次數(shù)的選擇。夯擊次數(shù)的設(shè)置需參照施工現(xiàn)場(chǎng)所獲取的夯沉量關(guān)系曲線，同時(shí)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(guò)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(nèi)，若出現(xiàn)較大的單擊夯擊能量，則必須控制在100 mm之內(nèi)。

(5)科學(xué)設(shè)置強(qiáng)夯間距與強(qiáng)夯能級(jí)。對(duì)于點(diǎn)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(duì)于第一遍夯點(diǎn)，可將其設(shè)置為正方形的形狀，間距可設(shè)置為5 m，對(duì)于第二遍夯點(diǎn)，可設(shè)置為中間插檔。對(duì)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(qiáng)夯置換法的施工程序

該公路在強(qiáng)夯施工前，選擇相應(yīng)的場(chǎng)地作為實(shí)驗(yàn)區(qū)，通過(guò)試夯施工實(shí)驗(yàn)，選取合適的強(qiáng)夯參數(shù)。試夯結(jié)束后，方可進(jìn)行施工:(1)待公路工程路面完全平整后，詳細(xì)劃出第一遍夯擊點(diǎn)所在的具體位置，同時(shí)需對(duì)路段高程進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量°(2)應(yīng)用起重機(jī)，必須確保夯錘準(zhǔn)確落在夯點(diǎn)位置處。(3)施工過(guò)程中，需做好夯前錘頂高程的測(cè)量°(4)起吊夯錘，使其達(dá)到預(yù)期的高度，然后讓夯錘下落，將吊鉤放下，對(duì)錘頂高程等進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量，如存在夯錘歪斜，則必須在最短時(shí)間內(nèi)回填坑底，使其保持一定的平整性°(5)再一次進(jìn)行(4)的步驟，同時(shí)依據(jù)試夯結(jié)果，設(shè)置合適的夯擊次數(shù)，并規(guī)定相應(yīng)的控制標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)束夯點(diǎn)的夯擊任務(wù)°(6)一次夯點(diǎn)結(jié)束后，需換另一個(gè)夯點(diǎn)，并再一次進(jìn)行以上步驟°(7)夯坑需具備一定的平整性，利用推土機(jī)實(shí)施回填。同時(shí)需加強(qiáng)公路路段高程的測(cè)量°(8)于預(yù)期的時(shí)間范圍內(nèi)，完成以上程序，結(jié)束所有夯點(diǎn)的夯擊任務(wù)，選擇低能量實(shí)施滿夯。對(duì)于路段表層松土，需將其夯實(shí)，并加強(qiáng)夯后路段高程的測(cè)量。

2 強(qiáng)夯置換法的加固效果

(1)軟土地基處理中，所選用的測(cè)試數(shù)據(jù)皆達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其施工記錄也達(dá)到預(yù)期的要求°(2)強(qiáng)夯施工結(jié)束20 d后檢驗(yàn)地基質(zhì)量，能夠檢驗(yàn)得更可靠、有效°(3)科學(xué)選擇質(zhì)量檢驗(yàn)方法。首先進(jìn)行原位測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果皆滿足一定的要求或標(biāo)準(zhǔn);其次進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)，其所測(cè)試結(jié)果也滿足一定的要求或標(biāo)準(zhǔn)°(4)加大的數(shù)量檢驗(yàn)。該公路在軟土地基處理中，任何處理分區(qū)都需進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)點(diǎn)皆不低于3處，且保證不低于設(shè)計(jì)處理所規(guī)定的具體深度，這樣可提高檢驗(yàn)的科學(xué)性與有效性°(5)通過(guò)強(qiáng)夯置換法處理后，其頂面反應(yīng)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)60 MN/m3，差異沉降控制在0.15%之內(nèi)，達(dá)到一定的要求°(6)地基在進(jìn)行相應(yīng)的處理后，其承載力標(biāo)準(zhǔn)值有所改變，相比與未處理的地基，其承載力標(biāo)準(zhǔn)值大大提高，超過(guò)250 kPa，達(dá)到一定的要求或標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在公路工程軟土地基處理中，充分結(jié)合公路的實(shí)際情況，科學(xué)、合理地應(yīng)用強(qiáng)夯置換法，其處理效果較為明顯，能達(dá)到預(yù)期的要求與標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)夯置換法對(duì)公路軟土地基處理有著重要的作用，但施工中需注意從實(shí)際情況出發(fā)，注意施工工藝的選擇。

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

［2］ 公路路基設(shè)計(jì)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(shù)規(guī)范(JGJ79-2002)［S］.北京:中國(guó)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。