小议强夯置换法在公路软基加固中的应用

高会敏

摘 要：在公路工程结构中，软土地基作为路基工程的主要类型之一，如何选择合理的处理方法极为关键。为此，必须结合具体工程案例，根据现场实际情况，充分掌握软土路基施工现状，才能保证采取的施工方法、施工技术科学、有效，强夯换填法的应用，可有效提高路基稳定性，才能提高工程质量，保证道路通行安全。

关键词：强夯置换法;优点;软基加固

0 引言

伴随社会经济的快速发展，我国公路建设规模越来越大，在软土路基修建公路极为常见，为保证此类路基施工质量，必须采取一定措施进行处理，从而降低土体含水率，提高压实度，保证整体施工质量。软土是指含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状态的饱和黏土。通常情况下，此类土的含水量在40%以上，饱和度在50%以上，孔隙比超过1.0。施工过程中，因其含水率高、承载能力弱，稳定性不足等缺陷，极易产生“弹簧”情况，大大增加压实难度，甚至会出现路基路面沉陷、变形等问题。当前，多选强夯、换填等方法处治。因此，应重视软土处理方法，根据施工现场实际情况，采取科学、有效措施，达到最佳处治效果。本文结合具体工程案例，提出了强夯置换法，这种处理技术的应用，可有效降低含水率，提高路基稳定性。

1 强夯置换法的优点

强夯置换法是指通过重锤高落差产生的高冲击能强力向地基内挤入性能良好的材料，如碎石、矿渣、片石等，从而在地基内构成大量粒料墩，墩和墩之间的土体可共同构成复合地基，减少沉降量，提升地基承载力。在整个强夯置换环节，土体结构将会被破坏，地基土体产生超孔隙水压力，伴随时间的延长，土体结构强度将逐渐恢复。其主要作用是用于提高软基承载力，加快淤泥层沉降固结。其特点为加固效果好、操作简单、成本低等，适用于10 m内淤泥层处理。相比其他软基处理方法，强夯置换法的优势如下：

（1）技能先进，既可到达良好的强夯作用，又可最大限度地提升地基承载力及抗变形能力;（2）量体裁衣，能够挑选不同的置换材料，较为灵敏;（3）作用显著，处理作用直观，质量安稳，可靠性强;（4）使用广泛，可用于品种不同性质的软土土层的加固处理，地质条件适用性广;（5）节能、环保，目前，我国强夯施工经验丰富，具有高效率、高质量、安全等施工经验，而且满足地基设计要求，并且安全完工。

2 工程概况

某公路工程所处地质条件复杂，存在较厚杂填土，且极为松散，将大大加大施工难度。本路段软土路基段起讫桩号为K53+495～K55+500段，经钻探结果可知，地下水位为0.60 m～0.80 m，因本路段自然地面以下存在大量饱和粉質粘土、粉土，具有较大含水量、孔隙比等。为提升路基承载力，经决定采用块石强夯置换加固法进行处理。

3 公路软基加固中强夯置换施工方案

经对比分析多种软土路基处理法，决定采用块石强夯置换法进行施工。整体加固设计方案如下：

（1）原路基处先将1 m厚软土层挖除，换填同样厚度的块石层进行强夯置换处理。将路基坡脚外3 m设为处理范围，随后按照天然砂砾（0.3 m厚）+土工格栅（一层）+天然砂砾（0.7 m）的顺序进行铺筑，并一层一层碾压，最后进行路堤填筑。（2）强夯时，采用圆柱形夯锤，自重为15 t，各项参数为如下：1）直径：1.5 m，2）高度：2 m，3）落距：10 m，4）单击夯击能：1 500 kN·m。（3）夯击可分3遍完成，前2遍均为点夯，采用1 500 kN·m夯击能。第3遍为满夯，按照1/3夯锤底面积进行相互搭接，800 kN·m为单击夯击能，每个夯点，夯击次数为5击。（4）当最后两击夯沉量在50 mm以下时，可确定夯点夯击次数，且控制在8击以上。（5）根据设计要求，5 m为加固深度，按2 m为块石墩直径，则0.126为复合地基置换率，要求在2 m以内控制块石墩长度。（6）按照规定，需在600 mm以内控制块石料最大粒径，且粒径在300 mm～600 mm的块石含量需控制在50%以上。

4 公路软基加固中强夯置换法施工要点

4.1 施工准备

施工前，需做好施工准备工作，要先做好测量、放样工作，根据导线点具体位置，将夯击的夯点放出，并通过白灰表示。根据上述施工设计方案，可将夯点按等边三角形布设，并做好各导线点与水准点加密工作。随后测量各横断面原地面高程，保证后期施工满足设计要求。与此同时，还应完善临时排水设施，做好整体规划，保证雨水能够及时排除，避免对路基土含水量造成严重影响。

4.2 机械就位

完成上述所有准备工作后，即可将施工各设备放置于现场指定位置，实现机械准确就位，尤其是起重机，在其就位之后，应保证15 t夯锤与夯点对准。且根据施工方案设计，合理控制夯锤落距等指标。

4.3 夯击施工

根据要求本次强夯换填材料为块石，那么在夯击施工中，即可同时进行填筑与夯击施工，保持一致。随后将填料填筑到夯坑内，保证填筑高度满足设计要求。夯击次数可按照设计要求确定，为前2遍均为点夯，后1遍为满夯，根据要求，夯击数在8击以上即可，结合具体情况，决定以15击为准，最后2击时，若夯沉量在50 mm以内，根据现场实际情况，可暂停施工。

4.4 满夯施工

结束以上施工后，可以按800 kN·m进行满夯施工，保证夯击具有连续性，完成满夯施工后，需确保地面平整，满足设计要求。

5 强夯置换施工问题及处理对策

5.1 偏夯

强夯置换施工中，常常会出现偏夯问题，其根本原因在于环境变化或人为操作等，这些因素的产生均会导致起重设备的夯锤无法准确对准夯点位置，从而出现偏差、偏夯情况。为解决及避免此类问题产生，可选择圆形夯锤，在每次夯击前，对夯点位置进行再次放线复核，且在15 cm以内合理控制夯锤中心与夯点之间的位置差距，或者以夯点为中点，将夯位轮廓线准确划出，从而避免偏夯问题出现，提高夯锤位置的精确度。

5.2 歪夯

施工中因原路基存在不均匀强度情况，或夯击场地凹凸不平，或垫层压实度不足，均会在夯击施工之后，产生碎石墩垂直度偏离情况，从而产生歪夯等情况，甚至会严重影响夯击能，危害置换墩体。

为此，要求做好每次夯击效果监测工作，及时处理歪夯问题，若问题较为严重时，可选择填料及时填平坑底，随后再次进行夯击施工。

5.3 地表过大隆起及翻浆

强夯施工的目的是充分挤出夯点附近的软土，若在施工过程中，夯击能过大，将会出现地表隆起开裂情况，或产生翻浆、冒泥问题。针对这种问题，需及时暂停夯击施工，待碎石铺垫到夯点附近之后，才能重新进行夯击施工。或通过增加填料投放次数的方式进行处理，但必须合理控制每次添加量。待重新进行夯击施工后，需对夯点之间的距离进行再次调整，保证满足施工要求。

5.4 “橡皮土”的处理

“橡皮土”的产生很大原因在于软基内粘性土具有较大含水率，且呈饱和状态;或因两次夯击时间相隔过短;或孔隙水压消散不及时等。为解决上述问题，需设置好排水设施，保证快速将土地内的水排出，保证土体固结效果。若仍无法有效解决，可选择挖除换填法进行施工处治。

6 结束语

综上所述，伴随社会经济的迅速发展，我国各地公路工程建设投资越来越大，公路工程建设对地基要求较高。在多种因素作用下，大量公路工程不得不修建在软土地基之上。软土地基普遍存在含水量高、强度小、稳定性差等问题。若软土地基处理不好，将无法满足路基承载力等要求，甚至出现严重质量隐患。为此，必须采用科学、有效的加固方法进行有效处理。强夯置换法能够在强夯作用下，有效提高地基土强度，降低地基土压缩性，并能提升土层均匀度，保证路基稳定。

参考文献：

[1]王伟，连鹏展.抛石挤淤结合强夯置换法在道路软基处理中的应用[J].建筑工程技术与设计，2017（9）：1571+1959.

[2]阮昆，田志武，王会成.强夯置换法处理软土地基的应用研究[J].交通科技，2012（4）：106-108.