隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，高速公路的工程質(zhì)量日益受到人們的關(guān)注。由于高速公路路基填筑普遍較高，地基須承擔(dān)著車(chē)輛荷載和比一段公里大得多填土荷載的雙重壓力，所以高速公路地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性不能不引起公路技術(shù)人員的高度重視。特別是對(duì)可液化地基采取措施進(jìn)行處理，來(lái)降低可液化程度，提高路基的整體穩(wěn)定性尤為必要。目前處理可液化地基的方法主要有強(qiáng)夯振沖碎石樁、砂樁等，且主要在工業(yè)和民用建筑方面應(yīng)用較多。
焦鄭高速公路結(jié)合本工程地質(zhì)情況，對(duì)一些可液化地基采用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理，效果明顯，達(dá)到了預(yù)期目的，為強(qiáng)夯法處理高速公路可液化地基積累了經(jīng)驗(yàn)。
地質(zhì)概況
焦作至鄭州高速公路是河南省規(guī)劃的“米”字形干線公路主骨架的重要組成部分。
項(xiàng)目所在地主要處于黃河、沁河沖擊平原內(nèi)，地貌單元少，形態(tài)簡(jiǎn)單，地形特征為西北高東南低，沿線地下水豐富，最高地下水位埋深0.5m。經(jīng)地質(zhì)勘探，從地層土體、地下水及不良地質(zhì)和隱伏活動(dòng)性斷裂分布等幾個(gè)方面綜合分析，把全線分成四段三種不同地質(zhì)條件段落。根據(jù)《河南省地震分區(qū)圖》的劃分，本工程處于地震基本烈度7°區(qū)，在7°基本烈度下，它們將發(fā)生大范圍的液化現(xiàn)象。在地震的誘導(dǎo)下，會(huì)發(fā)生噴砂、冒水現(xiàn)象，導(dǎo)致路基的塌陷和滑坡，嚴(yán)重影響路基的穩(wěn)定性。為此，根據(jù)《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)重點(diǎn)工程的抗震要求，對(duì)該路段除對(duì)受地形影響地段而采取碎石樁處理外，其它路段均采取較為經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。
強(qiáng)夯試驗(yàn)
強(qiáng)夯試驗(yàn)的目的是通過(guò)小區(qū)試驗(yàn)，對(duì)試夯效果進(jìn)行綜合分析比較，選擇適合該工程地質(zhì)條件的強(qiáng)夯施工參數(shù)。焦鄭高速公路工程設(shè)計(jì)要求強(qiáng)夯處理深度6～8m，處理深度內(nèi)地基具有抵抗8度地震液化的能力，處理后的液化指數(shù)不大于5。為此，并結(jié)合沿線地質(zhì)變化復(fù)雜的特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)置了7共七個(gè)試驗(yàn)區(qū)，如表1。
1、單點(diǎn)夯能根據(jù)梅那強(qiáng)夯公式并結(jié)合設(shè)計(jì)處理深度、施工機(jī)械及特殊因素，單擊夯能采用1500KN·m、2000KN·m、2190KN·m和2560KN·m四種，滿夯采用750KN·m和1050KN·m。
2、夯點(diǎn)布置夯點(diǎn)布置采用正方形、梅花形和正三角形三種形式。夯點(diǎn)間距從3.53m到4.5m不等。各夯區(qū)外側(cè)邊緣以夯錘外緣和夯區(qū)外緣平齊為準(zhǔn)，夯區(qū)外側(cè)夯點(diǎn)間距可作小范圍調(diào)整。滿夯時(shí)相鄰夯點(diǎn)彼此搭接1/4。
3、單點(diǎn)夯擊數(shù)及夯擊遍數(shù)根據(jù)單點(diǎn)最后三擊夯坑下沉量處在5～10cm范圍內(nèi)的方法擬定單點(diǎn)夯擊數(shù)8擊和9擊。夯擊遍數(shù)選擇2遍主夯，最后一遍滿夯。
4、施工試驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)備主要采用20T或32T電動(dòng)履帶起重機(jī)，并配有卷?yè)P(yáng)和龍門(mén)支架，夯錘為15T重的鑄鐵錘，錘底直徑2.5m，脫錘器為拉索牽引脫錘式。施工時(shí)從路基兩側(cè)邊緣向路中心夯擊，考慮到便于施工，采用隔行夯擊，強(qiáng)夯施工流程如下：平整場(chǎng)地→各夯區(qū)埋置孔隙水壓力觀察計(jì)、檢測(cè)原地基液化指數(shù)、測(cè)量地面標(biāo)高→鋪筑碎石墊層→第一遍夯點(diǎn)布置→測(cè)量場(chǎng)地標(biāo)高→機(jī)械就位→測(cè)夯錘高→測(cè)每次夯擊下沉量（完成一個(gè)夯點(diǎn)夯擊）→完成第一遍各夯點(diǎn)夯擊→整平場(chǎng)地→測(cè)場(chǎng)地標(biāo)高→重復(fù)第二遍夯擊→滿夯→平整場(chǎng)地→測(cè)量地面標(biāo)高和場(chǎng)地液化指數(shù)→結(jié)束
試區(qū)檢測(cè)
檢驗(yàn)?zāi)康模阂皇前丛嚭辉O(shè)計(jì)參數(shù)施工后試區(qū)地基液化的消除情況；二是提出下一步正式強(qiáng)夯施工參數(shù)的調(diào)整意見(jiàn)；三是通過(guò)對(duì)孔隙水壓力的觀測(cè)，確定強(qiáng)夯遍與遍的間隔時(shí)間。
檢測(cè)方法：夯前對(duì)試區(qū)天然地基進(jìn)行檢測(cè)以復(fù)核原勘資料；試夯中及夯后觀測(cè)不同深度孔隙水壓力的變化情況，測(cè)量每最后三擊的平均沉降量；最后采用標(biāo)貫法和瑞利波法相結(jié)合來(lái)分析地基處理結(jié)果，并取標(biāo)貫器下15cm深的土樣進(jìn)行土工分析。
結(jié)果分析評(píng)價(jià)
經(jīng)強(qiáng)夯處理后，試區(qū)內(nèi)地基液化指數(shù)明顯降低，尤以試區(qū)3～6效果最佳，液化指數(shù)達(dá)到不大于5的設(shè)計(jì)目標(biāo)，表明強(qiáng)夯處理效果較好。
最佳夯能選擇：經(jīng)過(guò)試夯，根據(jù)設(shè)計(jì)深度利用梅那公式計(jì)算的單擊夯能是合理的，但必須結(jié)合最后三擊的平均下沉量和地質(zhì)條件進(jìn)行綜合選定。本工程選擇單點(diǎn)夯能2560KN·M，每點(diǎn)擊數(shù)為8次，滿夯選擇1000KN·M。
布點(diǎn)：通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，均勻的布點(diǎn)將產(chǎn)生最理想的夯擊效果，雖然5區(qū)平均夯能小于6區(qū)，但其均勻合理的正三角形的布點(diǎn)方式使其處理效果更佳，其它試區(qū)的布點(diǎn)因不均勻性而降低了處理效果，故點(diǎn)位布置以正三角形為最佳選擇，點(diǎn)位間距應(yīng)選擇3.5～4.5米。
墊層：墊層是為了便于施工而設(shè)定的，其種類和厚度的選擇要根據(jù)土質(zhì)、土基含水量等因素選定，其種類可以選擇碎石、砂礫、礦渣、粉煤灰等。本工程選擇0.8m厚的碎石作為墊層。
時(shí)間間隔；對(duì)于含粘性土很少或純砂性土地基，由于其孔隙水壓力消失很快，因此各遍夯擊之間的時(shí)間間隔可以不計(jì)，從試區(qū)6可以得到驗(yàn)證。對(duì)于粘性土或其含量較多的地基，則必須有時(shí)間間隔。
檢測(cè)時(shí)間的選定：通過(guò)對(duì)5區(qū)分別進(jìn)行的9天(Ile＝8.1)、15天(Ile＝3.3)和19天(Ile＝4.0)液化指數(shù)檢測(cè)，經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯后的地基土結(jié)構(gòu)在15天后逐漸趨于穩(wěn)定，因此滿夯后的最低檢測(cè)時(shí)間間隔應(yīng)不小于15天。
結(jié)束語(yǔ)
采用試驗(yàn)提供的參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)夯處理，到檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，加固效果良好，說(shuō)明采用強(qiáng)夯法處理焦鄭高速公路砂土液化地基是成功的，為強(qiáng)夯處理可液化地基的廣泛應(yīng)用提供了參考資料。
一般情況下，在一定深度范圍內(nèi)強(qiáng)夯處理的有效深度隨夯擊能量的增加而增加。當(dāng)采用2000～2500KN·M夯擊能量時(shí)，地基有效處理深度可達(dá)9～11M。
強(qiáng)夯法具有設(shè)備簡(jiǎn)單，施工便捷，適應(yīng)范圍廣，節(jié)省材料，降低投資，工期短等優(yōu)點(diǎn)。本工程實(shí)例證明強(qiáng)夯法用于處理砂土液化地基可以取得良好的處理效果。
焦鄭高速公路結(jié)合本工程地質(zhì)情況，對(duì)一些可液化地基采用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理，效果明顯，達(dá)到了預(yù)期目的，為強(qiáng)夯法處理高速公路可液化地基積累了經(jīng)驗(yàn)。
地質(zhì)概況
焦作至鄭州高速公路是河南省規(guī)劃的“米”字形干線公路主骨架的重要組成部分。
項(xiàng)目所在地主要處于黃河、沁河沖擊平原內(nèi)，地貌單元少，形態(tài)簡(jiǎn)單，地形特征為西北高東南低，沿線地下水豐富，最高地下水位埋深0.5m。經(jīng)地質(zhì)勘探，從地層土體、地下水及不良地質(zhì)和隱伏活動(dòng)性斷裂分布等幾個(gè)方面綜合分析，把全線分成四段三種不同地質(zhì)條件段落。根據(jù)《河南省地震分區(qū)圖》的劃分，本工程處于地震基本烈度7°區(qū)，在7°基本烈度下，它們將發(fā)生大范圍的液化現(xiàn)象。在地震的誘導(dǎo)下，會(huì)發(fā)生噴砂、冒水現(xiàn)象，導(dǎo)致路基的塌陷和滑坡，嚴(yán)重影響路基的穩(wěn)定性。為此，根據(jù)《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)重點(diǎn)工程的抗震要求，對(duì)該路段除對(duì)受地形影響地段而采取碎石樁處理外，其它路段均采取較為經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。
強(qiáng)夯試驗(yàn)
強(qiáng)夯試驗(yàn)的目的是通過(guò)小區(qū)試驗(yàn)，對(duì)試夯效果進(jìn)行綜合分析比較，選擇適合該工程地質(zhì)條件的強(qiáng)夯施工參數(shù)。焦鄭高速公路工程設(shè)計(jì)要求強(qiáng)夯處理深度6～8m，處理深度內(nèi)地基具有抵抗8度地震液化的能力，處理后的液化指數(shù)不大于5。為此，并結(jié)合沿線地質(zhì)變化復(fù)雜的特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)置了7共七個(gè)試驗(yàn)區(qū)，如表1。
1、單點(diǎn)夯能根據(jù)梅那強(qiáng)夯公式并結(jié)合設(shè)計(jì)處理深度、施工機(jī)械及特殊因素，單擊夯能采用1500KN·m、2000KN·m、2190KN·m和2560KN·m四種，滿夯采用750KN·m和1050KN·m。
2、夯點(diǎn)布置夯點(diǎn)布置采用正方形、梅花形和正三角形三種形式。夯點(diǎn)間距從3.53m到4.5m不等。各夯區(qū)外側(cè)邊緣以夯錘外緣和夯區(qū)外緣平齊為準(zhǔn)，夯區(qū)外側(cè)夯點(diǎn)間距可作小范圍調(diào)整。滿夯時(shí)相鄰夯點(diǎn)彼此搭接1/4。
3、單點(diǎn)夯擊數(shù)及夯擊遍數(shù)根據(jù)單點(diǎn)最后三擊夯坑下沉量處在5～10cm范圍內(nèi)的方法擬定單點(diǎn)夯擊數(shù)8擊和9擊。夯擊遍數(shù)選擇2遍主夯，最后一遍滿夯。
4、施工試驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)備主要采用20T或32T電動(dòng)履帶起重機(jī)，并配有卷?yè)P(yáng)和龍門(mén)支架，夯錘為15T重的鑄鐵錘，錘底直徑2.5m，脫錘器為拉索牽引脫錘式。施工時(shí)從路基兩側(cè)邊緣向路中心夯擊，考慮到便于施工，采用隔行夯擊，強(qiáng)夯施工流程如下：平整場(chǎng)地→各夯區(qū)埋置孔隙水壓力觀察計(jì)、檢測(cè)原地基液化指數(shù)、測(cè)量地面標(biāo)高→鋪筑碎石墊層→第一遍夯點(diǎn)布置→測(cè)量場(chǎng)地標(biāo)高→機(jī)械就位→測(cè)夯錘高→測(cè)每次夯擊下沉量（完成一個(gè)夯點(diǎn)夯擊）→完成第一遍各夯點(diǎn)夯擊→整平場(chǎng)地→測(cè)場(chǎng)地標(biāo)高→重復(fù)第二遍夯擊→滿夯→平整場(chǎng)地→測(cè)量地面標(biāo)高和場(chǎng)地液化指數(shù)→結(jié)束
試區(qū)檢測(cè)
檢驗(yàn)?zāi)康模阂皇前丛嚭辉O(shè)計(jì)參數(shù)施工后試區(qū)地基液化的消除情況；二是提出下一步正式強(qiáng)夯施工參數(shù)的調(diào)整意見(jiàn)；三是通過(guò)對(duì)孔隙水壓力的觀測(cè)，確定強(qiáng)夯遍與遍的間隔時(shí)間。
檢測(cè)方法：夯前對(duì)試區(qū)天然地基進(jìn)行檢測(cè)以復(fù)核原勘資料；試夯中及夯后觀測(cè)不同深度孔隙水壓力的變化情況，測(cè)量每最后三擊的平均沉降量；最后采用標(biāo)貫法和瑞利波法相結(jié)合來(lái)分析地基處理結(jié)果，并取標(biāo)貫器下15cm深的土樣進(jìn)行土工分析。
結(jié)果分析評(píng)價(jià)
經(jīng)強(qiáng)夯處理后，試區(qū)內(nèi)地基液化指數(shù)明顯降低，尤以試區(qū)3～6效果最佳，液化指數(shù)達(dá)到不大于5的設(shè)計(jì)目標(biāo)，表明強(qiáng)夯處理效果較好。
最佳夯能選擇：經(jīng)過(guò)試夯，根據(jù)設(shè)計(jì)深度利用梅那公式計(jì)算的單擊夯能是合理的，但必須結(jié)合最后三擊的平均下沉量和地質(zhì)條件進(jìn)行綜合選定。本工程選擇單點(diǎn)夯能2560KN·M，每點(diǎn)擊數(shù)為8次，滿夯選擇1000KN·M。
布點(diǎn)：通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，均勻的布點(diǎn)將產(chǎn)生最理想的夯擊效果，雖然5區(qū)平均夯能小于6區(qū)，但其均勻合理的正三角形的布點(diǎn)方式使其處理效果更佳，其它試區(qū)的布點(diǎn)因不均勻性而降低了處理效果，故點(diǎn)位布置以正三角形為最佳選擇，點(diǎn)位間距應(yīng)選擇3.5～4.5米。
墊層：墊層是為了便于施工而設(shè)定的，其種類和厚度的選擇要根據(jù)土質(zhì)、土基含水量等因素選定，其種類可以選擇碎石、砂礫、礦渣、粉煤灰等。本工程選擇0.8m厚的碎石作為墊層。
時(shí)間間隔；對(duì)于含粘性土很少或純砂性土地基，由于其孔隙水壓力消失很快，因此各遍夯擊之間的時(shí)間間隔可以不計(jì)，從試區(qū)6可以得到驗(yàn)證。對(duì)于粘性土或其含量較多的地基，則必須有時(shí)間間隔。
檢測(cè)時(shí)間的選定：通過(guò)對(duì)5區(qū)分別進(jìn)行的9天(Ile＝8.1)、15天(Ile＝3.3)和19天(Ile＝4.0)液化指數(shù)檢測(cè)，經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯后的地基土結(jié)構(gòu)在15天后逐漸趨于穩(wěn)定，因此滿夯后的最低檢測(cè)時(shí)間間隔應(yīng)不小于15天。
結(jié)束語(yǔ)
采用試驗(yàn)提供的參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)夯處理，到檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，加固效果良好，說(shuō)明采用強(qiáng)夯法處理焦鄭高速公路砂土液化地基是成功的，為強(qiáng)夯處理可液化地基的廣泛應(yīng)用提供了參考資料。
一般情況下，在一定深度范圍內(nèi)強(qiáng)夯處理的有效深度隨夯擊能量的增加而增加。當(dāng)采用2000～2500KN·M夯擊能量時(shí)，地基有效處理深度可達(dá)9～11M。
強(qiáng)夯法具有設(shè)備簡(jiǎn)單，施工便捷，適應(yīng)范圍廣，節(jié)省材料，降低投資，工期短等優(yōu)點(diǎn)。本工程實(shí)例證明強(qiáng)夯法用于處理砂土液化地基可以取得良好的處理效果。