高速公路軟基強夯置換碎石樁處理的試驗探析

摘 要：經濟的快速發展，也推動了交通運輸業的發展，交通運輸業的發展是離不開公路建設的。現在，在進行公路建設的時候，主要是在進行高速公路的建設，公路的建設工程是一項非常復雜的施工工程，其中，施工路基的情況對整個公路工程施工影響都是非常大的。在施工中出現軟土地基的情況非常常見，在對軟土地基進行處理的時候可以采用強夯置換碎石樁處理的方式進行施工，但是在實際的施工中還是要面臨很多施工問題的，為了使施工達到最好的施工效果，要對其作用機理和應用效果進行必要的分析。

關鍵詞：高速公路；軟土路基；強夯置換碎石樁

1 施工應用和施工方案

在高速公路的施工中，使用強夯置換碎石樁的處理方式是要在一定的軟土地基情況下才應用的。軟土地基通常指的是地基的地下水位較高，在土層的上層是一些粘性較高的土，下層是一些細沙和中砂的土層，這樣就會出現軟土地基。為了保證高速公路的施工，可以采用強夯置換碎石樁的方法進行施工，對軟土地基進行處理。在進行施工以前要對施工的起重設備和夯錘進行選擇，進行強夯置換碎石樁的施工是為了將碎石利用夯擊的力量將碎石加固到土層中，在進行施工中，機械設備的作用非常大，所以在施工前一定要準備好起重設備、夯錘以及自動脫鉤器。起重設備的選擇要保證在施工中可以進行碎石的升降，同時在夯錘的選擇上，最好是選擇平底的夯錘，這樣可以避免在進行夯錘起吊過程中吸力出現降低的情況。在進行夯擊的時候，夯擊的參數設置是非常重要的，在進行碎石強夯的過程中，施工的處理范圍不能大于路基的基礎范圍。

在進行夯擊的過程中，對夯擊的夯點要進行控制，夯點應該在正方形的網格中，在夯擊過程中要分三遍對夯點進行夯擊，每一次進行夯擊的時候要保證夯點間的間距都在六米。在進行最后一次夯擊的時候要以低夯擊能完成一次滿夯，這樣做的目的是為了使表土層松動的位置可以夯實。在進行每一次夯點的夯擊時，可以通過現場試驗夯擊得到夯擊次數和夯擊沉量之間的關系，這種關系可以通過曲線的形式來進行表現。但是這條曲線一定要同時符合以下要求，在進行夯擊的時候，不能出現在夯擊的周圍出現過大程度的隆起；在進行最后一次夯擊的時候，夯擊的沉量不能大于十厘米；在進行夯擊的時候要避免出現夯坑過深，出現夯錘起錘的問題；在進行每層夯擊的時候，夯擊的沉量不能太小，這樣無法達到加固的效果。在進行夯擊的時候，同時做到以上的要求可以使碎石的加固效果更加明顯。在進行碎石夯擊的時候是要進行三遍夯擊的，夯擊之間的時間間隔是要由土中的空隙水壓力的消散時間決定的。在進行試驗夯擊的時候，間隔時間是和施工采用的夯擊能力以及施工地點地質條件有很大關系的，在一些粘性較大的土基情況下，兩遍夯擊的間隔大概在一個月的時間。夯擊的間隔時間對夯擊的效果影響是非常大的，在進行夯擊的時候，很容易出現夯坑過深無法進行夯錘起錘的操作。

在夯擊過程中，經常會出現夯點周圍出現隆起的情況，出現隆起的情況和夯擊能量、夯擊的次數和夯點之間的間距都有關系。在進行夯擊的過程中，一定要嚴格控制夯擊的能量和夯點之間的間距。在進行夯擊的過程中，夯擊的質量是非常難控制的，在進行夯擊的時候只能通過加固的深度和最后一擊的夯擊沉量來對質量進行控制，在對質量進行控制的時候，最后一擊的夯擊沉量并不是唯一的控制方式，通過對夯點周圍是否出現過大的隆起和夯錘是否出現起錘困難都可以對質量進行控制。

在進行夯擊施工中，要先對施工的場地進行平整，對施工的場地進行標高的測量。然后進行碎石的鋪設，在進行鋪設的過程中要使用厚碎石進行墊層，這樣是為了保證機械的行走。在鋪設以后要進行放線的測量，在放樣的時候要標出第一個夯點的位置。然后進行對夯點的第一遍夯擊，在夯擊前和夯擊以后都要對夯點周圍的地面標高進行測量，在按照規定完成一個夯實的夯擊以后，就要對下一個夯點進行夯擊。夯擊時將夯錘起吊到預定位置，待夯錘脫鉤自由下落，測量夯錘頂面標高，如果發現夯錘傾斜，應及時將夯底整平。第一遍夯點完成，靜止一定時間后，推平夯坑，測量整平后的地面標高，重新放線定位，進行第二次、第三次置換。第三次置換完成后，靜止一定時間，推平夯坑，測量整平后的地面標高。最后進行低能滿夯，夯錘彼此搭接四分之一。

2 強夯置換碎石樁的試驗研究

2.1 振動影響測試

通過測試地面振動加速度來了解強夯振動的影響范圍。觀測結果表明，夯擊能達到一定數值以后，夯坑離建筑物之間的距離越近，對建筑造成的振動就越大。

為了減少強夯振動對周圍建筑物的影響，可在夯區周圍開挖隔振溝，以減小振動影響。

2.2 效果檢測

強夯置換施工后，分別采用靜載試驗、重型動力觸探、瑞利波對復合地基加固效果進行了試驗檢測。單樁靜載荷試驗歷時19小時31分鐘，沉降量16.42mm，殘余沉降量6.00mm，取s/b=0.01所對應的荷載，得出單樁承載力基本值為259kPa；樁間土靜載荷試驗歷時58小時30分鐘，沉降量60.66mm，取s/b=0.015所對應的荷載，得出單樁承載力基本值為54kPa，復合地基承載力為149kPa，滿足設計要求。試驗加載方式為慢速維持加荷法，總加載重量為設計要求的兩倍，加荷等級分為8級。每加一級荷載，單樁靜荷載試驗在加荷前后各記錄沉降一次。當一小時內沉降增量小于0.10mm時，即可加下一級荷載。樁間土靜荷載試驗每級加載后，按間隔10分、10分、10分、15分、15分，以后為每隔半小時讀一次沉降，當連續兩小時內，每小時的沉降量小于0.10mm時，則認為已趨穩定，可加下一級荷載。利用重Ⅱ型動力觸探對樁體的密實度及樁長進行檢測，被檢測的樁體中，標準貫入錘擊數，處理前3～6擊，處理后10～27擊，平均擊數為18擊，樁體碎石充填較好，且垂直連續，檢測結果表明樁長達到6.5m。利用瑞利波法測出樁間土和樁體兩種瑞利波速，由不同介質特性判定樁長。結果表明樁長為3.6～6.5m，滿足設計要求。

2.3 變形測試分析

據路基中線的分層沉降曲線表明，0～2m為亞粘土，相對沉降量較大。對于砂土、粉砂土地基，一般沉降發生在地面以下1～2m范圍內，為強夯松動區；2～6m相對沉降量很小，為強夯加固區；6～10m相對沉降量較小，為強夯影響區；10m以下幾乎無相對沉降，為強夯非影響區。

3 結束語

在進行高速公路的施工中，對軟土地基進行處理是非常重要的。高速公路的施工是一項非常復雜的施工工程，在施工中，經常會遇到各種各樣的施工地基，在面對不同地基時要采用不同的方法對路基進行加工處理。在面對軟土地基的施工中，采用強夯置換碎石樁的施工效果是非常明顯的。采用強夯置換碎石樁對軟土地基處理可消除地基土的液化，提高地基的承載力，加固效果顯著，是一種行之有效的軟土地基處理方法，建議在類似工程中推廣應用。每遍夯擊孔隙水壓力的消散時間為4～5周，施工時必須保證足夠的間歇時間才能達到較好夯擊效果。不同的夯擊產生的振動影響范圍不同，其安全距離可用單擊夯擊能的大小來估算。

參考文獻

[1]王保田.強夯碎石樁的發展及成樁機理分析[J].河海大學學報：自然科學版，1999，27（6）.