公路软土地基强夯置换施工技术分析

摘 要：伴随我国公路建设规模的持续扩大，在软弱地基上建设公路工程的现象愈加普遍，为有效提升路基承载力，提高工程质量，必须重视软基处理技术的选择。强夯置换法的应用，能够有效增强路基稳定性，提高承载能力，对公路工程建设质量提升意义重大。为此，本文在充分掌握强夯置换技术原理的基础上，依托某具体工程案例，对公路软土地基强夯置换技术要点及质量检测进行了探讨。

关键词：公路工程;软土地基;强夯置换

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，提高路基穩定性。

1 工程概况

某公路工程起讫桩号为K42+600～K51+340。标段内沿线多处路基位于湖库区， 其中水库地区路基九处受湖水涨落影响严重，本路段具体情况如下：

（1）该工程施工过程中， 浸水路堤除了要承受自身的重力以及外力以外， 还需要承受渗透动水压力和浮力的影响。当出现水位下降或者上升的情况时， 路堤坡面坡内的水位产生水位差， 水会从边坡的两侧或者一侧渗出或者渗入路堤内， 并出现渗透动水压力。堤外的水位增高， 导致堤内水位比降曲线呈凹形， 渗透动水会向土体内部产生压力， 提升路堤的稳定性。在水位突然下降时， 堤内水位比降曲线为凸形， 渗透水压力会从内向外对土体产生影响， 降低边坡的稳定性， 使边坡出现滑坡和凸起的情况。另外， 渗透水流还会将路堤中一些细小颗粒带走， 导致路堤产生变形。

（2）长期浸水的影响， 会使水库路堤出现渗透变形。需要采用15cm的砂砾反滤层+0.4m厚的浆砌片石护坡或厚度40cm的砂砾反滤层+1m厚的浆砌块石护坡进行防护。

（3）受长年浸水的影响， 水库蓄水后地下水壅升也会导致路基沉落， 需要使用不易风化、稳定性良好的材料进行填筑。

2 公路软土路基强夯置换法施工要点

该工程选用强夯置换法处理软土路基，以强夯置换专用夯锤作为施工设备，1.2m为其直径，93kpa为锤底静压力，1800kJ为单击夯击能量，2.5m为夯点中心间距，布设为正三角形，施工起夯面与卵石层顶面之间的距离可控制在4m左右。利用试夯方式进行单点夯施工控制的确定，要求在10cm以内控制最后两击夯沉量。具体施工工艺如下：

（1）施工前，必须将施工场地内的杂物清理干净，并做好开挖工作，要求向起夯面标高位置进行平整。由于施工现场土质松软，需将砂卵石铺填到表层，用于工作垫层，其厚度需控制在80cm左右。

（2）完成上述施工作业后，需及时将第一遍夯点位置准确标出。根据设计要求，应选取隔行不隔点的2遍施工法。

（3）机械就位后，在夯点位置放置夯锤，并对脱钩装置限位钢丝绳进行适当调整，保证在夯击能量规定内合理控制夯锤落高，随后即可进行强夯置换施工。

（4）夯击施工时，可同时进行夯击与填筑施工，要求及时将天然级配砂卵石填筑到夯坑内。如夯坑深度过大将加重起锤难度，或极易出现坑壁坍塌问题，此时可将材料及时填入夯坑，直至填满，并对填料量进行准确记录。如夯点附近土体凸起，极易对施工进度造成严重影响，此时可通过挖掘机及时将凸出土体清理干净，并向场外指定地点运送，夯击施工应保证夯击次数、夯击效果与设计要求相符，待检验合格后，即可结束夯击施工。

（5）一个置换墩体夯击作业结束后，如夯点附近仍存有凸起土体，需再次通过挖掘机进行清除，要求清理到砂石工作垫层底面标高即可，并进行砂石工作垫层填补施工，保证其平整性。

（6）完成上述作业后，需移机至下个夯点，重复上述施工工艺，完成强夯置换施工。

3 软土路基强夯置换法地基处理效果检测

在工程施工前，针对底层强夯置换地基为检测地基处理效果，需在夯心、夯间位置进行试验，试验包括原位静载试验与重型动力触探检测，且在此基础上实行单点开剖。

单点开剖结果表明，相比夯锤直径，强夯置换后构成的砂石墩体其上口直径为其1.6倍左右，直径范围为1.9～2.2m，则2.3～2.5m为下部直径范围，此时软土层已被置换墩体彻底穿透，底部基本合为一个整体，且有效联结卵石层面，同时有大量砂石料存于夯间残留土体内，60%为强夯置换率。

通过夯心、夯间静载试验可见，试点所形成的曲线基本为直线变化形式，比例界限点并不明确，地基承载力可通过相对沉降控制法加以确定，此时594kpa为夯心位置地基承载力特征值，37mpa为变形模量。而220kpa为夯间地基承载力特征值，则17.2mpa为变形模量。计算时如以60%置换率分析，可得出410kpa为复合地基承载力特征值，26mpa为变形模量。

通过动力触探试验可见：（1）夯心位置动探击数范围为11～50击，修正后19击为其平均值，此时以600kpa作为地基承载力特征值，35mpa为变形模量;（2）夯间位置动探击数范围为3～22击，修正后6击为其平均值，此时以150kpa作为地基承载力特征值，10mpa为变形模量;（3）计算以60%作为置换率时，420kpa为复合地基承载力特征值，25mpa为变形模量。

4 结束语

综上所述，改革开放40年，我国综合实力不断增强，加大了基础设施建设投资力度。公路工程建设是我国基础设施建设的重要组成部分，随着公路网的进一步完善，我国公路建设取得了突飞猛进的发展。作为公路的主要构成成分，路基是路面的基础及公路的承重主体。若路基具有较高天然含水率，将大大增加路基填筑的压实难度，出现路基失稳问题。为此，必须选用科学、合理的治理方法对软土路基进行有效处理。通过强夯置换技术处理软土路基，可降低土体含水率，提高压实度，保证整体施工质量。

参考文献：

[1]李德胜.强夯置换法在高速公路软土地基处理中的应用[J].交通标准化，2014（04）.

[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（04）.

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