强夯置换处理软土地基的施工研究

发布时间：2022-03-15 15:01:16 浏览数：次

(呼伦贝尔公路工程局，内蒙古海拉尔 021008)
摘要：文章对软土地基的加固问题，结合施工实践，阐述了强夯置换施工工艺，探讨了施工参数的选择。
关键词：地基加固；强夯；软土地基；工艺
中图分类号：U412.22⁺2 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2009)03—0292—01

强夯是法国M enard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法，适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。采用在夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料，通过一般10～40t的重锤和10～40m的落距，对地基土施加很大的冲击能，形成连续的强夯置换墩，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。具有加固效果显著、加固效果好、使用经济等优点。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。在301国道海拉尔—满洲里段及绥满国道主干线阿荣旗—博克图段的施工中采用了强夯法处理软土地基，目前海满段已经竣工并交付使用，经后期观察，达到处理要求，效果较明显，且施工简单，施工工期短和施工费用低。
1 施工步骤

①清理并平整施工场地，当表土松软时铺设一层厚度为1.0～20m的砂石施工垫层；②标出夯点位置，并测量场地高程；③起重机就位，夯锤置于夯点位置；④测量夯前锤顶高程；⑤ 夯击并逐击记录夯坑深度。当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，向坑内填料直至与坑顶平，记录填料数量，如此重复直至满足规定的夯击次数及控制标准完成一个墩体的夯击。当夯点周围软土挤出影响施工时随时清理并在夯点周围铺垫碎石，继续施工；⑥按由内而外，隔行跳打原则完成全部夯点的施工；⑦推平场地，用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程；⑧铺设垫层，并分层碾压密实。
2 施工参数选择
2.1 夯击点布置及间距

夯击点布置一般为三角形或梅花形。强夯处理范围应大于路基宽度。夯击点间距(夯距)的确定，一般根据地基土的性质和要求处理的深度而定。第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.5 ～3.5倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间，以后各遍夯击点间距可适当减小。以保证使夯击能量传递到深处和保护夯坑周围所产生的辐射向裂隙为基本原则。
2.2 夯击击数与遍数

每遍每夯点的夯击击数应按现场试夯得到的夯击击数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足下列条件：①最后两击的夯沉量不宜大于下列数值：当单击夯击能＜4 000kN·m时为50mm；当单击夯击能为4 000～6 000kN·m时为100mm；当单击夯击能＞6 000kN·m时为200mm； ②夯坑周围地面不应发生过大隆起；③不因夯坑过深而发生起锤困难。

总之，各夯击点的夯击数，应使土体竖向压缩最大，而侧向位移最小为原则。夯击遍数应根据地基土的性质和平均夯击能确定。从理论上讲,地基土中出现的孔隙水压力达到上覆土压力时所得到的夯击能即为最佳夯击能。达到最佳夯击能的夯击次数即为夯点每遍的夯击次数。可采用点夯2～3遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。最后再以低能量满夯2遍，满夯可采用轻锤或低落距锤多次夯击，锤印彼此搭接。
2.3 垫层铺设

强夯前要求拟加固的场地必需具有一层稍硬的表层，使其能支承起重设备；并便于对所施工的“夯击能”得到扩散；同时也可加大地下水位与地表面的距离，因此有时必需铺设垫层。对场地地下水位在-2m深度以下的砂砾石土层，可直接施行强夯，无需铺设垫层；对地下水位较高的饱和粘性土与易液化流动的饱和砂土，都需要铺设砂、砂砾或碎石垫层才能进行强夯，否则土体会发生流动。垫层厚度随场地的土质条件、夯锤重量及其形状等条件而定。当场地土质条件好，夯锤小或形状构造合理，起吊时吸力小者，也可减少垫层厚度。垫层厚度一般为0.5～2.0m，铺设的垫层不能含有粘土。
2.4 间歇时间

每遍之间的间歇时间取决于加固土层中孔隙水压力消散所需要的时间。对砂性土，孔隙水压力的峰值出现在夯完后的瞬间，消散时间只有2～4min，故对渗透性较大的砂性土，两遍夯间的间歇时间很短，亦即可连续夯击。对粘性土，由于孔隙水压力消散较慢，故当夯击能逐渐增加时，孔隙水压力亦相应地叠加，其间歇时间取决于孔隙水压力的消散情况，一般为3 ～4w。

目前国内有的工程对粘性土地基的现场埋设了袋装砂井(或塑料排水带)，以便加速孔隙水压力的消散，缩短间歇时间。有时根据施工流水顺序先后，两遍间也能达到连续夯击的目的。 
［参考文献］
［1］河海大学，江苏宁沪高速公路股份有限公司.交通土建软土地基工程手册［S］ .2001.
［2］黄生文.公路工程低级处理手册［S］.北京：人民交通出版社，2004.

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