濱海公路部份路基軟基處理放棄強(qiáng)夯法的原因

韋仁過(guò)，趙 翔

廣西濱海公路投資有限公司，廣西欽州 535000

1 廣西濱海公路工程概況

根據(jù)廣西壯族自治區(qū)人民政府《關(guān)于廣西濱海公路實(shí)施方案修編的批復(fù)》（桂政函[2010]224號(hào)），廣西濱海公路主線全長(zhǎng)314.2公里，主線起于東興市羅浮江口東岸的楊屋附近，終于北海的營(yíng)盤(pán)鎮(zhèn)，是北部灣公路網(wǎng)和交通網(wǎng)的東西走向的重要通道，是廣西沿海防城港、欽州、北海三市之間區(qū)域聯(lián)系的交通紐帶，是構(gòu)建北部灣港口布局體系，實(shí)現(xiàn)各港區(qū)和各重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)相互聯(lián)系的便捷通道，促進(jìn)沿海旅游服務(wù)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)，提升廣西交通形象和水平，推進(jìn)廣西社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重大的意義。

沿途泥潭沼澤、魚(yú)蝦池塘，比比皆是。因此，濱海公路工程最大特征是軟弱地基治理問(wèn)題，它既影響項(xiàng)目的總投資，又決定著工程總體質(zhì)量，還左右著工程的整體進(jìn)度。對(duì)此，廣西濱海公路投資有限公司多次召開(kāi)專(zhuān)家咨詢(xún)征求意見(jiàn)，組織專(zhuān)家會(huì)審，得出了經(jīng)濟(jì)合理、有利于施工的建議：優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟土地基路段，根據(jù)不同的地質(zhì)情況，分別采用塑料排水板、土工格柵、水泥攪拌樁等技術(shù)措施處理方案，放棄了常用的強(qiáng)夯法處理方案，原因根據(jù)濱海路的具體情況綜合考慮。

強(qiáng)夯法雖然在實(shí)踐中已被證實(shí)是一種較好的土耳其處理方法，但是到目前為止，還沒(méi)有一套成熟和完整的理論和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。

2 加固機(jī)理

根據(jù)強(qiáng)夯法適用的不同地層、能量大小及施工方法，主要有三種不同的加固機(jī)理：動(dòng)力密實(shí)機(jī)理、動(dòng)力固結(jié)機(jī)理和動(dòng)力置換機(jī)理。采用強(qiáng)夯法加固多孔隙、粗顆粒、非飽和土是基于動(dòng)力密實(shí)機(jī)理，即用動(dòng)力沖擊型荷載使土中的孔隙體積減少，土體變得密實(shí)，從而提高地基土的強(qiáng)度。動(dòng)力固結(jié)和動(dòng)力置換均為加固飽和軟粘土地基的作用機(jī)理。強(qiáng)夯置換法即強(qiáng)夯將碎石整體擠入淤泥整式置換或間隔夯入淤泥成樁式碎石墩，這是新近總結(jié)的一種機(jī)理。

在強(qiáng)夯過(guò)程中，地基強(qiáng)度的變化和增加可分為四個(gè)階段：第一階段是夯擊能的轉(zhuǎn)換，使土體中氣體排出，孔隙水壓力上升并隨著強(qiáng)制壓縮或被振密；第二階段是土體產(chǎn)生液化或結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，表現(xiàn)為土體強(qiáng)度降低和抗剪強(qiáng)度發(fā)展，土體強(qiáng)度增加排水固結(jié)壓密；第三階段為滲透性能改變，土體裂縫發(fā)展，土體強(qiáng)度增加排水固結(jié)壓密；第四階段，觸變恢復(fù)并伴隨固結(jié)壓密，包括部分自由水變成薄膜水，土體強(qiáng)度繼續(xù)提高。

3 適用范圍及加固效果

據(jù)有關(guān)規(guī)范及工程經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)夯法主要適用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土和粘性土地、潤(rùn)濕性黃土、雜填土和素填土等地基處理。對(duì)飽和度較高的粘性土，一般而言處理效果不顯著，尤其對(duì)加固淤泥質(zhì)粘土地基，處理效果更差。強(qiáng)夯置換（或動(dòng)力置換、強(qiáng)夯擠淤）是對(duì)高飽和度的粉土和粘性土地基，采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料，強(qiáng)行入并排開(kāi)軟土，最終形成砂石樁與軟土的復(fù)合地基，主要適用于地基上對(duì)變形控制要求不嚴(yán)格的工程。

強(qiáng)夯加固影響深度與錘重和落距大小緊密相關(guān)，一般為4m～10m，粗顆粒土的影響深度稍深一些。

強(qiáng)夯法（包括強(qiáng)夯置換法）加固效果主要取決于幾個(gè)因素：1）土的類(lèi)別，特別是土的級(jí)配和細(xì)顆粒的含量；2）土的飽和度和地下水位；3）初始相對(duì)密度；4）現(xiàn)場(chǎng)原始應(yīng)力；5）天然土的結(jié)構(gòu)（包括沉積年代和膠結(jié)情況）。

4 施工工藝

強(qiáng)夯法施工工藝主要是確定合適的錘重、落距、夯點(diǎn)間距、夯擊順序、夯擊遍數(shù)、間歇時(shí)間等，一般通過(guò)試夯確定。強(qiáng)夯法施工流程如下圖。

5 強(qiáng)夯法優(yōu)缺點(diǎn)分析

優(yōu)點(diǎn)主要有：1）強(qiáng)夯法具有施工程序及裝備簡(jiǎn)單、適用面廣、節(jié)省材料等，易于掌握、快速、經(jīng)濟(jì)、效果顯著等優(yōu)點(diǎn)；2）單從經(jīng)濟(jì)效果比較，強(qiáng)夯法處理地基費(fèi)用比樁基便宜2倍～4倍；3）具有綜合性。強(qiáng)夯能消除地基土體沉降，其值可以控制在幾厘米甚至幾毫米內(nèi)，地基強(qiáng)度顯著提高0.5倍～3倍，高的可達(dá)4倍，地基孔隙比較低，壓縮模量能提高1倍～6倍，能消除震動(dòng)液化；4）節(jié)省原材料：強(qiáng)夯除了有些設(shè)計(jì)需要墊一些骨料墊層外，基本上不需要其他輔助材料，節(jié)省大量鋼筋、水泥等材料用量。

缺點(diǎn)主要為：1）強(qiáng)夯法適用的局限性，對(duì)于地基土類(lèi)及地下水要求較高；2）設(shè)備移動(dòng)不方便，特別是帶門(mén)架的起重設(shè)備搬遷、就位需要花費(fèi)較多時(shí)間；3）試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，開(kāi)工前的試驗(yàn)段試夯工作一般需要2個(gè)月。有的達(dá)4個(gè)月方能確定參數(shù)指導(dǎo)大面積施工，施工結(jié)束后要等孔隙水壓力全部消散，方能檢測(cè)對(duì)地基進(jìn)行評(píng)定是否符合設(shè)計(jì)要求；4）檢測(cè)程序復(fù)雜，夯前、夯后均要進(jìn)行，特別是標(biāo)準(zhǔn)貫入，靜力觸探試驗(yàn)。費(fèi)用較高。

6 結(jié)論

綜合上述，結(jié)合本項(xiàng)目軟土公布的特點(diǎn)，可以得出：

1）本項(xiàng)目軟土路段的特點(diǎn)為：表層為軟塑狀淤泥質(zhì)粘土、飽和粘土、松散狀砂土，厚1m～3m，其下為中密-密實(shí)狀砂土，地下水位較高。即存在軟土分布在淺層、厚度不大，地下水位較高的特點(diǎn)，理論上不宜采用強(qiáng)夯法，加固效果應(yīng)不理想；

2）項(xiàng)目軟土路段基本為農(nóng)田、或蝦魚(yú)塘，強(qiáng)夯或強(qiáng)夯置換法施工均會(huì)將軟土往路基兩邊排出，排出的軟土勢(shì)必拱起路基兩邊農(nóng)田、或蝦魚(yú)塘，造成的影響范圍不可控制與估量，從而影響周邊居民的正常生產(chǎn)。

因此，強(qiáng)夯法在本項(xiàng)目部份路段不適用，因此建議本項(xiàng)目在這些路段軟土地基處理采用換填法、加筋法、塑料排水板、土工格柵、水泥攪拌樁等技術(shù)措施處理方案。

[1]康彥民.濱海地區(qū)高速公路修筑技術(shù)研究.北京：人民交通出版社，2010，9.

[2]徐至鈞.軟土地基和預(yù)壓法地基處理.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.