強(qiáng)夯法加固公路地基的設(shè)計(jì)方法

李本云，阮 高

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550000)

強(qiáng)夯法加固公路地基的設(shè)計(jì)方法

李本云，阮 高

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550000)

對(duì)于公路地基工程，在強(qiáng)夯法加固設(shè)計(jì)工程中需要重點(diǎn)考量地基與基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，制定適宜的施工方案實(shí)現(xiàn)路基的加固效果。強(qiáng)夯法加固設(shè)計(jì)需要綜合考量土壤性質(zhì)、地下水的埋深、施工對(duì)于周邊環(huán)境的影響、施工周期、工程造價(jià)等多種因素，保證設(shè)計(jì)效果，并減少設(shè)計(jì)工作量。就強(qiáng)夯法加固公路地基的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探究。

強(qiáng)夯法；公路地基；設(shè)計(jì)

1 實(shí)例分析強(qiáng)夯法加固公路地基的設(shè)計(jì)方法

某公路地基土的總沉降量為463.9 mm，其不符合工程設(shè)計(jì)要求，依據(jù)該工程的現(xiàn)場(chǎng)條件，擬采用強(qiáng)夯法對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。

1.1 技術(shù)要求

依據(jù)工程的設(shè)計(jì)要求，該公路經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯之后其地基的容許承載力應(yīng)大于150kPa。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，采用強(qiáng)夯法加固地基其處理深度可深至細(xì)砂層，將其換算為加固影響深度，可達(dá)7.0m。

1.2 強(qiáng)夯設(shè)計(jì)

(1)排水體設(shè)計(jì)

為了保證施工設(shè)備的正常通行以及支承起重設(shè)備的正常使用，需要擴(kuò)大地下水位及夯擊面的距離，適當(dāng)減小拔錘阻力，創(chuàng)造良好的排水條件，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。需注意，施工現(xiàn)場(chǎng)的地面上需提前鋪設(shè)砂墊層?？紤]到該施工現(xiàn)場(chǎng)具備的工程條件，砂墊層的厚度設(shè)定為0.7m，主要由粗砂構(gòu)成，需使用振動(dòng)碾壓機(jī)進(jìn)行反復(fù)碾壓，這樣可避免夯擊過(guò)程中夯點(diǎn)周邊土體凸起變形。若局部區(qū)域的淤泥厚度大于2.5m，則需要設(shè)置排水盲溝、排水井等。

(2)夯錘重量和落距計(jì)算

依據(jù)相關(guān)學(xué)者的研究成果，強(qiáng)夯法的加固影響深度計(jì)算如下

式中：H為夯錘落距，T為系數(shù)，W為錘重，h為落距。

該工程區(qū)域內(nèi)為填土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，系數(shù)設(shè)定為0.43，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 強(qiáng)夯法錘重與落距計(jì)算結(jié)果

因此，該工程最終的夯錘落距設(shè)定為18 m。

(3)單擊夯擊能擊夯擊遍數(shù)

依據(jù)以上設(shè)計(jì)要求，可按照如下計(jì)算公式計(jì)算單擊夯機(jī)能為

E=Wh=2 700 kN·m

依據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)，該工程的夯擊遍數(shù)設(shè)定為4遍。其中1、2遍為跳行夯擊全部的夯點(diǎn)，第3遍為間夯，也就是在每個(gè)主夯點(diǎn)之間增加一個(gè)夯點(diǎn)，第4遍為滿夯。該工程要求填土強(qiáng)夯厚度必須小于5 m，含水量需控制在7.0%～19.0%以內(nèi)。

(4)夯點(diǎn)布設(shè)

夯擊點(diǎn)位置需要按照地基底的平面形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，如多數(shù)工程的基底為等邊三角形、等腰三角形或者是正方形，該工程強(qiáng)夯點(diǎn)間距為主夯以及間夯正方向布設(shè)，邊長(zhǎng)為4 m；滿夯錘印相切。夯擊點(diǎn)之間的間隔距離需要依據(jù)地基土的性質(zhì)以及處理要求深度進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了保證深層土的加固效果，第一遍夯擊點(diǎn)間隔通常為夯錘直徑的2.5～3.5倍，第二遍夯擊點(diǎn)處于第一遍夯擊點(diǎn)之間，這樣可保證后續(xù)夯擊點(diǎn)之間的距離可逐漸減小，也能夠保證夯擊能量可傳達(dá)至土體深度。因此，工程下一遍夯擊點(diǎn)一般會(huì)設(shè)置在上一遍夯點(diǎn)之間。最后一遍會(huì)采用較小的夯擊能進(jìn)行夯擊，且彼此需重疊搭接，保證地表土的均勻性以及密實(shí)度。對(duì)于處理深度較大或者是單夯擊能要求較大的公路工程，可依據(jù)具體要求適當(dāng)增大第一遍夯擊點(diǎn)之間的距離。

打擊點(diǎn)間隔L計(jì)算如下L≈H

依據(jù)以上計(jì)算，該工程打擊點(diǎn)的間隔距離設(shè)定為7 m。

(5)夯擊間歇時(shí)間、收錘標(biāo)準(zhǔn)和普夯設(shè)計(jì)

兩次夯擊之間的間隔時(shí)間需參考土體中超靜孔隙水壓力的消散情況進(jìn)行確認(rèn)，對(duì)此可通過(guò)試夯確定間隔時(shí)間。最后兩次夯沉量差異不超過(guò)5 cm點(diǎn)距以及行距搭夯，夯機(jī)能設(shè)定為2 700 kN·m，每點(diǎn)2擊。

2 質(zhì)量檢測(cè)

在施工過(guò)程中按照強(qiáng)夯加固設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行管控，在每層施工結(jié)束后需要按照設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度即干密度為驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，每1 000 m2設(shè)置至少一個(gè)探井，每0.5m深度間距使用環(huán)刀進(jìn)行取樣。若某一深度的試樣壓實(shí)度不滿足標(biāo)準(zhǔn)，則需要對(duì)該樣品周?chē)? 000 m2進(jìn)行二次施工，直至檢查結(jié)果符合要求。

[1] 蔣紅.強(qiáng)夯法在高速公路軟土地基中的加固效果研究[J].廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2013，13(6)：73-75.

[2] 王志良.高速公路強(qiáng)夯地基處理的施工工藝研究[J].價(jià)值工程，2016，35(3)：18-21.

[3] 張建軍，龔麗飛.強(qiáng)夯法加固地基的施工參數(shù)設(shè)計(jì)與分析[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，29(s1)：52-54.

2017-04-28

李本云(1987-)，男，貴州盤(pán)縣人，工程師，主要從事交通巖土研究。

U416.1

：C

：1008-3383(2017)07-0045-01