小議強夯法加固公路軟土路基的應用

李垚霞+王祥勇

摘 要：強夯法在軟土路基施工中具有顯著的加固效果，能夠獲取較高承載力，可實現(xiàn)路基強度增強的目的。同時，還具備操作簡單、工作效率高、施工速度快及節(jié)省原料等優(yōu)點，因此在公路軟基加固施工中，強夯技術(shù)得到了廣泛的應用及推廣。為此，本文通過具體工程案例，對公路地基加固施工中強夯施工流程及質(zhì)量控制等內(nèi)容進行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：強夯技術(shù)；公路工程；軟土地基；加固施工

某標段為公路土建工程12合同段，東西走向為其路線整體走向，標段起止里程為K78+800至K84+199.507，整體長度為5.40km。路線為雙向四車道，28.5m為路基寬度。按照地質(zhì)勘測實際情況，有薄層淤泥質(zhì)黏性土分布于沿線上部地層內(nèi)，其屬于軟土地質(zhì)，因此在對地基處理時可選取強夯施工技術(shù)，兩側(cè)處理范圍為50m左右，要求處理到錐坡坡腳外3m范圍，橫向處理到路基坡腳外3m范圍。2.7萬㎡為整條線路強夯施工的面積。

1 強夯法加固機理

強夯法是為達到軟土地基承載力提升的目的，由相應高度利用重錘自由下落對土層夯擊，確保地基快速固結(jié)的重要手段。在沖擊力影響下，夯錘能夠沖砌上部土體，進而破壞土體結(jié)構(gòu)，以此形成夯坑，且動力擠壓附近土達到隆起目的。于非飽和土地基，沖擊力對地基土壓密施工過程等同于實驗室擊實實驗，具有顯著擠密效果。于飽和無粘性土而言，在沖擊力影響下，土體極易出現(xiàn)液化現(xiàn)象，相比爆破、振動密實過程，壓密過程具有一致性。于飽和粘性土地基而言，錘擊作用下，受損害的地基土體結(jié)構(gòu)一般位于夯擊點周圍，特定范圍內(nèi)將有超孔隙水壓力出現(xiàn)于地基土體內(nèi)，伴隨時間變化，將漸漸消除孔隙水壓力，以此固結(jié)地基土體、降低孔隙比及提升土體強度?，F(xiàn)階段，地基加固選取強夯法的主要分為3種加固機理，具體如下：

第一，動力密實。動力密實一般用于多孔隙、粗顆粒、非飽和土強夯加固施工，也就是通過沖擊型動力荷載，降低土體內(nèi)孔隙，達到密實土體及地基土強度提升的目的。在夯實非飽和土環(huán)節(jié)，也就是擠出土內(nèi)空氣的環(huán)節(jié)，因土顆粒相對位移將產(chǎn)生夯實變形現(xiàn)象。

第二，動力固結(jié)。通過動力固結(jié)原理可進行細顆粒飽和土強夯加固。在土內(nèi)沖擊能量增加才能有巨大應力波出現(xiàn)，進而對土體原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損壞，促使液化現(xiàn)象出現(xiàn)在土體一定位置且出現(xiàn)大量裂縫，以此達到排水通道增設(shè)，順利排出孔隙水，當去除超孔隙水壓力后，才能達到固結(jié)土體的目的。

第三，動力置換。整式置換與樁式置換為動力置換的主要類型，整式置換是指在淤泥內(nèi)通過強夯方式將碎石整個都納入，其功能與換土墊層基本一致。樁式置換是指在土體內(nèi)利用強夯方式填筑碎石，在軟土內(nèi)可間隔性地夯入一些碎石樁，進而達到樁式碎石墩形成的目的。

2 設(shè)計要求及試夯施工方案

1、設(shè)計要求

選取2500KN.m作為強夯施工主夯、副夯點夯夯擊能量，選取1000KN.m作為滿夯夯擊能量。強夯順序為點夯在先滿夯在后，4.5m為夯點設(shè)置之間的距離，且以正方形進行布設(shè)，而以梅花形布設(shè)主夯與副夯。2500KN.m為單點夯擊數(shù)夯擊能時，需進行4擊，規(guī)定每遍后2擊的夯沉量必須控制在150mm以下，沉降差則需控制在50mm以內(nèi)。

也可將3遍定為夯擊遍數(shù)，也就是主夯、副夯及滿夯，要求在72h以內(nèi)控制各遍強夯間隔時間。28t為夯錘質(zhì)量要求，圓形錘為夯錘工具，4.91㎡為錘底面積。且進行40cm厚碎石墊層地合理設(shè)置，布設(shè)好強夯施工區(qū)域附近的防震溝，確保能夠通暢排水。

2、施工方案

試夯作業(yè)一般都在正式施工前進行，針對試夯段工地試驗室往往會進行相關(guān)試驗，如標準貫入試驗及靜力觸探試驗，試夯段64.4m為其總長度。其目的是檢驗、修正原設(shè)計參數(shù)，且對施工經(jīng)驗進行總結(jié)，以期為大面積施工提供科學、合理的指導建議。施工過程中需記錄好現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)，具體內(nèi)容包含夯點沉降、夯擊次數(shù)等。

3 公路軟基加固中強夯法施工流程

1、施工準備

相關(guān)施工人員在對施工圖紙全面熟悉及設(shè)計意圖深入理解的前提下，需對各項參數(shù)進行熟練應用，且進行施工方案、強夯參數(shù)的制定。同時，應將強夯范圍內(nèi)地下構(gòu)造物、管線的具體位置、標高等進行準確標注，選取行之有效的防護措施，防止因強夯施工造成不必要地損壞。

2、場地平整

在施工前期，機械設(shè)備進場前應先平整施工場地，一般選取推土機進行場地平整作業(yè)，這樣才能有利于強夯施工。同時對夯擊后地面是否存有沉降問題進行判斷，如存在該現(xiàn)象則應做好測算工作。并在此基礎(chǔ)上充分結(jié)合夯擊現(xiàn)象，進行地面高程確定。

3、測量放樣

導線點、水準點與加密點需在放樣施工前期進行復測，根據(jù)一級導線精度規(guī)定進行導線復測、加密，遵循四等水準測量規(guī)定進行高程點閉合后加密作業(yè)。選取全站儀進行中線測量控制，選取極坐標法進行放樣施工，可將中樁、邊樁直接放出，路基施工前期與后期可分別進行一次放樣，并檢查所有斷面尺寸確保其符合施工規(guī)定。放樣施工過程中每排樁的間距可定為10m，以此保證其具有平順的路基線形。同時選取自動安平水準儀進行原地面高程控制工具。

4、碎石鋪設(shè)

如地表內(nèi)存有較為飽和的細顆粒土或地下水位較高，需向亞粘土表面鋪筑碎石層，一般在合理范圍內(nèi)進行鋪設(shè)厚度控制，碎石鋪設(shè)才能對強夯機械壓力進行充分承受，且能夠?qū)_擊波產(chǎn)生的上部土層松動現(xiàn)象進行有效控制，且達到超靜水壓力作用有效去除的目的。

5、試夯

在路基碾壓平整后需進行附近片石盲溝排水溝設(shè)置，在該場地內(nèi)進行試夯區(qū)選擇，一般200 ㎡為其面積，以此對機械設(shè)備、夯擊能能否滿足施工規(guī)定進行驗證，并在此基礎(chǔ)上進行強夯處理方法的確定，選取梅花型作為夯點設(shè)置形式，5m為其間距。16噸為點夯夯錘重量，2.35m為其直徑，4.35㎡為底面積，13.7m為夯錘最大落高，2200KN·M為最大單點夯擊能。夯擊就位后放置需進行平整場地選擇，保證機械施工運行正常，點夯施工應通過施工人員進行夯錘起落施工指導，并做好安全施工標志，如歪斜問題出現(xiàn)在落下夯錘后需進行片石回填并做好夯錘調(diào)整，當正常起落后向12m高度進行落錘高度提升。按照試夯測量方式，進行夯擊次數(shù)、沉降量關(guān)系曲線制作，確保實現(xiàn)最大土體豎向位移及最小橫向位移，并對各項技術(shù)參數(shù)加以確定，如夯錘落距、單點夯擊次數(shù)等。endprint

6、布設(shè)夯點

測量控制樁由業(yè)主提供，以此進行路基縱橫方向控制線方位角準確計算，工程坐標縱橫軸和路基控制線處于平行狀態(tài)，且根據(jù)測量規(guī)定進行工程坐標設(shè)置，且根據(jù)測量復核制度做好復核工作。要求先將平面圖所有工程坐標值進行準確計算，測量定位各點所用工具為全站儀，且將施工保護樁設(shè)置到路基外側(cè)。將C20混凝土（25cm）澆筑到控制樁進行有效固定，并進行圍欄設(shè)置，提升工程建設(shè)質(zhì)量。

7、強夯施工

按照試夯獲取的參數(shù)進行強夯施工，一般以跳躍式夯擊進行點夯施工，盡可能確保完成第一遍強夯作業(yè)后進行下次夯實施工，以此符合工期需求。要求在5cm以下控制夯擊點誤差，將輔助裝置及自動脫鉤裝置等設(shè)置到強夯機起重臂桿位置，最大限度降低落錘過程中機架出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象。2個排氣孔安設(shè)到夯擊錘，以此達到氣流通暢的目的，且為空氣在夯擊施工中有效排出提供便利。強夯施工環(huán)節(jié)，可通過水準儀將夯擊點沉降量測量出來，測量過程中需在夯錘中心放置塔尺。如隆起現(xiàn)象出現(xiàn)于夯坑位置，隆起量需在夯點收錘進行記錄、測量。

8、滿夯施工

選取直徑3m的錘進行滿夯施工，500KN·M為其夯擊能。滿夯根據(jù)錘印搭接1/3夯錘直徑，2擊為一次，如部位較差，需增加一遍滿夯作業(yè)，以此確保施工質(zhì)量。完成滿夯施工后，選取推土機進行整平施工，隨后通過壓路機進行施工。要求在93%以上控制壓實度，90%以上控制回填區(qū)壓實度。

9、質(zhì)量控制要點

錘重與落距應在開夯施工前進行詳細檢查，以保證夯擊與施工規(guī)定相符。軸線控制點、主夯點位置放出，在20mm以內(nèi)控制軸線位置偏差，在150mm以內(nèi)控制夯點位置偏差，完成放線作業(yè)后，確保其質(zhì)量符合施工規(guī)定即可進行強夯作業(yè)。

4 結(jié)束語

綜上所述，地基加固施工作為公路工程施工的重要內(nèi)容，其施工質(zhì)量的好壞會直接影響到工程的整體質(zhì)量。在軟土地基加固施工中，強夯技術(shù)作為主要技術(shù)之一，如果其技術(shù)水平相對較低，將會嚴重影響工程質(zhì)量，甚至因施工不當導致人員傷亡和財力損失，想要使軟土地基施工質(zhì)量得到保障，必須根據(jù)實際施工現(xiàn)狀，認真分析施工技術(shù)應用情況，提升強夯技術(shù)水平，進一步規(guī)范施工流程，只有這樣才能確保施工質(zhì)量的提升。

參考文獻

[1]李靜.強夯技術(shù)在德大鐵路路基加固施工中的應用探析[J].科技創(chuàng)新與應用.2012（30）

[2]魯華征，柏文，吳金榮.強夯技術(shù)在劉白高速公路施工中的應用[J].交通標準化.2015（12）

[3]官志剛，劉偉.強夯技術(shù)在公路地基加固施工中的應用分析[J].科技資訊.2010（21）

[4]馬文才.路基強夯技術(shù)在公路工程施工中的應用[J].黑龍江科技信息.2016（18）

[5]唐玉合.高速公路路基施工中強夯法的應用研究[J].黑龍江交通科技.2012（07）

[6]王兆斌.強夯技術(shù)在公路路基拓寬施工中應用限性的思考[J].山西建筑.2013（35）endprint