强夯置换在湿地路基处理中的应用探究

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1、强夯置换在湿地路基处理中的应用探究河北路桥集团冇限公司杨兴杰［摘要］本文结合张承商速公路湿地地基对道路施工的影响，并针对实际情况提出了加固处理方案、施工难点和对策，为湿地地基施工提供技术借鉴。［关键词］强夯背换湿地探究一、刖g强夯法处理地基，起源丁古代的地基夯实法，平原地区房屋建筑多使用石夯对地基进行多遍夯击，达到提高地基的承载力的H的。强夯法的兴起，是由法国LouisMenard1969年在法国蔓纳附近纳普尔海滨选石场鬧海选田发展起来的主要使用吊升设备将重锤（宜为10〜60t）提到一定高度使其自由落下（落距一般为10-40m）,锤底而形式一般为圆形，锤底而积按照土

2、的性质确定，锤底静接地压力值为25kpa〜80kpa，对地基以冲击和振动，从而在一定范围内使地基的强度提高，压缩性降低，改善了地基的受力性能。20世纪70年代传入我国，最早使用于天津塘沽新港三号公路软土地基，取得了较好的效果。现已广泛应用于工业与民用建筑、机场、公路与铁路路基、港口，2013年在我公司承建的张承高速公路某合同采用去强夯置换法处理湿地路基，取得了很好的效果。二、强夯置换法作用机理分析强夯置换是使用片石等粒料，通过强夯对饱和粉十、粉砂和软粘十地基进行加固，其加固机理是利用重锤高落差产生的高冲击能将碎石、片石、矿渣等透水性能较好的材料强力挤入地基中，在强大

3、的夯击能作用下，土体中气体排出，孔隙减小，土体被加密，同时由于片石等粒料被挤入在地基中形成粒料墩，墩与墩间土形成复合地基，以提高地基承载力，消除软土地基的湿陷性，深M地基土在体波作用下，导致十体旧结构破坏、裂隙发展，形成排水通道并与上层裂隙连通,使深层空隙水快速排出。随着孔隙水的排出和超孔隙水压力的消散，土体结构压密，新的复合土体结构逐渐形成。由于土的触变性，在强夯中止后，土粒离子和水分子随时间血趋于新的平衡，使地基土强度得到提高。三、工程实例3.1工程概况张家口——承徳高速公路张家口段是河北省高速公路网布局“五纵、六横、七条线”中的重耍组成部分，也是张家口市公路网

4、的高速干线之一。路线穿过张家口沽源县境

5、Aj,沽源县地处河北省西北部，PJ蒙古高原南缘，是

6、A）蒙古高原以华北平原过渡地带。该高速公路K156+020——kl61+020段位于沽源五女河流域湿地，是闪电河湿地自然保护区的重要组成部分，水位埋深0.2m左右，表层土质为草根、泥炭腐质土或淤泥质亚粘土，厚度0.8—3.0m不等，其下卧层为粉砂土。在原设计方案中对该地段以开挖换填的方式进行处理。该工程位于闪电河湿地自然保护区上游，属于典型草原湿地地质，上部仅奋一层30cm厚与泥土交织在一起的草根具有承载力，其下1.5〜10m均为软弱土层。承载力极低，大型施工机械无法进入；若

7、按原设计进行大而积丌挖换填处理，还会严重影响木区域内的生态环境；且由于特殊的G然地理位置，该地区年平均气温1.4°C,冻融季节将会发生严重的毛细水上升，冻胀影响路面结构。3.1.1根据该场地《岩土工程勘察报告》，场地地层穿越区为阴山山前冲积平原区，属于冀北山区与内蒙占高原的过渡区，根裾该场地《岩土工程勘察报告》，场地地层主要由第四纪冲积洪积物组成，现分述如下：第①软弱土（粉质粘土）灰黑色，软塑，土质不均匀，切面粗糙，干强度及韧性差，摇摆反应一般,含植物体系主，稍湿，松散，表M含植物根系。第②黄土状粉质粘土黑色，可塑〜硬塑，中密；湿，以粉土为主，干强度及軔性中等。第③

8、中砂浅黄褐色〜褐黄色，湿，中密。无光泽反应，摇震反应中等，干强度低，级配较差。第④中砂褐黄色，砂质不纯，中密，饱和；砂质较纯，级配较差，以石英长石为主，含云母。3.2湿地强夯设计与处置方案3.2.1方案选择根据木段落湿地地基土特征、设计荷载要求及现场情况，并考虑工程造价、工期等因素，经设计代表和专家论证，采用强夯置换法对拟建湿地路基进行加M处理，经强夯处理肜地基土的承载力特征值达到设计耍求。3.2.2强夯置换原理及处理方案木段落采用强夯置换法进行处理，采用在夯坑内回填片石材料，片石粒径一般为20-30cm，利用重锤高落差形成的高冲击力，将片石颗粒强行挤填到地基土层屮

9、，通过置换原地基土，形成碎石桩柱或石层，提高地基承载力。同时，强夯置换桩柱或石M可作为Y卧软弱土的&好排水通道，加速Y卧足软土的排水固结。该法适应于高饱和度的粉十与粘性十、湿陷性黄土、软塑一流塑的粘性十等,深度范闱一般在6m以内，国外置换深度达到12米，对淤泥、泥炭等粘性土基可以穿透软土层的地基，对深层饱和性粉土、粉砂可不穿透该土层。3.2.3施工参数：按照梅花桩布置，抛填片石1.0-1.5m厚，夯锤直径2.5m,主副夯夯击能为2000-2500KN•m,满夯1200-1500KN•m。强夯后整平场地，铺设0.5m厚级配碎石层以隔断毛细水上升。3.2.4技术要求