重夯法在路基施工中的應用

孟秀元

重夯實際上是將勢能轉化為動能，對路基或結構物基底進行處理的一種方法，它與強夯的本質區別在于錘的質量小，適用于夯實淺層地基或是夯實周邊有構造物的地基，以免對周邊構造物造成影響或破壞。它是將一定重量的夯錘反復提升到一定高度，錘自由降落，依靠其所產生的巨大沖擊和振動能量，提高地基的承載力，改善其特性。

由于巨大的沖擊力超過土的強度，使土體產生破壞，從而產生較大的瞬時沉降，土體被豎向壓密。夯擊破壞了土體原來的疏松結構，改變了骨架顆粒間的連接方式，使土顆粒重新排列成致密結構，重夯后土顆粒間絕大部分是邊接觸和面接觸。無論是水平剖面上，還是垂直剖面上，土顆粒已由夯前任意排列變成明顯的定向排列，形成片麻狀結構。這反映垂直方向的壓縮變形遠遠大于水平方向的擠壓變形。隨著土的膠結物顆粒間距離的縮小，更好地發揮它們的膠結作用，大大地提高土體的抗變形和剪切強度。

目前，在公路工程中主要應用于構造物地基處理，路基軟弱地基處理等項目。

1 工程概況

離石至軍渡高速公路位于山西省西部的呂梁境內，由山西路橋第一工程有限責任公司承建的第一合同段全線溝壑縱橫，填方段多為黃土沖溝，其中K0+865～K 0+894，K1+577.5～K 1+ 687.5，K 2+385～K 2+465填方高度均大于10 m，且地基為濕陷性黃土。設計處理方法為重夯處理，施工前在K 0+865～K 0+ 894段進行重夯的試驗段施工。

2 施工工藝

2.1 準備工作

1)清除原地面表土。

2)施工放樣:施工前先對重夯范圍進行放樣，布設夯點。測量整平后標高，用白灰布設夯點，夯點定位允許偏差為±50mm。

3)試驗準備:測定原狀土原干密度、含水量、天然密度、液限、塑限、承載力等指標，實測土最大干密度1.98 g/cm3，最佳含水量11.2%，液限25.47，塑限15.30，塑性指數為9.8。

2.2 機械準備

1)重夯設備1臺，錘重100 kN、錘底直徑2.5m，截面平底錘上有 4個排氣孔。2)T180推土機 1臺，東風水車 1臺，用于推平夯坑，灑水降塵。

2.3 重夯施工

1)清理平整場地，清除高空和地面障礙物，地面建筑物的安全距離為 17m，地下應大于 8m。必要時修建減振溝。布置的夯擊點位置到實地放線，打護樁，有部分夯擊點位置要根據實地情況進行調整。2)確定起錘高度，根據錘重計算夯擊能為 400 kN?m時，錘吊高度為4m。3)重夯每點夯擊6次。進行重夯施工:a.吊車就位，按設計夯擊能校正夯錘落距。b.進行主點夯擊:夯點按梅花形布置，按設計夯點間距及夯擊次數進行。c.夯擊時，夯擊點中心位移偏差應小于150mm，當夯坑底傾斜大于30°時，應將坑底填平后再進行夯擊。d.夯擊完畢后推平夯坑，測量整平后標高。e.測量夯后標高。f.進行相關試驗及檢測工作，確認是否達到處治目標，若不滿足設計要求，須找出原因并采取必要的補救措施。夯擊點數應滿足下列條件:a.單點最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm;b.夯坑周圍地面不發生過大的隆起;c.不應使夯坑過深，而發生起錘困難。當單點最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm，擊數未達到設計要求時，終止夯擊;擊數已達到設計要求，而單點的最后兩擊平均夯沉量仍大于50 mm時，繼續夯擊，直到滿足最后兩擊平均夯沉量不大于 50mm。當發生夯坑過深起錘困難時，應及時停止夯擊，并向夯坑內回填土料，夯坑深應不超過夯錘寬(或直徑)的 1/2。4)現場有效的降、排水措施，滿足要求。

試驗結束后將試驗數據整理，試驗過程及工藝編制試驗總結上報駐地監理工程師，按照批復的施工方案施工。

2.4 重夯法施工中注意的要點

1)夯擊次數:單擊最后兩擊平均沉降量小于 50mm控制。

2)擊點布置:夯點中心對中心間距為 3.5m。

2.5 檢測手段及方法

1)沉降量檢測:用水準儀塔尺，配合小鋼尺測量。2)測點位置選擇:根據填筑面積和錘擊點位置布置。3)為驗證按沉降量控制后，其內部壓實度是否可以達到要求，我們在夯擊完成后，挖坑每50 cm一層，用灌砂法同時檢測壓實度，直至滿足填筑前的原地面壓實質量控制指標。在施工中我們采用灌砂法同時檢測試樣含水量、干密度，地基承載力，實測承載力 0 cm～30 cm可達到400 kPa;30 cm～60 cm可達到520 kPa;60 cm～90 cm可達到380 kPa。4)為保證挖坑逐層檢測的代表性，我們在同一工作面，不同位置共挖兩個試坑進行檢測，將其結果進行對比。

2.6 施工過程中采取的質量保證措施

1)開夯前用鋼尺量的方法檢查夯錘和落距，確保單擊能量符合要求。2)重夯施工中夯擊點放線錯誤情況常有發生。因此，在夯擊前，都對夯點放線進行復核，夯完后檢查夯坑位置，發現偏差或漏夯及時糾正。3)在施工過程中，要用水平儀檢測每個夯擊點的沉降量，而水平儀離夯擊點較近，為確認夯擊振動對水平儀的影響，特用全站儀對其進行了對比觀測，經對比確認水平儀離夯擊點 15m～20m以外時，夯擊振動對其影響很小，滿足觀測精度要求。4)施工過程中按設計和試驗要求，檢查每個夯點夯擊的夯沉量，并進行詳細記錄。5)由于重夯施工的特殊性，施工中所采用的各項參數和施工步驟是否符合設計要求，在施工結束后往往很難進行檢查，所以要求在施工中對各項參數和施工情況進行詳細記錄。6)配備完整的施工、測量、試驗人員，定崗定職三方緊密配合。7)派專人負責本項工作，以協調各方關系。8)夯點、夯擊次數和落距要嚴格控制，杜絕發生降低夯能、少夯、漏夯等現象。

2.7 試驗段總結

1)通過分析施工原始記錄，挖坑試驗各層壓實度，得出結論:含水量對重夯填筑路堤的質量影響比較大。2)重夯影響最佳深度在壓實后表面以下 2.0m～4m之間，壓實度可達到 93%以上，再往下壓實度則呈遞減趨勢，在3.5 m～4m之間壓實度高度亦可達到 92%，表層50 cm范圍內呈現松散狀態，無法測壓實度。3)每夯擊點夯擊 5錘～8錘可將夯沉量控制在 50mm以內。

綜上所述，用重夯處理濕陷性黃土高填方地基，可以有效消除其濕陷性。

2.8 重夯法的優缺點

重夯法具有以下優點:快速改善地基承載力效果明顯，影響深度較深，廣泛用于濕陷性黃土地段且施工場地開闊的條件下。其缺點是:機具較為笨重，對于地形復雜的工地，進場比較困難。

2.9 施工過程中采取的安全保證措施

1)在夯實施工中，非施工人員及車輛不得進入重夯施工現場。2)吊車就位后一定要檢查門架是否平穩。3)大風、大雨及晚上不得施工。4)建立完善的安全保證體系，設立專職安全員負責現場安全工作，責任到人，獎懲分明。5)加強施工車輛管理，機械設備勤檢修，嚴禁帶故障作業。加強機械作業的安全意識，杜絕帶病作業，帶情緒作業。

3 結語

1)從試驗結果來看重夯是消除地表淺層濕陷性的有效措施，這樣不僅節約成本與材料，且施工簡單、速度快，具有一定的經濟性和質量可靠性。2)由于地區氣候差異大，水文地質條件不一樣，在施工前一定要選一工作位置作為一個試驗點，以確定最佳夯擊能、夯點間距、夯擊遍數等施工參數，確保機械的最佳配合，進一步保證工程質量。

[1] 陳玉磊.淺談軟土路基加固技術[J].山西建筑，2010，36 (15):279-280.