公路軟土路基處理中強夯法的施工技術

楊春茂

摘 要：在公路工程施工建設中，對不良路基的處理已經成為施工建設中一項重要內容。如果公路地基處理工作做不到位，就會出現(xiàn)路基沉陷過量以及路基失穩(wěn)的情況。在路基處理方法中，強夯法具有節(jié)省材料、設備簡單、經濟效益顯著等優(yōu)點。基于此，本文對公路軟土路基處理中強夯法的施工技術進行探討。

關鍵詞：公路 軟土路基 強夯法 施工技術

強夯法又稱為動力固結法，主要是利用重錘從高處自由落下后產生的沖擊對土體進行壓縮，使土體產生收縮變形，并出現(xiàn)局部液化。在施工時，夯點的四周會有裂縫出現(xiàn)，氣體從孔隙排出，從而達到固結土地，提高土體結構承載力的目的。通常強夯法在處理填土地基、濕陷性黃土、飽和度低的黏性土和粉土、砂土、碎石土方面有比較不錯的處理效果。現(xiàn)以實際工程為例，對強夯法的施工技術進行探討。

1.案例介紹

某公路工程總施工長度為126km，地層主要由素填土層、粉質黏土、地壓縮性土構成，其中素填土層的厚度為0.4～1.2m，粉質黏土分布比較廣泛，厚度在2.1～1.5m之間，具有較高的承載力。最上層土層為新填土，厚度在0～4m，土質疏松。如果不對填土進行分層碾壓就無法達到路基穩(wěn)定性要求，工程力學性質差。因此，本公路路基工程主要對素填土層和新填土層進行處理。

2.施工方案的設計

在對本工程的路基進行加固施工時，主要加固目標是提高填土的密度和填土的承載力。根據本公路工程地基的實際情況，研究決定使用強夯法對路基進行處理。并對參數(shù)做如下設計：

1）設計夯錘的錘底靜壓力為26～45kpa，設計使用重量為10t～15t的夯錘進行施工。夯錘上要有可以和頂面連通的排氣孔，排氣孔的直徑大小為250mm～300mm。

2）在進行試夯施工前，首先對單點夯擊技術進行了初步確定。對于高度在3m以上的填土，設計單點夯擊次數(shù)為8～10點，對于高度在3m以下的填土，設計單點夯擊次數(shù)為4～8次。首先進行兩遍點夯，然后再低能量夯擊一次。在滿夯施工時，利用輕錘或低落距錘進行夯擊。并按照長方形布置的形式來布置強夯的夯擊點。夯點之間的距離設置為7m×5m。

3）在填平夯坑時，要等到各次點夯送完成后進行施工。本工程使用山皮土作為回填料進行夯坑的回填施工，回填料中的含泥量低于25%，最大顆粒直徑在10cm以內。

4）由于本工程主要對地面表層的新填土和素填土進行施工，在對土層進行強夯處理后，為了提高土體的承載力，保證土體的密實度可以達到要求，需要對土體進行擠壓。根據工程的地質勘測資料來看，本工程地下水量較小，對工程影響不大。在平整場地后，要求場地的標高要超過地下水位標高。在施工時，一般間隔一周左右進行第二次強夯施工。

5）本次試夯施工時，地面和錘底之前的距離為10m，夯錘的總重量為15t，直徑為2.3m，在對選擇的夯點進行連續(xù)夯擊后，對各個試夯點在每一擊下的沉降量進行了測量。在對現(xiàn)場進行試夯后，得出夯擊次數(shù)和夯擊量之間的關系圖如圖1所示。根據現(xiàn)場的止夯條件，確定最佳的夯擊次數(shù)為8次。

由于在群夯的過程中，能力是逐層增加的，因此單點最佳的夯擊數(shù)要以和系數(shù)0.7相乘后所得的值為準。經過計算后，最佳夯擊次數(shù)N1和對應的夯擊能W1如下：

N1=8×0.7≈6，W1=6×10×15×10=9000KN.m

那么普夯一次需要花費的夯擊能W2以及最佳的夯擊次數(shù)N2經計算如下：

W2=W-W1=3 0 0 0 K N.m，N2=W2/800≈4次

根據本工程的實際情況來看，地面的隆起范圍在5.8m左右，進行試夯后調整了設計參數(shù)：在進行單點夯擊時，設計夯擊能為1500KN.m，點夯擊輸在第一遍和第二遍的夯擊次數(shù)分別六次，夯點按照正方形進行布置，各個夯點之間的距離為6m。單點夯擊滿夯狀態(tài)下，夯擊能為800KN.m，設計夯擊次數(shù)為四次。

3.強夯施工

3.1選擇施工設備

在施工過程中，選擇12t的夯錘和高度為24m的高龍門支架撐各一個，履帶機、推土機、水準儀、起重機一臺。起重機可以利用脫鉤設備來對起落夯錘進行裝置。在操作的過程中，首先在脫鉤裝置上掛入夯錘，然后將夯錘吊到設計高度后，利用吊機上的幅卷揚機鋼絲繩吊起鎖卡焊合件，從而使夯錘可以處于自由下落的狀態(tài)。整體結構如圖2所示。

3.2施工工藝

在進行施工前，先對施工場地進行清理和平整，然后對場地的高程進行測量，將首次夯實的位置標出。再將起重機的夯錘和夯點的位置對準，對夯擊前錘頂?shù)母叱踢M行測量，夯錘吊到預定的高度下落后，將吊鉤方向，對錘頂高程時的高度進行測量。在夯擊的過程中，如果出現(xiàn)了因坑底不平導致夯錘歪斜的情況時，要及時對坑底進行平整。重復上述步驟，并根據設計規(guī)定中的要求將夯點的夯擊工作完成。此外，要對場地的高程進行測量，在使用上述步驟間隔一周后，將所有的夯擊次數(shù)完成。完成所有夯擊次數(shù)后，安排振動壓路機到位，對路基進行碾壓施工，將路基表面的松土夯實，然后再次對場地的高程進行測量。

3.3檢測施工質量

1）檢測壓實度。分別在500～1000m2的范圍中選出三處地方對壓實度進行檢測。利用罐砂法來檢測夯面的壓實度，由于一些路段處理土層很厚，在檢測壓實度情況時，需要將土層開挖后才可以檢測壓實度。經過檢測證明，相較于沒有處理之前路基的密實度來說，經過處理后道路路基土層的密實度提升了4%～9%，經過處理后達到了公路路基施工對路面壓實度的基本要求。

2）完成強夯施工30天后，利用平板荷載試驗和動力標貫試驗來對強夯后的路基承載了進行檢測，檢查結果證明路基在經過強夯后，承載力和密實度都得到了顯著提升。

4.施工注意事項

本工程使用強夯法進行施工后，路基強度達到了設計要求，在隨機檢測了現(xiàn)場路基的夯實效果后，夯錘沉降均在3cm以內，達到了夯擊目的。通過對強夯法施工進行總結，得出了以下幾個結論：

1）在進行強夯法施工時，要盡量選擇一些穩(wěn)定性更好的吊車進行施工，起重機要使用自重比較大的自行式起重機，盡量將夯錘的重量控制在100t左右，并適當提高起吊的高度；

2）在進行夯擊施工前，要先進行鉆探施工，從而全面了解施工區(qū)的地質情況，進行頭遍夯擊施工時，要使用開設有氣眼的風鉆。

3）為避免路基的承載力降低，要做好防水措施，避免雨水對路基造成浸泡。對于一些含水量比較高的土層，不允許進行強夯施工。

5.結論

在公路工程施工過程中，軟土路基是影響工程建設質量的一個主要因素，因此做好軟土路基的處理工作具有重要意義。強夯法作為一種常用的軟土路基處理措施，除了可以提高復合地基的承載力以外，還可以更進一步加固深層地基。整個施工過程對環(huán)境污染較小，保證了公路工程的施工質量。本工程在使用強夯法進行施工后，取得了良好的施工效果，有效改善了公路路基質量，達到了施工標準。為了更進一步發(fā)揮強夯法的作用，還需要進一步對強夯法的施工技術進行總結和完善，從而推進我國現(xiàn)代化公路建設事業(yè)的發(fā)展。

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