滨海公路部份路基软基处理放弃强夯法的原因

时间：2024-05-20

韦仁过，赵翔

广西滨海公路投资有限公司，广西钦州 535000

1 广西滨海公路工程概况

根据广西壮族自治区人民政府《关于广西滨海公路实施方案修编的批复》（桂政函[2010]224号），广西滨海公路主线全长314.2公里，主线起于东兴市罗浮江口东岸的杨屋附近，终于北海的营盘镇，是北部湾公路网和交通网的东西走向的重要通道，是广西沿海防城港、钦州、北海三市之间区域联系的交通纽带，是构建北部湾港口布局体系，实现各港区和各重点产业园区相互联系的便捷通道，促进沿海旅游服务等相关产业开发，提升广西交通形象和水平，推进广西社会经济发展具有非常重大的意义。

沿途泥潭沼泽、鱼虾池塘，比比皆是。因此，滨海公路工程最大特征是软弱地基治理问题，它既影响项目的总投资，又决定着工程总体质量，还左右着工程的整体进度。对此，广西滨海公路投资有限公司多次召开专家咨询征求意见，组织专家会审，得出了经济合理、有利于施工的建议：优化设计的软土地基路段，根据不同的地质情况，分别采用塑料排水板、土工格栅、水泥搅拌桩等技术措施处理方案，放弃了常用的强夯法处理方案，原因根据滨海路的具体情况综合考虑。

强夯法虽然在实践中已被证实是一种较好的土耳其处理方法，但是到目前为止，还没有一套成熟和完整的理论和设计计算方法。

2 加固机理

根据强夯法适用的不同地层、能量大小及施工方法，主要有三种不同的加固机理：动力密实机理、动力固结机理和动力置换机理。采用强夯法加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于动力密实机理，即用动力冲击型荷载使土中的孔隙体积减少，土体变得密实，从而提高地基土的强度。动力固结和动力置换均为加固饱和软粘土地基的作用机理。强夯置换法即强夯将碎石整体挤入淤泥整式置换或间隔夯入淤泥成桩式碎石墩，这是新近总结的一种机理。

在强夯过程中，地基强度的变化和增加可分为四个阶段：第一阶段是夯击能的转换，使土体中气体排出，孔隙水压力上升并随着强制压缩或被振密；第二阶段是土体产生液化或结构产生破坏，表现为土体强度降低和抗剪强度发展，土体强度增加排水固结压密；第三阶段为渗透性能改变，土体裂缝发展，土体强度增加排水固结压密；第四阶段，触变恢复并伴随固结压密，包括部分自由水变成薄膜水，土体强度继续提高。

3 适用范围及加固效果

据有关规范及工程经验，强夯法主要适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土和粘性土地、润湿性黄土、杂填土和素填土等地基处理。对饱和度较高的粘性土，一般而言处理效果不显著，尤其对加固淤泥质粘土地基，处理效果更差。强夯置换（或动力置换、强夯挤淤）是对高饱和度的粉土和粘性土地基，采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料，强行入并排开软土，最终形成砂石桩与软土的复合地基，主要适用于地基上对变形控制要求不严格的工程。

强夯加固影响深度与锤重和落距大小紧密相关，一般为4m～10m，粗颗粒土的影响深度稍深一些。

强夯法（包括强夯置换法）加固效果主要取决于几个因素：1）土的类别，特别是土的级配和细颗粒的含量；2）土的饱和度和地下水位；3）初始相对密度；4）现场原始应力；5）天然土的结构（包括沉积年代和胶结情况）。

4 施工工艺

强夯法施工工艺主要是确定合适的锤重、落距、夯点间距、夯击顺序、夯击遍数、间歇时间等，一般通过试夯确定。强夯法施工流程如下图。

5 强夯法优缺点分析

优点主要有：1）强夯法具有施工程序及装备简单、适用面广、节省材料等，易于掌握、快速、经济、效果显著等优点；2）单从经济效果比较，强夯法处理地基费用比桩基便宜2倍～4倍；3）具有综合性。强夯能消除地基土体沉降，其值可以控制在几厘米甚至几毫米内，地基强度显著提高0.5倍～3倍，高的可达4倍，地基孔隙比较低，压缩模量能提高1倍～6倍，能消除震动液化；4）节省原材料：强夯除了有些设计需要垫一些骨料垫层外，基本上不需要其他辅助材料，节省大量钢筋、水泥等材料用量。

缺点主要为：1）强夯法适用的局限性，对于地基土类及地下水要求较高；2）设备移动不方便，特别是带门架的起重设备搬迁、就位需要花费较多时间；3）试验检测时间长，开工前的试验段试夯工作一般需要2个月。有的达4个月方能确定参数指导大面积施工，施工结束后要等孔隙水压力全部消散，方能检测对地基进行评定是否符合设计要求；4）检测程序复杂，夯前、夯后均要进行，特别是标准贯入，静力触探试验。费用较高。