强夯置换法在软土路基施工中的应用
摘要：强夯置换法在软土路基施工中的应用是一种新的施工工艺，该工艺成功实施对今后类似的软基实施提供了参考依据，本文简要介绍了强夯置换加固软基的施工工艺
主题词：强夯置换，施工，应用
引言：
S201线克拉玛依至榆树沟段公路改建工程是新疆的重点公路改建工程项目，K0+850--K3+400处为新建路线，该段原为砖厂取土区，场地地表为取土后形成的积水洼地，水生植物较多，地层为杂填土，淤泥，低液限粉土，杂填土以碎砖混土，松散厚度在0.5m--1.5m；淤泥黑灰色，厚度为0.6m--2.0m，饱和，软塑--流塑低液限粉土，其中1#坑K0+850--K1+050深度大面积广，2#坑K1+650--K1+900，3#坑K1+840--K2+020，2#、3#坑相连，深度较大，4#坑K2+640--K3+000上空有高压输电线路，5#坑K3+000--K3+400范围大，水量充沛，植物生长茂盛，如果直接采取路基填筑施工工艺处理较为困难，决定采取新的施工工艺进行处理。
1、强夯置换法新工艺的提出
经实地勘察发现，该特殊处理段落均有水汇集，深度为1-3.0m，实际勘察结果含地下水，无细砂。经工地试验室试验结果：液限指数为35.2%，塑性指数为13.2，属低液限粘土，最佳含水量为17.0%。经实地测量清淤层厚为1.7-2.0m（为池塘边缘地带，中心位置机械无法进入），流动状态，颜色深黑色，有鱼腥味，有流动地下水冒出。若按照原设计图纸的施工方案，采用围堰，抽水换填1.0m砂砾，认为此设计方案不能根本解决路基沉降变形的要求，经业主研究决定在该路段采取动力强夯置换的施工方案：先清淤至原状土，采取一次性回填1.5-2.0m戈壁料，进行强夯施工。
通过采用强夯法与填料综合处治，使液化、软土地基成为复合地基，从而提高路堤的稳定性和结构物的可靠性，通过试验验证强夯动力置换法对软土路基的加固效果及处理软弱土的可操作性，总结一套完整的操作性强的施工工艺流程，并验证该施工工艺能否在其它路段软土处治方面得到推广。
2、强夯置换处理目标
2.1、验证技术可行性：通过强夯前后土基物理力学性质指标的变化，评价其强度与变形改善程度与处理后土基的可靠性，确定强夯处理的技术可行性。
2.2、总结施工阶段的成果，提出完整的实施方案建议，包括处理范围、操作程序、填料要求、设备要求、夯击能量、夯点布置、夯点间距、夯击次数、强夯控制、观测方法、检测方法与频率以及应注意的安全技术措施等，用以指导后期的施工。
2.3、强夯处理后土基承载力目标值200~250Kpa，处理深度4.0m~5.0m。
2.4、确保路堤稳定性验算、沉降计算符合要求。
3、施工过程及控制
3.1、机械及检测设备
1）、机械设备：强夯机两台，起重力需大于16吨，起重高度8-16m；夯锤为14.6吨圆形夯锤，锤底直径为2.3m(锤体设排气孔直径0.25m)
2）、检测设备：汽车钻机一辆，63.5kg重型动力触探仪两套，载荷试验仪四台，全站仪一台，水准仪三台。
3.2、强夯施工按下列步骤进行
1）、强夯施工前应清除池塘区内杂草、淤泥，开挖至原状土并整平，回填天然级配砂砾石；回填砂砾石的要求：含泥量不宜大于8%，强夯填料粒径不大于8cm。回填砂砾石厚度不大于2.0m，回填后路基边应有不少于5.0m宽的护坡；
2）、夯位布置及放线：严格按强夯操作要求进行放线，并做二次复核，做到准确无误；
3）、标出第一遍夯击点位置，并测量场地高程；
4）、起重机就位，使夯锤对准夯点位置；
5）、测量夯前锤顶高程，强夯过程中进行夯沉量观测与记录，终夯标准为最后两击平均下沉量不超过10cm或不产生过大隆起；
6）、将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后放下吊钩；
7）、重复步骤4），按设计规定的每轮夯击遍数及控制标准，完成一个夯点的夯击；
8）、重复步骤5）、6），完成全部夯点的夯击；
9）、用推土机将夯坑填平；
10）、在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击轮数，最后用1000KN.m满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程；
11）、认真做好各项记录、资料（强夯施工日志、强夯施工现场记录）。杜绝少夯、漏夯及夯位偏移过大等现象。
3.3、强夯过程中的场地整平：为确保强夯质量，需对场地按序整平，整平后场地条件满足强夯要求，并进行一定的高程控制。
3.4、池塘边台阶处理
1）、对于台阶高度小于1.0m的台阶，在分层碾压两个台阶后再沿台阶进行布点强夯，点夯间距为4m（沿台阶走向），每节台阶不少于一排夯点，在台阶内侧既回填土上再补夯一排夯点。
2）、对于台阶高度1.0m的台阶，每个台阶范围内分层碾压后即可进行台阶强夯，点夯间距为4m（沿台阶走向），每节台阶不少于一排夯点，在台阶内侧既回填土上再补夯一排夯点。
3）、台阶处理范围：沿路基中心线两侧30.00m范围内的台阶均需做强夯处理。
4）、夯击能：台阶处理点夯夯击能采用1800.0KN.m，遍夯夯击能采用1000.0KN.m。
5）、台阶强夯完毕后继续进行下道工序施工。
4、强夯检测
4.1、强夯前后采用的试验方法有重型动力触探，标准贯入、载荷试验及土工试验。
4.2夯前测试在现场准备后开始，夯后测试池塘软弱土区在遍夯完成一周后开始。
4.3组测试包括动探、标贯、取样与试验，布置在相对集中的区域；
各测试点应测量孔口高程，取样与测试点应控制在同标高，保证竖向同位对比，同时，强夯前后测试试验应在同平面位置进行，保证数据可对比。
4.4人工开挖探井并取样，样品等级为Ⅰ级；如因地下水影响无法开挖探井时，样品在标贯测试孔中采取，样品等级不低于Ⅱ级。
5、观测与测量
本次测量为强夯、检测提供技术服务。以保证夯点平面准确，检测点平面位置、检测深度夯前夯后的同一性。同时提供强夯观测和分析数据。为确保软土地基路堤施工过程中路堤的稳定性，在路堤填筑过程中进行沉降和稳定的动态观测。
工作基点与校核基点埋设按一级导线点要求布设。侧向位移标点采用全站仪极坐标法测量，高程观测的工作基点和校核基点采用水准仪以三等水准测量。夯沉量、夯坑变形量采用水准仪依照等外水准方法施测。变形观测点布设可根据现场情况和施工需要做适当调整。