强夯施工在高速公路路基中应用

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1、强夯施工在高速公路路基中应用　　摘要：强夯法在公路路基中的应用较早，早在1988年，有学者就介绍了强夯法加固机场跑道地基的试验研究，之后强夯施工在公路路基中应用逐渐展开。本文作者根据多年来的工作经验，对强夯施工在高速公路路基中的应用进行了分析，具有重要的参考意义。关键词:强夯法，高速公路，路基，沉降中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：0.引言1991年的JGJ79-91建筑地基处理技术规范将强夯法作为建筑工程地基处理的一种手段。强夯法在公路路基中的应用也较早，早在1988年，有学者就介绍了强夯法加固机场跑道地基的试验研究，之后强夯施工在公路路基中应用逐渐展开。由于上

2、述两部规范都有各自的适用范围，所以强夯法在公路路基中的应用受到一定限制。我国2010年批准实施了CECS279∶2010强夯地基处理技术规程(以下简称强夯规程)，规程指明强夯地基处理可用于机场、道路、港口、堆场、储罐、仓贮和工业与民用建筑等工程场地的地基处理，为该强夯法在高速公路路基中的应用提供了规范依据。1.强夯加固机理的作用方式1.1动力夯实8采用强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于动力夯实的机理，即用冲击型动力荷载，使土体中的孔隙减小，土体变得密实，夯击过程中不存在较高的超静孔隙水压力影响，夯击效率较高，夯击力使土体结构改变，产生不可恢复的体积变形，夯击后有效加固深度范围内，

3、土体颗粒存在一定的定向趋密排列。夯击后地基土体原有结构破坏，地基土体结构重组，呈十分紧密的薄层状排列，从而提高地基土强度。对于饱和砂土、粉土在夯击过程中将产生一定程度的液化。8弹性半空间中的波体系。强夯的瞬时冲击所引起的振动，在土中是以振动波的形式向地下传播的。这种振动波被分为体波和面波两大类。体波包括压缩波(P波)和剪切波(S波)，这些波在土体内部传播。而面波包括瑞利波(R波)和乐甫波，只能在地表土层中传播。不论强夯法还是块石强夯置换法来加固地基时都必须施加强力夯击，当夯锤从一定的高度落下时，在夯击地面上会产生一种冲击波，并在土体或块石层中以波的形式向四周传播，这种振动即可分为体波

4、和面波两大类。如前所述，体波包括压缩波和剪切波，面波包括瑞雷波和乐甫波。在夯击过程中首先到达的是压缩波，它使土体受压或受拉，能使超孔隙水压力骤增，地基土的抗剪强度降低;随后到达的是剪切波，它会导致上体结构遭到破坏，形成夯坑，并对周围土体产生挤压。此外，瑞雷波其竖向分量起到松动土体的作用，但其水平分量可使土体获得密实效应。压缩波大部分通过液相运动，使孔隙水压力增大，同时使土颗粒错位、土体骨架解体，而随后到达的剪切波会使土颗粒处于更密实的状态。1.2动力固结饱和度较高的粘性土的强夯加固问题主要是动力固结机理，粘性土渗透性较低，夯击所引起的孔隙水压力消散比较慢，尤其当夯击过程中上部土体结构

5、被破坏而导致排水路径被破坏时，土体渗透性将进一步降低，这将导致孔隙水压力得不到消散而产生橡皮土现象，使得土体只产生剪切变形而没有体积压密。该现象在对于饱和软粘土(特别是淤泥和淤泥质土)的强夯加固问题尤为突出。从目前研究来看，对饱和软粘土的强夯加固问题仍要持慎重态度，需要充分考虑孔隙水压力的影响来设计夯击施工参数。1.3动力置换8众多工程实践表明，对饱和度较高、透水性较低的粘性土，仅靠强夯的动力挤密作用，其加固效果是十分有限的。如强夯加固淤泥为动力置换机理，即将碎石整体挤入淤泥成整式置换或间隔夯入淤泥成桩式碎石墩。因此，逐渐发展了一种利用传统强夯的施工设备，以在地基中填充粗粒材料产生置

6、换作用为主要加固机理的新的强夯施工工艺。对透水性极低的饱和土如饱和淤泥质粘土，直接采用传统强夯施工方法，其施工效果很差，甚至在夯后，地基承载力反而降低。主要原因在于夯击难以使孔隙水压力迅速消散以及在夯坑周围土体的隆起，使得土的体积无明显减少，强夯所施加的能量无法改变土体结构，全部或部分夯击能被超孔隙水压力所吸收，形成橡皮土。为了提高在这类饱和软土中强夯的加固效果，首先必须解决土中地下水的排出和超孔隙水压力消散的问题，因此可以在饱和软土中打入挤密碎石桩、砂桩，使其在饱和软土中形成竖向排水通道，这将有利于超孔隙水压力的迅速消散。软土地表也可铺设一定厚度的粗颗粒使土中排出的地下水有横向通道

7、，不致逸出地表造成施工困难，形成地表软化。排水通道的形成起到了土体置换的作用，增加了粗颗粒含量，使本来不适宜强夯的软粘土成为适宜强夯的含粗颗粒土。2强夯施工某高速公路三期全长9．056km，为高速公路设计标准，双向6车道沥青路面，设计时速100km/h。全线路基集中在霍寨互通立交匝道处，总长4．2km，共计填方32万m3，挖方0．4万m3，匝道路基多为高填方路基。由于工期紧、路基高、填土量大，必须采取措施防止施工及工后沉降。为节省投资，采用强夯治理方案对此