浅谈道路设计中常见软基处理工程设计方法

摘要：由于经济的不断提高，道路设计的不断更新。在道路工程建设中，强夯法成为了软地基处理方式之一被广泛应用，文章通过工程实践的结合，对该道路设计软地基强夯法处理设计方法的相关问题，进行了简单的阐述和分析。

关键词：道路设计；强夯法；软基处理；动力固结

Abstract: As the economy continues to improve, the road design update. In road construction, dynamic compaction has become one of the soft foundation treatment methods are widely used, this article combined with the engineering practice, the problems related to the design of road soft foundation treatment design method of strong tamping method, are described and analyzed briefly.

Key words: road design; dynamic consolidation; soft foundation treatment; dynamic consolidation

中图分类号： U41 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

引言

在道路设计建设的过程里，运用强夯法，也可以称之为动力固结法或者是动力压实法，这类方法是通过不断将10至40吨的重锤提到高处让它以自由体方式落下，这期间的落距一般是10至40米，这给地基带来振动和冲击，进而提升地基的强度以及降低它的压缩性，还可以改变它的抗震动液化的能力以及消除土的湿陷性。它可以广泛应用在不同土性地基上，例如砂土、碎石土、湿陷性黄土、低饱和度的粉土、素填土和杂填土等，具备了经济易行、效果明显、节约三材、设备简易等特点。可是针对饱和软黏土，因为它含水量高、渗透性不好，如果遇到强烈冲击时，不可以快速进行排水，所以孔隙水压力上升较快，消散相对缓慢，导致坑周围的土体硬度减弱，所以，通常认为软黏土地基不应当使用强夯法进行加固处理。可是近几年来强夯加固软土地基的论点以及实践发展都较为快速，积攒了很多经验，在许多工程里获取了非常好的成绩，其中包括了强夯置换法处理软土地基的方法、强夯结合袋装砂井综合处理法等。

一、工程概述

1、地质概述

在一个属于江河口冲积平原的地貌里，局部分布一些残丘。地下水属于孔隙潜水，同河水互相补给，水位大约在1.0至3.0米处，会受到潮汐的影响。地层从上至下可以分为以下几点：首先，属于人工填土，色杂、松散，厚度约在1.0至2.0米处；其次，属于海陆相交的相沉积层，也就是人们通常说的软土层，呈现淤泥状态，淤泥质粉质黏土，夹淤泥质细砂，色泽为灰黑色，松散、流塑、饱和，这一层的层底埋深大约在3至15米左右；再次，属于冲积层，杂色，花斑状粉质黏土，可塑，灰黑色淤泥质的粉质黏土，流塑、饱和及灰黑色中砂层，饱和、松散，厚约约为0至8米左右；最后，是残积层，为黄灰、黄色砂质黏性土、以硬塑为主，属于花岗岩残积土，厚度约为0至6米左右。

2、对于质量、工期方面的要求

因为这个区域的软土属于含水量较高、强度较低、压塑性的超软弱黏土较高等特点，通过路基软基稳定技术、工后沉淀技术、路面结构的基底强度一定要对软基采取适当的解决方式。可是道路的施工期仅仅是8个月，软基的实际预压时间也只有5个月左右。因此运用软基处理方法需满足该工程的具体要求。

二、设计

1、方案论证

通常使用的软土路基处理工程设计方法有袋装砂井、清淤换填、真空预压、强夯法、搅拌桩、碎石桩、CFG桩等不同方法。

袋装砂井加预压排水固结的方法需要预压，一般固结的时间都需要很长，工后沉淀较强；并且本工程所在的位置离江边很近，受到潮汐影响水位的变化较大，因为微薄砂层的出现，同周围河水水力联系密切，排水固结的成效不是非常明显。尤其是对于一些地段地层上部分布杂填土，例如原已填鱼塘的位置，地基使用这个方式进行处理。对于桥头路堤，因为填土相对较高，工后沉淀要求不大于0.1米，可以使用复合地基的方式进行处理。针对软土厚度不大于15米的桥头路基使用水泥搅拌桩的方式进行处理，对于大于15米的地段使用CFG桩进行处理。这个处理的方式从效果上来讲比较好，可以不用预压，可是工程造价相对较高，无法被广泛应用。袋装砂井加强夯法：它透过设立竖向排水袋装砂井系统，并将填土堆载的静荷载以及强夯夯击能的动荷载有效结合，让地基土在最快的时间里完成大部分固结沉淀，降低工后沉淀并快速提升承载力。并且，还可以透过对地基的预震作用，很好地消除砂土液化、基坑开挖涌砂现象；这对于地下管线的开挖埋设是非常有利的。

道路设计的软基处理工程里，我们透过对各类处理方式的对比，并将周边已建工程的实例和成效相结合，对于软土埋深不大于8米的地段，通常使用强夯加袋装砂井的动力固结方式作为一般软土路基的解决方式之一。针对上部分布杂填土软基，就单纯使用强夯法进行处理。

2、作用原理

强夯法巩固非饱和土的过程，也是土中的气相被排出的过程。可是对与饱和土，以往的固结理论认为，通过快速的加荷条件下，孔隙水无法快速排出，因此是不可压缩的，可是无法解释饱和土在强夯后出现的明显的沉淀。L·梅耶动力固结理论说明：

(1)强夯中土的渗透系数是因为时间变化而变化的；

(2)强夯中饱和土孔隙水具备了压缩性；

(3)强夯中饱和土具备了局部液化的现象；

(4)强夯中饱和土具备了触变现象。

因此在重复夯击的作用下土体里发生了裂纹，土中有些吸附水转变成了自由水。由于孔隙水压力的消失，土的抗减力度以及变形模量不断加大。纯粹的强夯因为竖向裂缝的产生导致非规则连续贯通，所以在孔隙水以及气体解除过程里并非十分顺利，这就形成了在施工过程；里孔隙水压力消失缓慢，进而影响了加固的成效以及施工的进度，效果非常不好。使用排水固结法和强夯法相结合，如果土体遇到冲击荷载时，土中孔隙水压力加大，孔隙水会渗透至袋装砂井里，顺着袋装砂井直接排到地表，这样就会压缩排水的距离，加快孔隙水压力的消失过程和地基沉淀的发展，从而达到加固的目的。

3、设计参数

截止到当前为止，强夯法还不是一套完善和成熟的理论以及设计计算方式，只可以透过试夯的方式确立施工参数。试夯区域的面积要大于20米乘以40米，对不同地质环境，至少执行一处试夯，透过试夯确立施工参数，比如单点总夯击能、夯锤落距、夯锤重量、间歇时间、夯点距离、有效加固深度及夯击遍数等。

三、结束语

通过不断的实践努力，找寻到更加符合道路设计中软基处理工程的设计方法，为道路建设做出一定的贡献。

参考文献

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