高速公路軟土路基處理方案(強夯置換

1、軟基處理（強夯置換）王蕊摘要：我國高等級公路的軟土地基處理中，常用的方法有粉噴樁、砂墊層法、豎向排水法、加鋪土工織物、碎石樁、深層攪拌、強夯等。本文章主要講述強夯置換。此方法長久以來通過與新科技的接觸，更準確的計算軟基處理時所需要的相關數(shù)據(jù)。達到處理方法的優(yōu)化并且節(jié)省了資源。一、成因與問題（一） 軟土路基的成因路基強度及穩(wěn)定性與路基干濕狀態(tài)緊密相關。由于路基低、路面寬、排水設施不好，水穩(wěn)定性差使得雨水和生活用水向路基內滲透使地下水位升高，經(jīng)常處于潮濕狀態(tài)，導致路基軟化。（二） 軟土路基在公路中的危害及常有的問題 (1)勘察設計不詳細或不準確，應該作軟基處理的地段未作處理設計，此類現(xiàn)象不少。 (

2、2)早知是軟土地基，卻未做好軟土地基處理，造成路堤失穩(wěn)或危及線外建筑物。工例有：汕頭磊口大橋引道由于高填土引起線外土地隆起，民房受損路基難以穩(wěn)定，只好增加橋梁長度，建成后一段時間，仍然出現(xiàn)錐坡不均勻下沉，又做了處理。 （3）雖然作了軟土地基處理，但是措施不力，施工不當造成路堤失穩(wěn)。珠海南屏橋引道，雖然軟土采用砂并結合分級加裁預壓處理，路堤填土高度7m，南岸砂井施工完成后，僅填土到2.5m高(第一級加載)時就發(fā)生破壞，北岸在第三級填土完成時發(fā)生破壞。填土完成也發(fā)生破壞。經(jīng)開挖分析，原因是地質資料不準確，填土速度過快，后加的反壓護道又阻塞了砂墊層的排水通道。最后采取了挖深邊溝排水，用袋裝砂井和鋪土

3、工布進行修復。（4）堆料不當，未按規(guī)定分層填筑，填土過快，碾壓不當，造成路堤失穩(wěn)。新會虎坑、大洞橋的引道，原設計對軟基都作了袋裝砂并結合砂墊層加固處理，由于投資限制，大部分路段的處理被取消。有幾處路堤發(fā)生滑塌現(xiàn)象，通車后整個路段不均勻沉降。主要原因是堆料不當，未按規(guī)定分層填筑，也未作施工觀測，填土過快，碾壓不當。(5)擾動“硬殼層”或填筑不當，使“硬殼層”遭受破壞，導致路堤失穩(wěn)。有的地區(qū)甚至認為，有“硬殼層”存在的軟土地基，寧可不作軟土地基特殊處理，利用擴散應力作用采取預壓以保持填筑路堤的穩(wěn)定。但若勘察、利用工作做得不好，則達不到頂預想的效果。 （6）由于臺背填土使地基對結構物產(chǎn)生負摩阻力和縱

4、向推擠作用，引起橋臺發(fā)生變位以至損壞。在軟土地基上的橋臺由于臺背填土引起軟土層發(fā)生較大的沉降，對橋臺及樁基礎產(chǎn)生縱向推擠向河中方向和負摩擦力作用，輕則使橋臺發(fā)生位移或下沉，重則損壞橋臺危及橋墩，這種現(xiàn)象尤以輕型橋臺為甚。主要問題是：臺背填土引起橋臺向橋跨方向發(fā)生水平變位；先做橋臺，后做錐坡及臺背填土；錐坡沒有按設計圖紙做足，臺背填土時把輕型橋臺推壞；由于負摩擦力作用，引起橋臺下沉。二、軟土路基處理方法的比選和優(yōu)化（一）比選軟土路基處理方法按處理深度分為淺層處理和深層處理。淺層處理的深度3m，因此擬處理的軟土路基屬于淺層處理的范圍。淺層處理施工工藝簡單，投資少，是施工中經(jīng)常采用的方法。淺層處理一

5、般有換填法、晾曬法、墊層法、動力固結法、加筋法、灌漿法、排石擠淤法和爆炸排淤法。換填法通常用于軟土路基分布范圍較小，深度2m的情況，換填料可視具體情況用適宜材料，因此初步?jīng)Q定采用開挖換填法處理。（二）優(yōu)化原路基為粘土填筑，若采用砂、砂礫等材料換填，雖然保證了自身的強度和穩(wěn)定性，但此類材料具有透水性，其內部的干濕變化，會引起四周路基土的軟化或二次固結，導致路面的不均勻沉降等病害。土經(jīng)改良后不但強度提高，還能呈現(xiàn)出板體性和一定的水穩(wěn)定性，彌補了上述材料的不足。三、軟土地基處理方法沉降處理，穩(wěn)定處理 沉降處理包括加速固結沉降和減少總沉降量兩方面。加速固結沉降可采用加載預壓、豎向排水和擠實砂樁等方法。

6、減少總沉降量可以采用換填好土、石灰（水泥）樁、擠實砂樁等方法。 穩(wěn)定處理可以采用換填土、擠實砂樁、石灰（水泥）樁等措施增加抗滑阻力。各種加速固結沉降措施都有助于促進軟土層強度的增長，慢速或分期填筑路堤可以達到阻止地基強度降低的目的。五、強夯置換的原理和總體的設計思路（一）原理強夯置換是強夯用于加固飽和軟粘土地基的方法。強夯置換法的加固機理與強夯法不同，它是利用重錘高落差產(chǎn)生的高沖擊能將碎石、片石、礦渣等性能較好的材料強力擠入地基中，在地基中形成一個一個的粒料墩，墩與墩間土形成復合地基，以提高地基承載力，減小沉降。（二）總體設計思路 1、強夯置換法在設計前必須通過現(xiàn)場試驗確定其運用性和處理效果。

7、2、強夯置換墩的深度由土質條件決定，除厚層飽和粉土外，應穿透軟土層，到達較硬土層上，深度不宜超過7m。3、墩體材料可采用級配良好的塊（片）石、碎石、礦渣等堅硬粗顆粒材料，粒徑不宜大于夯錘底面積直徑的0.2倍，含泥量不宜大于10%，粒徑大于300mm 的顆粒含量不宜超過全重的30%。4、強夯置換法的單擊夯擊能應根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。夯點的夯擊次數(shù)應通過現(xiàn)場試夯確定，且應同時滿足下列條件：1) 墩底穿透軟弱土層，且達到設計墩長； 2) 累計夯沉量為設計墩長的1.52.0 倍； 3) 最后兩擊的平均夯沉量不大于下列規(guī)定值: 當單擊夯擊能小于400kNm 時為50mm；當單擊夯擊能為40006000kNm

8、 時為l00mm；當單擊夯擊能大于6000kNm 時為200mm； 4) 夯坑周圍地面不應發(fā)生過大的隆起；5) 不因夯坑過深而發(fā)生提錘困難。5、墩位布置宜采用等邊三角形或正方形。對獨立基礎或條形基礎可根據(jù)基礎形狀與寬度相應布置。6、墩間距應根據(jù)荷載大小和原土的承載力選定，當滿堂布置時可取夯錘直徑的23 倍。對獨立基礎或條形基礎可取夯錘直徑的1.52.0倍。墩的計算直徑可取夯錘直徑的1.11.2倍。7、墩頂應鋪設一層厚度不小于500mm 的壓實墊層。墊層材料一般采用水穩(wěn)性好的砂、砂礫、石屑、碎石土等。當與墩體材料相同時，粒徑不宜大于100mm。8、強夯置換設計時，應預估地面抬高值，并在試夯時校正

9、。9、強夯置換地基的變形計算應符合現(xiàn)行國家標準建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007的有關規(guī)定。六、總體施工步驟 1、強夯錘質量可取 1040t，其底面形式宜采用圓形或多邊形，錘底面積宜按土的性質確定，錘底靜接地壓力值可取2540kPa，對于細顆粒土錘底靜接地壓力宜取較小值。錘的底面宜對稱設置若干個與其頂面貫通的排氣孔，孔徑可取250 300mm。強夯置換錘底靜接地壓力值可取100200kPa。2、施工機械宜采用帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機或其他專用設備。3、當場地表土軟弱或地下水位較高，夯坑底積水影響施工時，宜采用人工降低地下水位或鋪填一定厚度的松散性材料，使地下水位低于坑底面以下2m。4、施

10、工前應查明場地范圍內的地下構筑物和各種地下管線的位置及標高等，并采取必要的措施，以免因施工而造成損壞。5、當強夯施工所產(chǎn)生的振動對鄰近建筑物或設備會產(chǎn)生有害的影響時，應設置監(jiān)測點，并采取隔振或防振措施消除強夯對鄰近建筑物的有害影響。6、強夯置換施工可按下列步驟進行： 1) 清理并平整施工場地，2) 標出夯點位置，并測量場地高程；3) 起重機就位，夯錘置于夯點位置； 4) 測量夯前錘頂高程；5) 夯擊并逐擊記錄夯坑深度。6) 按由內而外，隔行跳打原則完成全部夯點的施工；7) 推平場地，用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程；8) 鋪設墊層，并分層碾壓密實。7、施工過程中應有專人負責

11、下列監(jiān)測工作： l) 開夯前應檢查夯錘質量和落距，以確保單擊夯擊能量符合設計要求；2) 在夯擊前，應對夯點放線進行復核，檢查夯坑位置；3) 按設計要求檢查每個夯點的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量。 8、施工過程中應對各項參數(shù)及情況進行詳細記錄。十一、質量檢測標準強夯法處理地基的質量檢驗采用標準貫入試驗檢測，具體見表。表中質量檢測標準為檢測參考值（34層埋深較深，質量控制標準根據(jù)試驗段現(xiàn)場情況確定），實際施工中應根據(jù)現(xiàn)場試驗段試驗情況適當調整，檢測值與檢測頻率均應根據(jù)試驗段試驗結果進行驗證，如有可能采用CPT進行驗證。 強夯質量檢測標準參考值 表檢驗方法檢測頻率及方法控制標準標準貫入試驗（SPT）3孔/500