論強夯法施工技術在公路路基處理中的應用

鄭美芳

(河南省公路工程局集團有限公司,河南鄭州 450000)

論強夯法施工技術在公路路基處理中的應用

鄭美芳

(河南省公路工程局集團有限公司,河南鄭州 450000)

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,科學技術的進步促進了我國公路建設的發(fā)展。地基作為公路的重要組成部分,對公路的安全性以及穩(wěn)定性具有直接的影響。強夯法施工技術作為處理地基的重要方式,應用的范圍較廣泛,可以對砂土、碎石土、粘性土以及低飽和度的粉土的處理,另外,還適用于濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基中。由于強夯法具有良好的加固效果,經(jīng)濟效果良好,并且可以縮短施工工期,所以,在公路施工過程中,強夯法扮演著重要的角色,為了確保公路路基的質(zhì)量,本文將對強夯法施工技術在公路路基處理中的應用進行深入的分析及探討。

公路建設 強夯法 公路路基

近年來，我國公路工程數(shù)量在不斷地增多，從而推動了我國的公路施工技術的發(fā)展，公路路基承載著公路所有的壓力，路基質(zhì)量的好壞對公路的整體質(zhì)量具有嚴重的影響，因此，要加強對路基加固的處理。在公路路基的加固施工過程中，強夯法施工技術得到了越來越廣泛的應用，不僅在經(jīng)濟方面取得了一定的成效，還節(jié)約了施工中材料的使用，與此同時，節(jié)省了人力、物理以及財力。在科學技術的發(fā)展背景下，強夯法在公路中會得到充分的應用。做好強夯法施工技術的處理，在很大程度上提高路基的承載能力以及使用壽命，從而使公路更好的服務于人們的生活。

1　強夯法施工技術原理

對于強夯法施工技術來說，主要是通過使用大型機械設備把大噸位的夯錘吊起到一定的位置，再將它自由的下落，這樣就可以將勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，地基就會受到較大的沖擊力，低級就會產(chǎn)生強大的沖擊應力及沖擊波，土層空隙就會被壓縮，致使土體區(qū)域液化，夯擊周圍地點周圍就會出現(xiàn)裂縫，這樣就會形成良好的排水通道，孔隙水就會溢出，氣體排出，土顆粒就會重新排列，通過振搗壓密固結，就會確保地基的承載能力，地基沉陷性及空隙就會消除，壓縮性就會降低，這處理地基的方法之一。

就強夯法施工而言，其處理主要分為夯擊成孔、加固下部土體和上部的夯孔。夯擊成孔，通過打夯機的夯錘與夯實點的中心位置對準，在夯錘放開后的動能作用下，經(jīng)過夯擊的土體就會產(chǎn)生壓縮變形，應力就會以夯錘底部位置向四周進行擴散，在外界強大的被動壓力作用下，夯錘周圍的土體就會向下部和四周移動，這樣就會使土體的密實度得到提高。通過多次的夯擊，就會造成很深空洞的出現(xiàn)，然后再進行擠密作業(yè)來確?？妆诘膹姸取τ诩庸滔虏客馏w來說，就是使用機械向夯坑內(nèi)填入足夠的碎石，在夯錘高空墜落的作用下，將碎石進行夯擊，在高壓作用下，碎石就會向四周運動，高壓強區(qū)域就會形成。通過反復的錘擊，重錘能量就會得到提高，從而處理好深層軟土地基的加固作業(yè)。上部重錘夯空處理技術，通過對孔內(nèi)填入一定量的材料，進行夯實的處理，使之具有擠密性，與此同時，還要對孔洞周圍的地基進行夯實作業(yè)。

2　強夯法施工技術在公路路基處理中應用的特點

2.1適用于各類土層

強夯法施工技術可以對各類的土層實施加固，比如說，黃土、粉土、黏性土以及砂性土等。若一般方法無法對大塊碎石類土、建筑生活垃圾以及工業(yè)廢料構成的雜填土進行加固處理時，就可以采用強夯法施工技術，這樣效果較為明顯，可以對軟土地基進行加固。

2.2應用范圍較廣

強夯法施工技術應用的范圍較廣，比如說，重型構筑物、民用建筑、工業(yè)、堤壩、機場跑道、貯倉、設備基礎、油罐、堆場、港口碼頭、人工島、核電站以及公路及鐵路的路基等。

2.3加固效果較顯著

進行地基的處理，可以通過使用強夯法作業(yè)，這樣就可以提高地基的承載能力，使壓縮模量得到有效的提高，干密度也得到了提升，這樣以來壓縮的系數(shù)、空隙就會得到有效的控制，提高場地的均勻性。另外，也可以消除濕陷性以及膨脹性，防止振動液化的產(chǎn)生。

2.4施工機械設備簡單

對于強夯法的施工來說，所使用的機械設備則是履帶式起重機。若存在一定的起吊能力，則可以結合龍門架進行強夯法的使用。

2.5節(jié)省施工材料

一般來說，強夯法就是對原狀土上能量的施加進行處理，就不需要加入建筑材料，這樣以來就可以縮短施工的工期。

2.6節(jié)約造價

在進行強夯施工時，無需使用材料，這樣就可以有效的節(jié)約施工材料的購置、制作、運輸以及人工等費用，油料的消耗就會得到有效的控制。

2.7施工速度快

在公路路基施工過程中，對粗顆粒非飽和土進行強夯法的使用時，施工周期較短。在雨天，就會產(chǎn)生嚴重的影響。

3　強夯法施工技術在公路路基處理中應用的準備

(1)在施工期，要掌握施工圖紙的內(nèi)容，要明白設計的目的，對現(xiàn)場還要進行實地的考察，然后進行定位放線。(2)在進行強夯法施工前，要挖除公路用地范圍內(nèi)的路基表土、種植土、腐殖土、淤泥以及樹根，確保清表的厚度不低于30cm。為了處理好濕陷、孔洞問題，便于起重設備的行駛，防止事故的產(chǎn)生，使用推土機進行預壓作業(yè)。機械設備在進出場時，道路要保持一定的高度、寬度、轉(zhuǎn)彎半徑以及路面的強度。若地下水位較高、液化流動的飽和砂質(zhì)土以及表層為飽和粘性土時，為了確保重型機械在場地能夠正常的運行，降低夯錘拔起時的負壓，在表面可以鋪設一定厚度的砂石墊層。另外，為了避免路基表面產(chǎn)生積水現(xiàn)象，在雨期進行施工時，要做好排水溝的挖好工作。(3)在進行強夯施工前，為了了解土質(zhì)的具體情況，就需要對地基實施試驗，若土層存在不均勻，對鉆孔及原位測試要進行測試。根據(jù)地形的具體情況，每隔一定的距離取圖樣進行分析，這樣就可以確保最大的干密度、最佳含水量。路基凍融或者下雨導致地表的濕軟，進行軟土的清除，將其翻挖晾曬，這樣就可以提高夯實的質(zhì)量。(4)在進行施工前，對施工參數(shù)要進行正確的選擇，提高強夯法的效果。強夯的參數(shù)主要包括以下幾個內(nèi)容:有效的強夯深度、夯擊次數(shù)與遍數(shù)、夯點布設及強夯范圍以及夯擊間歇時間等。(5)在施工過程中，為了防止現(xiàn)場范圍內(nèi)的地下構筑物和各種地下管線被破壞，首先要檢查其位置、標高等，并且要采取一定的方法。強夯要距地下障礙物的水平保持一定的距離。為了避免擾民的問題，最好選擇在白天進行施工，將午休和晚間休息時間錯開。

4　強夯法的施工技術及主要參數(shù)

對于強夯施工技術來說，首先要進行試夯，還要遵循一定的規(guī)律，先深層、次中層、最后表層。根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件以及工程的要求來選擇合適的技術、參數(shù)。為了使強夯法具有較好的成效，夯擊的遍數(shù)要符合施工設計的要求，對高能級強夯要進行三到四遍的夯擊，主要對深層土層進行加固。對于中能級強夯來說，要實施間夯或者復打作業(yè)。夯點位于主夯點之間以及主夯點上，這樣以來就可

············以強化對中層土的加固。低能級強夯的主要目的就是對表層松土進行夯實。

4.1有效加固深度

地基處理的重要依據(jù)就是選擇有效加固深度，能夠反映出處理的效果。根據(jù)梅納提出的有效加固深度試驗來說，與實際工程相比，計算公式得出的結果所達到的加固深度偏大。另外，葉書磷建議軟土及粘性土的修正系數(shù)為0.5，砂性土為0.7，黃土為0.35—0.5。除此之外，對于粉質(zhì)粘土、飽和粉土、粘土及淤泥質(zhì)土等地基的處理，有效深度還與排水條件具有一定的聯(lián)系。

4.2最佳夯擊能及夯擊次數(shù)和遍數(shù)

對于最佳夯擊能來說，通過使地基中出現(xiàn)的孔隙水壓力達到土的自重時夯擊能，最佳夯擊能的確定，可以采用最大孔隙水壓力增量值與夯擊次數(shù)的關系曲線或有效壓縮率與夯擊能的關系曲線。進行每一遍的最佳夯擊數(shù)時，要確保土體豎向壓縮最大化，側(cè)向位移要控制在最小，由夯沉量曲線或有效夯實系數(shù)的關系來確定夯擊次數(shù)，夯擊遍數(shù)根據(jù)地基土的性質(zhì)來確定。

4.3夯點布置和間距

根據(jù)工程的具體情況，正三角形布置可以更好的處理地基問題，確保其具有較好的均勻性，一般情況下，采用正三角形、正方形或是梅花形進行布點。另外，正方形的布置，與三角形布置相比，吊機移位更加方便。夯點間距的確定可以通過采用地基土性質(zhì)、土層厚度、建筑物結構類型和要求處理深度及試夯的方式。

4.4間隔時間及加固范圍

新的夯擊施工，需要等到孔隙水壓消散后進行。間隔的時間，取決于土的超靜力水壓力消散時間，根據(jù)地基土的滲透性來確定。一般來說，粘性土較慢，其時間要大于3—4周，砂土只要2—4min，可進行連續(xù)夯擊，一般粘性土為1—2周。其加固范圍要大于建筑物基礎的范圍，這樣以來就可以防止不均勻“邊界”現(xiàn)象的出現(xiàn)。根據(jù)建筑物類型以及重要性等因素進行具體放大范圍的確定。

5　施工質(zhì)量檢驗

(1)等到強夯施工完成后，需要間隔一段時間，才能夠檢驗地基的質(zhì)量。就低飽和度的粉土和黏性土而言，其地基可取3—4周。(2)通過對土性應該選擇原位測試和室內(nèi)土質(zhì)的試驗，確定質(zhì)量的檢驗。另外，重要工程項目要進行檢驗項目的增加，還可以通過現(xiàn)場大型載荷試驗進行質(zhì)量的檢驗。(3)通過對場地復雜程度和建筑的重要性，來確定質(zhì)量檢驗的數(shù)量。就簡單場地上的建筑物而言，每個建筑物地基的檢驗點應該不低于3處。另外，復雜場地或者重要建筑物地基要通過增加的措施，來加強質(zhì)量的檢驗，檢驗的深度應該高于設計處理的深度。

6　結語

由于強夯法施工簡單，并且能夠節(jié)約使用的費用，強夯法在路基施工中得到了廣泛的應用。所以，要根據(jù)工程的實際情況對施工進行具體分析，并采取有效的措施以確保工程質(zhì)量。

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