強(qiáng)夯法處理軟土路基施工工藝研究

李艷濤

摘 要：軟土路基施工過程中存在多種潛在危險，軟弱土體力學(xué)性質(zhì)各向異性顯著，軟土路基中軟弱土層分布復(fù)雜，對路基施工及使用期間穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。通過對強(qiáng)夯法施工原理分析，研究強(qiáng)夯法的優(yōu)缺點及適用性，并由具體的強(qiáng)夯法施工工程對強(qiáng)夯法施工工藝進(jìn)行研究，對施工場地沉降規(guī)律、靜荷載、孔隙水壓力等監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)，評價強(qiáng)夯法對軟土路基處理的效果。強(qiáng)夯法能夠提高路基承載力，增強(qiáng)土體抗液化的能力，能提升路基土層的均勻度，避免出現(xiàn)不均勻沉降。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯法;軟土地基;沉降;施工工藝

中圖分類號：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-9052（2020）01-0197-02

軟土路基中因分布有復(fù)雜軟弱土體，需要對路基深層土體進(jìn)行加固，但軟土路基加固方式是路基處理的難點。強(qiáng)夯法路基處理技術(shù)和提高路基承載力，尤其是對軟土路基，增強(qiáng)土體抗液化的能力，強(qiáng)夯法能夠有效地對路基不同土層的均勻度進(jìn)行提升，避免路基服務(wù)期間不均勻沉降的產(chǎn)生。對于強(qiáng)夯法的應(yīng)用及施工工藝的研究，文獻(xiàn)3采用物理力學(xué)模型試驗分析強(qiáng)夯法加固煤矸石地基的效果，分析不同夯擊能和夯擊次數(shù)作用下不同深度煤矸石地基動應(yīng)力的分布特征及其衰減規(guī)律;文獻(xiàn)4對強(qiáng)夯法的現(xiàn)場試驗，對強(qiáng)夯法的適用性及處理效果，對強(qiáng)夯法在濕陷性黃土地基中的應(yīng)用進(jìn)行研究;文獻(xiàn)5通過具體施工場地分別采用強(qiáng)夯法與沖擊碾壓法對地基處理的效果進(jìn)行研究，并對比分析各自的優(yōu)缺點及適用性;文獻(xiàn)6分析強(qiáng)夯法進(jìn)行軟弱土層路基加固過程中的原理及影響因素，并對其強(qiáng)夯法具體應(yīng)用進(jìn)行介紹分析。

首先，通過對強(qiáng)夯法施工原理及施工過程中的影響因素進(jìn)行分析，研究強(qiáng)夯法的優(yōu)缺點及適用性，根據(jù)對四川某軟弱土層路基的強(qiáng)夯法施工過程，對強(qiáng)夯法施工工藝進(jìn)行設(shè)計及施工，并對施工場地沉降規(guī)律、靜荷載、孔隙水壓力等監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)，分析強(qiáng)夯法在軟土地基加固處理的效果。

一、強(qiáng)夯法原理及優(yōu)缺點

1.強(qiáng)夯法原理

強(qiáng)夯法對軟土加固處理具有良好的效果，強(qiáng)夯法的原理主要有：

第一，動力置換原理：通過強(qiáng)夯把碎石、礫石等填充物壓入軟弱土層，兩種混合后能夠有效地提升軟弱土層的摩擦特性，從而提高土體的承載能力，包括樁式置換與整體置換等。

第二，動力固結(jié)原理：動力固結(jié)原理主要針對含有大量裂隙水或孔隙水的飽和土體，與土力學(xué)中的固結(jié)原理類似，但采用的是動力方式，在沖擊能量的影響下，土體骨架或顆粒之間的粘合力破壞，導(dǎo)致部分土體液化，排水通道貫通，土體含水量減小，土體更易于固結(jié)。

第三，動力密實原理：由于土體顆粒之間存在大量裂隙、孔隙，通過強(qiáng)夯法產(chǎn)生的巨大壓力使得土體顆粒存在的孔隙及裂隙逐漸壓密，軟土層更加密實，能夠有效地增強(qiáng)路基的承載能力。

2.強(qiáng)夯法優(yōu)缺點

強(qiáng)夯法能夠提高路基承載力，增強(qiáng)土體抗液化的能力，能提升路基土層的均勻度，避免出現(xiàn)不均勻沉降，但其本身也存在優(yōu)缺點，如表1所示。

二、強(qiáng)夯法施工工藝及監(jiān)測結(jié)果

1.強(qiáng)夯法施工工藝

建設(shè)場地為四川某工業(yè)園區(qū)，園區(qū)道路建設(shè)要滿足大型車輛的運(yùn)輸要求，但園區(qū)道路的持力層主要土質(zhì)為淤泥質(zhì)黏土及淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，為軟土路基，土層平均厚度為14～20m，通過對強(qiáng)夯法施工原理及優(yōu)缺點的分析，設(shè)計強(qiáng)夯法具體施工工藝方案。

第一，監(jiān)測布置方案：一是針對強(qiáng)夯過后，周圍地表的沉降量變化規(guī)律，在周圍土體中埋設(shè)兩塊地表沉降板，分別放置于建設(shè)區(qū)及周邊去;二是靜荷載試驗，在具有一定面積的承壓板上向地基土逐漸施加荷載，觀測地基土的承受壓力和變形的原位試驗;三是孔隙水壓力測試，在強(qiáng)夯區(qū)域設(shè)置2孔孔隙水壓力測孔，孔隙水壓力計分別埋設(shè)于4m、7m、12m以及15m。

第二，施工工藝：要對施工場所進(jìn)行平整，清理施工場地雜物，并要開挖網(wǎng)購，設(shè)立集水井;測量場地原始高程，放線標(biāo)記處初始夯點;測量夯擊前后的地表高程，利用起重機(jī)起吊夯錘至預(yù)定高度，夯錘自由下落后檢查坑底平整度，及時調(diào)整夯錘位置，按照設(shè)計夯擊次數(shù)，重復(fù)上述步驟;按照強(qiáng)夯法夯擊標(biāo)準(zhǔn)檢查完成的夯點，然后按照順序完成全部設(shè)計夯點的夯擊，最后用推土機(jī)填平。

采用的夯擊設(shè)備參數(shù)主要為夯錘質(zhì)量為10t，夯錘直徑為3.0m，夯點布置方式設(shè)計為梅花型，各個夯點之間距離為3.0m/5.0m，起重機(jī)提升夯錘的高度，包括4個級別分別為4m、6m、8m、10m

2.強(qiáng)夯法監(jiān)測結(jié)果

夯擊時，地表沉降出現(xiàn)劇烈波動，初次夯擊由于土層變得更加密實，沉降量逐漸增大，后期三四遍夯擊時，部分隆起但沉降量變化不大，第五六遍夯擊時，地表有較大隆起，但沉降量幾乎不發(fā)生變化。對于孔隙水壓力的變化，從圖1可以看出，孔隙水壓力由淺部到深部增加幅度逐漸減小。

如圖2靜荷載試驗結(jié)果所示，通過對靜荷載試驗Q-S曲線分析，所有監(jiān)測點均未出現(xiàn)明顯的比例極限，根據(jù)土力學(xué)地基承載力的計算原理，應(yīng)取s/b=0.01（b為壓板寬度）所對應(yīng)的荷載確定承載力，與最大試驗荷載值的一半比較，選取值比較小的作為承載力特征值。試驗最大承載力300KPa，地表沉降量為16.47mm，承載力特征值為224KPa，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，確定承載力特征值為150KPa。

三、結(jié)語

第一，針對軟土路基中地基處理難度較大的問題，對強(qiáng)夯法施工的原理及其優(yōu)缺點進(jìn)行分析，對強(qiáng)夯法在軟土地基處理中的有效性進(jìn)行具體施工工程應(yīng)用。通過對強(qiáng)夯后的施工場地沉降規(guī)律、靜荷載、孔隙水壓力等監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以評價強(qiáng)夯法對軟土地基加固處理的效果。

第二，采用強(qiáng)夯法對軟土地基進(jìn)行處理，能夠有效提升軟土復(fù)合地基的基礎(chǔ)承載力，降低軟土路基的沉降量加固深層基礎(chǔ)土體。因此，強(qiáng)夯法能夠有效地對如圖路基進(jìn)行處理，針對不同的施工路基工程特點，進(jìn)一步提升強(qiáng)夯法的適用性。

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（責(zé)任編輯：林麗華）