强夯置换法在饱与黄土路基处理中应用

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1、强夯置换法在饱与黄土路基处理中应用　　【摘要】本文针对强夯置换法处理渭（南）蒲（城）高速公路饱和黄土路基，通过对强夯置换法的作用机理分析、工程实例、施工工艺、效果检测，施工方案的优化，使之更加合理，达到了安全、快速、有序施工之目的，为保证工期、降低成本、确保安全起到了关键的作用，对西北地区饱和黄土地基处理，有一定的借鉴意义。【关键词】强夯置换饱和黄土路基处理应用1.前言强夯置换法在国外亦称为“动力置换与混合”法（Dy-namicreplacementandmixingmethod），因为墩体填料为碎石或砂砾时，置换墩形成过程中大

2、量填料与墩间土混合，越浅处混合的越多，因而墩间土已非原来的土而是一种混合土，含水量与密实度改善很多，可与墩体共同组成复合地基。7强夯置换法是20世纪80年代后期开发的方法，其原理是利用夯锤巨大冲击能（一般为1100～4000KJ，最大可达10000KJ）将碎石砸入软弱土层，形成碎石桩体（碎石墩），将软土特别是淤泥挤到桩体之间的空隙，使土体与碎石构成复合地基，用以提高天然地基的承载力。强夯置换适用于高饱和度的粉土与软塑～流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。2.工程概况渭南至浦城高速公路项目位于陕西省关中平原东部渭南市境内

3、，是陕西省高速公路网规划中的18条联络中黄渭联络线的重要组成部分。起点位于浦城县东的东阳乡，并与西禹高速以互通相连接，线路终点在赤水镇与连霍高速相接，线路全长约55.04公里。线路所经区段由于受渭河流域，渭河盆地中的地层由两侧向渭河谷地倾斜，渭河大体成NE方向流过，南北两侧流水向渭河汇集，在漫长的内外动力地质作用下，形成广阔平埋的冲积平原。第四纪以来，随着秦岭断块与东山拱起继续上升，渭河沉陷周边翘起，并发育洪、冲积扇群堆积，厚度达300～500米。由于南部主边界断裂两侧升、降差异较大，下更新统湖盆沉积主要分布在南部地区，晚期有冲

4、积、洪积相黄土类堆积。中更新统以冲积、风积黄土类堆积为主，湖盆逐渐萎缩。第四系总厚度与上第三系相反，东厚西薄。经全新世以来的流水作用形成今天平坦开阔的地貌。沿线主要有湿陷性黄土、饱和黄土、湿软地基、盐渍土和饱和砂土液化等类型不良地质。7下面以渭南至蒲城高速公路K30+100～K31+400段路基为例予以阐述，该段路基地质主要为饱和黄土，采用强夯置换法来进行路基处理，通过该方法的处理增加地基承载力，以满足高速公路路基施工要求。3.强夯置换施工3.1清表并平整施工场地：路堤地段，放出征地线后，使用挖掘机或推土机清除地表腐殖土、草皮、

5、树根。清表深度为原地面以下30cm，清表完成后平整场地，由于场地太湿，为了保证机械正常运作，安全施工，在试验段摊铺50cm砂砾垫层，然后进行碾压。3.2标出夯点位置，并测量场地高程：依据导线点放出夯击的夯点位置，用白灰线标示出夯点中心位置。本试验段夯点间距4.5m，采用等边三角形布置，处理宽度为42.5m，夯点数为550个。测量夯点处原地面标高。3.3起重机就位，使夯锤对准夯点位置：起重机就位，夯锤对准夯点位置。在夯锤进场检验时已准确称量出夯锤重量，测定出锤底面直径和锤高。3.4测量夯前锤顶高程：用水准仪测量夯前锤顶高程，并做好

6、记录。然后吊钩挂住夯锤。3.5将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩器，夯锤脱钩自由下落，当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，向坑内填料直至与坑顶平，记录填料数量，如此重复直7至最后两击夯沉量小于50mm，强夯深度达到4.5m时停夯，完成一个墩体的夯击。当夯点周围软土挤出影响施工时，可随时清理并在夯点周围铺垫碎石，继续施工；填料采用不易风化的开山碎石，强度大于30MPa，一般粒径30～40cm，最大粒径不大于50cm，含泥量小于10%。3.6按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击。3.7移机，重复步骤3）至6），完成第一遍全部夯

7、点的夯击。3.8在规定的时间间隔后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后再以低能量满夯，满夯可采用轻锤或低落距锤多次夯击，低能量满夯的搭接不得小于四分之一夯锤直径，依次连续夯击，使地面均匀平整，标高一致。本工程施工，单点夯的夯击次数为16一30击，单点的平均填料数量为22.32m3。由此可见，场地土的匀质性很差，施工中控制最后两击的夯沉量达到统一标准尤为重要，为了确保强夯置换的深度，对单点的最少夯击次数也进行了控制。考虑到上层强夯施工对深层的影响，强夯置换完成后进行满夯。4.强夯置换效果检测7对强夯置换地基，在工程工序交验前，分

8、别在夯点及夯点间进行了原位静载试验和重型动力触探检测，并进行了单点开剖。单点开剖结果反映，强夯置换所形成的砂石墩体形状如图所示。墩体上口直径约2.5-2.8m，为夯锤直径的1.0一1.2倍，下部直径达到3.5一3.8m，置换墩体已完全穿透软土层，并与卵石层面相接