強(qiáng)夯法在道路工程施工中應(yīng)用淺談

袁義軍

（中交一公局總承包經(jīng)營分公司 北京 100000）

強(qiáng)夯法在道路工程施工中應(yīng)用淺談

袁義軍

（中交一公局總承包經(jīng)營分公司 北京 100000）

道路工程項(xiàng)目的施工特點(diǎn)比較復(fù)雜，施工過程中往往會(huì)受到多方面因素的干擾，其中工程場(chǎng)地的地質(zhì)條件對(duì)道路工程的質(zhì)量有著重要的影響，場(chǎng)地的地質(zhì)特性決定著道路的承載負(fù)荷，當(dāng)前道路工程施工中軟土地基處理問題已經(jīng)成為一個(gè)普遍難題。如果地基軟，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，對(duì)施工的順利進(jìn)展形成很多障礙，因此在進(jìn)行實(shí)際施工時(shí)要對(duì)地基進(jìn)行必要的加固處理。本文結(jié)合軟地基的特性、形成原因，論述了此種地基給道路造成的不良影響，并詳細(xì)介紹了道路工程中強(qiáng)夯技術(shù)的具體應(yīng)用。

道路工程；軟地基；加固處理技術(shù)；強(qiáng)夯技術(shù)

引言

隨著城市建設(shè)步伐的加快，城市道路的擴(kuò)建工程與修筑工程越來越多。道路施工過程中的質(zhì)量控制尤為重要，是整個(gè)工程的成敗之舉。而道路施工中干擾因素很多，往往對(duì)施工質(zhì)量造成很大的影響。其中道路的地質(zhì)條件直接影響著道路的穩(wěn)固性，因此，為了保證道路工程的順暢進(jìn)行，對(duì)未來的正常交通不會(huì)造成不利影響，施工單位應(yīng)當(dāng)對(duì)道路地基進(jìn)行加固技術(shù)的處理，從而保證道路的正常使用，提高工程質(zhì)量。

1、軟地基的形成

軟地基是一種不良地基，以淤泥的形式存在，其物理性質(zhì)為有機(jī)腐殖質(zhì)、疲滯沉積物；力學(xué)性質(zhì)承載負(fù)荷低、壓縮性高、透水性差。基于這些特性，在道路施工過程中，必須注意地基變形和穩(wěn)定問題。

地域不同，軟地基的形成也不一樣，比如說海濱地區(qū)的平原地貌，大部分是由河流沉積作用形成，地質(zhì)穩(wěn)定性差，含水量高，地下水位相對(duì)其它地區(qū)比較高。在進(jìn)行道路施工時(shí)，如果排水設(shè)施處理不到位，那么很容易遭到雨水或者其它水質(zhì)的長時(shí)間的浸泡，隨后水分會(huì)慢慢滲透到地基中，受此影響地基的承載力變低，地基強(qiáng)度增長緩慢，形成軟地基。

2、強(qiáng)夯技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，現(xiàn)有的地基加固處理技術(shù)包括預(yù)壓技術(shù)、水泥土攪拌技術(shù)、灰土和土擠技術(shù)、砂石樁技術(shù)、振沖技術(shù)以及強(qiáng)夯技術(shù)等，由于這些技術(shù)的工作原理各不相同，因此運(yùn)用的范疇也不一樣。進(jìn)行地基加固處理時(shí)，應(yīng)用一項(xiàng)匹配的加固技術(shù)必須根據(jù)道路工程范圍內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特性來選擇。下面重點(diǎn)介紹強(qiáng)夯技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用。

2.1 強(qiáng)夯技術(shù)的作用機(jī)理

強(qiáng)夯技術(shù)作用于軟土的機(jī)理是：起重機(jī)械吊起大約8至30噸的夯錘，將其提升至一定高度，然后自由落下，重復(fù)夯擊基土表面，使地基表面形成一層比較密實(shí)的硬殼層，從而使地基得到加固。經(jīng)過實(shí)踐研究，強(qiáng)夯技術(shù)適用于低飽和度粘性土和粉土、濕陷性黃土、雜填土以及碎石土等地基的加固處理。

2.2 強(qiáng)夯技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.2.1 平均每次的夯擊的能量遠(yuǎn)超于一般夯擊的能量；

2.2.2 傳統(tǒng)的重錘強(qiáng)夯法夯擊能量較小，地表夯實(shí)深度不夠，強(qiáng)夯技術(shù)能夠根據(jù)施工要求，明確夯擊方式、夯擊點(diǎn)間距，次序調(diào)整地基加固深度等，從而達(dá)到施工預(yù)期目標(biāo)；

2.2.3 在進(jìn)行施工時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工需要調(diào)整夯擊的次數(shù)；

2.2.4 地基經(jīng)過強(qiáng)夯加固處理后，可以有效消除道路所出現(xiàn)的沉降不均勻現(xiàn)象。

2.3 強(qiáng)夯技術(shù)的具體應(yīng)用

施工以前，首先根據(jù)強(qiáng)夯設(shè)計(jì)的具體條件勘察道路地基。如果條件允許，則通過室內(nèi)動(dòng)力固結(jié)試驗(yàn)檢測(cè)施工場(chǎng)地的土性指標(biāo)；如果條件不允許，則結(jié)合施工要求，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性施工，從而確定強(qiáng)夯施工的各個(gè)參數(shù)。

道路地基進(jìn)行強(qiáng)夯加固處理完畢后，還有一項(xiàng)重要的步驟就是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。將一定數(shù)量的孔隙水壓力傳感器按照深淺不一的方式埋設(shè)于地基內(nèi)部，對(duì)道路工程項(xiàng)目的不同階段的孔隙水壓力進(jìn)行測(cè)量，那么在強(qiáng)夯操作的過程中即可實(shí)現(xiàn)有效的監(jiān)督。如果孔隙水壓呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，且壓力值與土體自重力的最大值相持平時(shí)，那么此刻應(yīng)暫且停止夯擊。其原因是土體顆粒已經(jīng)不能再密實(shí)了。

3.工程實(shí)例

重慶九龍坡至永川高速公路(成渝高速公路擴(kuò)能)第五合同段路基工程起于永川區(qū)大安鎮(zhèn)花果山村小坎互通終點(diǎn) K32+368.798，路線全長 16.414km。拋石擠淤深度都在1-3米，其中部分特殊地段進(jìn)行強(qiáng)夯處理。具體操作為：

（1）單擊夯擊能采用140KN*10m、200KN*10m。

（2）最佳夯擊能：理論上，地基土中的孔隙水壓力達(dá)到土的自重壓力，這樣的夯擊能為最佳夯擊能。夯擊次數(shù)的確定應(yīng)滿足下列條件：

①最后兩擊夯沉量平均值不大于5cm；

②夯坑周圍地面隆起不得大于50cm；

③若夯坑深度達(dá)到2.5m仍無法滿足夯沉量要求，則應(yīng)向夯坑內(nèi)回填片石，記錄數(shù)量后，繼續(xù)進(jìn)行夯擊，直到滿足夯沉量要求為止。

（3）強(qiáng)夯加固范圍：按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。

（4）夯點(diǎn)布置：根據(jù)場(chǎng)區(qū)形狀，采用梅花式布置，夯點(diǎn)間距3.0m、3.5m。

（5）測(cè)試：測(cè)試工作在夯前和夯后展開，如下：

①觀測(cè)、記錄、分析每個(gè)夯點(diǎn)每擊夯沉量、最終兩擊平均貫入度、累計(jì)夯沉量（夯坑深度）、地面隆起量、相鄰夯坑的側(cè)擠情況、夯后地面平均下沉量（強(qiáng)夯置換應(yīng)測(cè)量場(chǎng)地隆起量）。繪制N-S關(guān)系曲線，進(jìn)行隆起、側(cè)擠計(jì)算，確定飽和夯擊能。

②試夯結(jié)束并達(dá)到間歇時(shí)間后，應(yīng)在各方案的試夯區(qū)內(nèi)進(jìn)行原位測(cè)試，做載荷試驗(yàn)，確定是否滿足設(shè)計(jì)要求。

4.強(qiáng)夯法加固效果檢驗(yàn)

表1 強(qiáng)夯加固前后地基土三項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比

本項(xiàng)目主要采用現(xiàn)場(chǎng)取樣帶回實(shí)驗(yàn)室做室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)兩種方法對(duì)強(qiáng)夯加固效果進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。由于強(qiáng)夯后一定時(shí)間內(nèi)土體會(huì)產(chǎn)生變形,故檢驗(yàn)時(shí)間在強(qiáng)夯處理一個(gè)月后進(jìn)行。

在本項(xiàng)目中共取18組土樣進(jìn)行室內(nèi)物理試驗(yàn),強(qiáng)夯加固前后各取9組土樣進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),對(duì)比試驗(yàn)的項(xiàng)目主要有含水率、孔隙比、壓縮性。試驗(yàn)結(jié)果如表1所

5.結(jié)束語

道路工程施工中，地基加固處理技術(shù)是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的問題，施工企業(yè)應(yīng)該予以高度關(guān)注。尤其是軟地基的施工，常常為道路工程的進(jìn)展形成很多障礙，如果對(duì)軟地基的加固技術(shù)處理不好，則無法保證道路地基的穩(wěn)定，一定程度上降低了道路使用的安全性即舒適性。在對(duì)軟弱地基進(jìn)行加固處理時(shí)，施工企業(yè)對(duì)地基施工方法與加固處理技術(shù)應(yīng)詳細(xì)研究，根據(jù)施工場(chǎng)地的具體條件，找到科學(xué)合理的處理方案，從而提升道路工程的建設(shè)質(zhì)量。

在進(jìn)行拋石強(qiáng)夯施工時(shí)，應(yīng)采取分層填筑，分層強(qiáng)夯碾壓。其中，第一層層厚為50cm，只進(jìn)行碾壓不強(qiáng)夯，碾壓采用擊振力40T以上壓路機(jī)，碾壓6遍；第二層層厚50cm，進(jìn)行強(qiáng)夯并碾壓；第三層層厚50cm，只進(jìn)行碾壓不強(qiáng)夯。以此類推直至拋石強(qiáng)夯頂面。

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