摘要:軟土路基施工過程中存在多種潛在危險(xiǎn),軟弱土體力學(xué)性質(zhì)各向異性顯著,軟土路基中軟弱土層分布復(fù)雜,對(duì)路基施工及使用期間穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。通過對(duì)強(qiáng)夯法施工原理分析,研究強(qiáng)夯法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性,并由具體的強(qiáng)夯法施工工程對(duì)強(qiáng)夯法施工工藝進(jìn)行研究,對(duì)施工場(chǎng)地沉降規(guī)律、靜荷載、孔隙水壓力等監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù),評(píng)價(jià)強(qiáng)夯法對(duì)軟土路基處理的效果。強(qiáng)夯法能夠提高路基承載力,增強(qiáng)土體抗液化的能力,能提升路基土層的均勻度,避免出現(xiàn)不均勻沉降。

關(guān)鍵詞:強(qiáng)夯法;軟土地基;沉降;施工工藝
軟土路基中因分布有復(fù)雜軟弱土體,需要對(duì)路基深層土體進(jìn)行加固,但軟土路基加固方式是路基處理的難點(diǎn)。強(qiáng)夯法路基處理技術(shù)和提高路基承載力,尤其是對(duì)軟土路基,增強(qiáng)土體抗液化的能力,強(qiáng)夯法能夠有效地對(duì)路基不同土層的均勻度進(jìn)行提升,避免路基服務(wù)期間不均勻沉降的產(chǎn)生。對(duì)于強(qiáng)夯法的應(yīng)用及施工工藝的研究,文獻(xiàn)3采用物理力學(xué)模型試驗(yàn)分析強(qiáng)夯法加固煤矸石地基的效果,分析不同夯擊能和夯擊次數(shù)作用下不同深度煤矸石地基動(dòng)應(yīng)力的分布特征及其衰減規(guī)律;文獻(xiàn)4對(duì)強(qiáng)夯法的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),對(duì)強(qiáng)夯法的適用性及處理效果,對(duì)強(qiáng)夯法在濕陷性黃土地基中的應(yīng)用進(jìn)行研究;文獻(xiàn)5通過具體施工場(chǎng)地分別采用強(qiáng)夯法與沖擊碾壓法對(duì)地基處理的效果進(jìn)行研究,并對(duì)比分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性;文獻(xiàn)6分析強(qiáng)夯法進(jìn)行軟弱土層路基加固過程中的原理及影響因素,并對(duì)其強(qiáng)夯法具體應(yīng)用進(jìn)行介紹分析。首先,通過對(duì)強(qiáng)夯法施工原理及施工過程中的影響因素進(jìn)行分析,研究強(qiáng)夯法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性,根據(jù)對(duì)四川某軟弱土層路基的強(qiáng)夯法施工過程,對(duì)強(qiáng)夯法施工工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)及施工,并對(duì)施工場(chǎng)地沉降規(guī)律、靜荷載、孔隙水壓力等監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù),分析強(qiáng)夯法在軟土地基加固處理的效果。
一、強(qiáng)夯法原理及優(yōu)缺點(diǎn)
1.強(qiáng)夯法原理。強(qiáng)夯法對(duì)軟土加固處理具有良好的效果,強(qiáng)夯法的原理主要有:第一,動(dòng)力置換原理:通過強(qiáng)夯把碎石、礫石等填充物壓入軟弱土層,兩種混合后能夠有效地提升軟弱土層的摩擦特性,從而提高土體的承載能力,包括樁式置換與整體置換等。第二,動(dòng)力固結(jié)原理:動(dòng)力固結(jié)原理主要針對(duì)含有大量裂隙水或孔隙水的飽和土體,與土力學(xué)中的固結(jié)原理類似,但采用的是動(dòng)力方式,在沖擊能量的影響下,土體骨架或顆粒之間的粘合力破壞,導(dǎo)致部分土體液化,排水通道貫通,土體含水量減小,土體更易于固結(jié)。第三,動(dòng)力密實(shí)原理:由于土體顆粒之間存在大量裂隙、孔隙,通過強(qiáng)夯法產(chǎn)生的巨大壓力使得土體顆粒存在的孔隙及裂隙逐漸壓密,軟土層更加密實(shí),能夠有效地增強(qiáng)路基的承載能力。2.強(qiáng)夯法優(yōu)缺點(diǎn)。強(qiáng)夯法能夠提高路基承載力,增強(qiáng)土體抗液化的能力,能提升路基土層的均勻度,避免出現(xiàn)不均勻沉降,但其本身也存在優(yōu)缺點(diǎn),如表1所示。
二、強(qiáng)夯法施工工藝及監(jiān)測(cè)結(jié)果
1.強(qiáng)夯法施工工藝。建設(shè)場(chǎng)地為四川某工業(yè)園區(qū),園區(qū)道路建設(shè)要滿足大型車輛的運(yùn)輸要求,但園區(qū)道路的持力層主要土質(zhì)為淤泥質(zhì)黏土及淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土,為軟土路基,土層平均厚度為14~20m,通過對(duì)強(qiáng)夯法施工原理及優(yōu)缺點(diǎn)的分析,設(shè)計(jì)強(qiáng)夯法具體施工工藝方案。第一,監(jiān)測(cè)布置方案:一是針對(duì)強(qiáng)夯過后,周圍地表的沉降量變化規(guī)律,在周圍土體中埋設(shè)兩塊地表沉降板,分別放置于建設(shè)區(qū)及周邊去;二是靜荷載試驗(yàn),在具有一定面積的承壓板上向地基土逐漸施加荷載,觀測(cè)地基土的承受壓力和變形的原位試驗(yàn);三是孔隙水壓力測(cè)試,在強(qiáng)夯區(qū)域設(shè)置2孔孔隙水壓力測(cè)孔,孔隙水壓力計(jì)分別埋設(shè)于4m、7m、12m以及15m。第2.施工工藝要對(duì)施工場(chǎng)所進(jìn)行平整,清理施工場(chǎng)地雜物,并要開挖網(wǎng)購(gòu),設(shè)立集水井;測(cè)量場(chǎng)地原始高程,放線標(biāo)記處初始夯點(diǎn);測(cè)量夯擊前后的地表高程,利用起重機(jī)起吊夯錘至預(yù)定高度,夯錘自由下落后檢查坑底平整度,及時(shí)調(diào)整夯錘位置,按照設(shè)計(jì)夯擊次數(shù),重復(fù)上述步驟;按照強(qiáng)夯法夯擊標(biāo)準(zhǔn)檢查完成的夯點(diǎn),然后按照順序完成全部設(shè)計(jì)夯點(diǎn)的夯擊,最后用推土機(jī)填平。采用的夯擊設(shè)備參數(shù)主要為夯錘質(zhì)量為10t,夯錘直徑為3.0m,夯點(diǎn)布置方式設(shè)計(jì)為梅花型,各個(gè)夯點(diǎn)之間距離為3.0m/5.0m,起重機(jī)提升夯錘的高度,包括4個(gè)級(jí)別分別為4m、6m、8m、10m。2.強(qiáng)夯法監(jiān)測(cè)結(jié)果。夯擊時(shí),地表沉降出現(xiàn)劇烈波動(dòng),初次夯擊由于土層變得更加密實(shí),沉降量逐漸增大,后期三四遍夯擊時(shí),部分隆起但沉降量變化不大,第五六遍夯擊時(shí),地表有較大隆起,但沉降量幾乎不發(fā)生變化。對(duì)于孔隙水壓力的變化,從圖1可以看出,孔隙水壓力由淺部到深部增加幅度逐漸減小。線分析,所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)均未出現(xiàn)明顯的比例極限,根據(jù)土力學(xué)地基承載力的計(jì)算原理,應(yīng)取s/b=0.01(b為壓板寬度)所對(duì)應(yīng)的荷載確定承載力,與最大試驗(yàn)荷載值的一半比較,選取值比較小的作為承載力特征值。試驗(yàn)最大承載力300KPa,地表沉降量為16.47mm,承載力特征值為224KPa,根據(jù)規(guī)范規(guī)定,確定承載力特征值為150KPa。
三、結(jié)語(yǔ)
第一,針對(duì)軟土路基中地基處理難度較大的問題,對(duì)強(qiáng)夯法施工的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,對(duì)強(qiáng)夯法在軟土地基處理中的有效性進(jìn)行具體施工工程應(yīng)用。通過對(duì)強(qiáng)夯后的施工場(chǎng)地沉降規(guī)律、靜荷載、孔隙水壓力等監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以評(píng)價(jià)強(qiáng)夯法對(duì)軟土地基加固處理的效果。第二,采用強(qiáng)夯法對(duì)軟土地基進(jìn)行處理,能夠有效提升軟土復(fù)合地基的基礎(chǔ)承載力,降低軟土路基的沉降量加固深層基礎(chǔ)土體。因此,強(qiáng)夯法能夠有效地對(duì)如圖路基進(jìn)行處理,針對(duì)不同的施工路基工程特點(diǎn),進(jìn)一步提升強(qiáng)夯法的適用性。