置换法在软土路基处治施工中的应用

置换法在软土路基处治施工中的应用

王晓强

山东省路桥集团有限公司 山东 济南 250017

摘要：在进行公路桥梁的施工过程中，对软土路基的处理是一个非常重要的环节，为了有效保证公路桥梁施工的质量和效率，必须要合理科学使用软土路基施工技术，不断提高施工技术的水平，从而有效提高公路桥梁施工的使用寿命和性能，确保公路建设的顺利进行，实现建筑行业的可持续发展。本文就对软土路基施工技术在公路桥梁施工中的应用进行深入分析和探讨。
关键词：公路桥梁；软土路基；施工技术

前言

强夯法是土路路基处理的一种常见且有效的方法，其原理为利用夯锤自由落体时所产生的巨大冲击能以及冲击波夯击路基，并通过反复冲击将夯面下的土层进行夯实，进而达到路基具备稳定性的承载力。一般该方法用于碎石土、粘性土、湿陷性黄土等并具备工期短，施工简单等优点。而强夯置换法便是从强夯法演变过来的，主要目的就是延续其优点，其主要是利用向夯坑内回填碎石等颗粒较粗材料再利用强夯法制成强夯置换墩，进而拓展了其应用领域。为此我们利用强夯置换法将高原重盐渍土路基进行了工程应用。

1公路钢结构桥梁疲劳性能的影响因素

1.1施工企业对工程的不重视

施工企业不仅要对本身有着高素质的要求，还要对工程有着严格的管理，公路桥梁软基在公路桥梁工程中占据着主导的地位，施工单位要对工程的施工进行一定的重视，要提高施工人员对工作的态度，要让施工人员意识到软基施工在公路桥梁工程中是非常重要的。还要提高施工人员的技术水平和专业素质，由于技术水平不到位就会在施工中出现安全问题，会给工程带来一定的影响，让施工人员必须要遵守规章制度来施工，对工程的质量有着严格的要求，由于施工单位只是一味的缩短工期，追求片面的利益，对工程的质量没有达到符合标准的要求，就会给公路桥梁带来损失，给我国的交通事业发展产生影响。

1.2公路桥梁施工中对桥头结构不合理的布局

在公路桥梁工程施工中，要对桥头的引道工作进行重视，对公路桥头的强度进行加强，施工企业中会对这一点进行忽视，就会导致给公路桥中间出现沉降不均匀的现象，大大减少了公路桥之间稳定的连接，所以要提高公路桥头的强度，才能保证公路桥梁的安全。在对公路桥梁工程的施工中，对桥头引道工作中采取搭板的结构，因此要对公路桥梁中桥头结构进行合理的布局。

1.3在公路桥梁施工中对桥头引道软基的不合理

在对公路桥梁工程施工中，要对公路软基的处理进行格外的重视，对公路桥梁工程软基进行勘察，正因为软基的不均匀的沉降导致了桥头跳车的现象，对桥头引道软基不合理的因素是在施工中，施工单位并没有依照施工图纸进行施工，没有对当地的地质进行勘察，也没有发现软基存在的现象，在对软件进行勘察中，要对软基的深度和面积进行明确的掌握，这才能对桥头引道软基的合理性，在对软基的实际情况、需要的软基处理的方法以及在计算中存在的差异，就导致了路面软件的设计达不到效果，也达不到施工标准的要求。

1.4在公路桥梁施工中对桥台路基的压实度不够

在对公路桥梁工程施工中，都要进行对台背进行压实，由于在公路桥梁施工中，采取对台背压实的工作难免会受到一些影响，就会造成实际的压实工作和预期的压实工作不到位，不符合公路桥梁工程的标准，由于台背压实力度不够也会在软基路面中发生不均匀沉降的现象，由于，公路桥梁是我国交通事业中发展的重点，公路桥梁在车辆和自然的因素就会在公路桥梁中存在一定的隐患，所以在对公路桥梁工程进行施工中要加强台背的压实度。

2软土路基变形特征和作用因素

2.1非线性和非弹性

对于金属和混凝土这些材料而言，当在轴向上施加以压力的过程中，最初阶段应力和变形之间呈现出来的是直线关系，这些材料处在弹性变化状态；当应力上升达最大值时，应力和变形之间的关系将转变为曲线。与此同时，一般坚硬材料都有弹性和塑性变形。软土也具有这样的特点，也存在着不同的地方，即软土在最初阶段的直线关系是很短暂的，而其非线性变化的特点则要比坚硬材料容易观察。处在不同应力状态下的软土都存在着塑性变形，总体而言，其主要特点就是非线性和非弹性两种。

2.2各向异性

众所周知，一般情况下，软土路基是因成层沉淀累积形成的，因而大多呈层状分布，不同层间的土质是有较大差别的，当单单就某层土而言，土质还是比较均匀的。在水平方向上的体现是各向同性，但在重力方向上则要根据具体的受力状态来判断，处于长时间具有差异的固结应力的作用下，相同土质的参数也可能存在差异。因此，在垂直方向上所体现的差异性，称之为各向异性。

2.3塑性体积变形

由于软土往往具有较大的空隙，因此，从不同方向施加给软土相同的应力作用会使软土颗粒发生变形和变位，严重的会改变颗粒原来的位置，且不能够恢复到原来的水平，即不可复原的塑性体积变形。

2.4硬化与软化
在三方应力场中得到的软土样品轴向应力变形之间的关系曲线一般情况下呈现出两种类型。一种是与应力变化保持一致，当曲线处于持续上升的过程中突然受到破坏，这样的曲线关系叫做硬化；与之相反的应力与变形的关系时软化关系，这种曲线的特点是开始上升，当应力处于某个特殊值后就又会下降。事实上，在进行公路桥梁施工的过程中，软化讲使软土自身原有的强度减小，进而使周边软土承载的压力增大，导致巨大的破坏作用，因此，在具体的操作过程中应该重视软土软化问题。

3强夯置换法的工程实践

3.1置换材料的选取
强夯置换法中施工第一步便是置换材料的选取，由于高原重盐渍土的最主要特性就是盐分较高并且受气温及水的影响较大，为此我们一般针对这些特点采用一些块石和石料不易受风化，透水性较差，结构紧凑，抗剪度较高的材料。同时材料的最大粒径一般不超过30cm。

3.2加固处理程序

在置换材料选取之后，便进入到加固处理程序。其主要分为以下几个步骤：其中第一步便是选定施工通道建立加固处理的强夯平台；第二步便是按照路基的纵向进行回填置换，并一直置换到机械设备可以进驻为止，在回填置换过程中其最小回填厚度一般不小于2m；第三步便是强夯，其中强夯的条件必须满足强夯平台达到50m；第四步便是对强夯处理后的路基进行检验，其检验标准一般设为工后沉降小于20cm，弯沉小于0.06cm，路基回弹压缩模量大于20MPa，压实度大于95%；第五步需要的是工艺纪律服从，一般为在路基施工后的两周开始路面结构施工。

3.3夯击技术要求

夯击要通过三次进行，第一遍的夯击能量设置为1000-4000KNM，点夯夯点间距设置为6m并且呈现出梅花形分布，在夯击的过程中夯击能要逐渐加大。并在下次夯击前清除夯坑积水，各个夯击点保持不变并由中线坐标控制。第一遍强夯后需要应力消散期15天。第二遍夯击主要目的是补夯其夯击能量设置为2000KNM，点夯要求同第一遍强夯相同。第三遍强夯便可将夯击能量降低到1000KNM，并且要求夯锤为圆锤，各夯点为相互压切的四分之一圆并且可以依次夯击。之后便可以对路基承载能力进行检测以达到180KPa为基准，如果达不到便继续补夯直到达到标准为止。

4结束语

强夯置换法主要是应用于土质较为松软，或者是施工地的土地是经过二次填充得来的，这些土地如果不进行前期的处理就不能满足施工的后期的要求，因此，在正式对其进行施工之前应当利用强夯置换来挤密其土壤颗粒，或者在该施工地中添加一些碎石颗粒，增强其承载力。承载力是建筑地基中非常重要的一个衡量指标，应当对其引起足够的重视。本文主要探讨了强夯置换法在地基处理的中应用，以期推动强夯置换技术更加便捷、造价更低，同时推动我国建筑事业的发展。
参考文献：

[1]周亚吉.柱锤强夯置换的加固机理研究与数值模拟[D].东华理工大学,2013.

[2]钟东雄.强夯置换法在桥基加固中的应用[J].公路交通技术,2010(02):87-89.

[3]刘玉卓，公路工程软基处理[M].人民交通出版社，2002

[4]JTJ017－96.公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].人民交通出版社.1996.