公路軟基加固中強夯法施工技術的應用

吳睿軍+雷少鵬

摘 要： 為實現公路工程規模的進一步擴大，推動整個道路建設事業的進步。必須重視施工方式、施工技術的合理選用。強夯法作為公路工程軟基處理的重要技術之一，其技術水平的高低將直接影響到公路工程的整體質量，甚至影響到公路事業的可持續發展。為此，本文主要對強夯法加固機理、公路軟基施工中強夯法的技術應用進行了分析與探究。

關鍵詞： 強夯法；公路工程；軟基處理；技術應用

近年來，隨著社會經濟發展速度的不斷提升對公路工程建設提出了新要求，要求通過創新體制、完善政策，進一步提升公路工程建設力度。強夯法作為公路工程軟基處理的重要方式，其施工效果是否良好直接影響著公路工程的整體質量，為此，施工單位必須重視強夯法的應用，在規范施工工藝的同時，不斷改進技術，提高公路建設的整體質量，提升交通運輸行業的發展水平。

一、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，進而破壞土體結構，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，土體極易出現液化現象，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構一般位于夯擊點周圍，特定范圍內將有超孔隙水壓力出現于地基土體內，伴隨時間變化，將漸漸消除孔隙水壓力，以此固結地基土體、降低孔隙比及提升土體強度。現階段，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。在夯實非飽和土環節，也就是擠出土內空氣的環節，因土顆粒相對位移將產生夯實變形現象。

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

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利用強夯方式填筑碎石，在軟土內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。

二、公路工程軟基施工中強夯法的技術應用

某公路工程全長11.093千米，粉土與粉質黏土為該路段地層土質。選用強夯法對其進行施工，100KN為設計夯錘重量，選用圓形鑄鋼錘（2.25米直徑）作為錘底。正方形為強夯夯點布設形式，為確保夯擊效果，必須對試驗段進行強夯試驗，該試驗段表面土體液限實際為31.8%，10.5為塑性指數，13.3%為其含水量最佳值，每立方米最大干密度為1.86克，2.1米為地下水位。

1、施工準備

公路工程軟基施工前，必須對地表附著物、地質條件、地下構造物等進行詳細調查，選用有效措施對施工質量影響的各種因素進行處理。如強夯施工出現的振動影響到周圍建筑物時，必須進行監測點的設置，同時選用開挖減振溝等措施進行施工，并進行現場臨時防護措施及排水設施的合理設置。

2、平整場地

進入施工現場前，施工機械必須對場地進行平整施工。如場地平整可選用推土機進行施工，為強夯施工提供便利。并準確估算夯擊后地面沉降情況，在夯擊情況充分結合的情況下，確定地面高程。公路工程軟基施工前詳細查看地下管線與構造物位置等，防止破壞情況的大量出現。

3、測量放樣

測量放樣施工必須嚴格遵循設計規定進行，6米為夯點間距離。布設樁形時以正方形為主。在第一遍正方形中心點位置布設第二遍夯點，各個夯點位置可通過全站儀及鋼尺標進行標示，一般選用的標示材料為白灰與木樁，隨后測量各個夯點原地面高程。160kpa與180kpa為夯前原地表檢測的地基承載力，與施工規定相比較小。施工前期，強夯處理范圍內水位與3.5米相比較低，如3.75米等。逐點夯擊，對各點位進行夯擊作業，測量其沉降量與孔隙水壓力，并進行詳細記錄。

4、碎石鋪設

如飽和細顆粒土存在于地表內或具有較高地下水位時，必須將碎石層鋪筑到亞粘土表面，將其鋪設厚度在2米范圍內進行有效控制，碎石鋪設功能為對承受強夯機械進行持力，同時控制沖擊波出現的上部土層松動情況，并達到及時消散超靜水壓力的作用。

5、夯點施工

夯擊公路工程軟土地基前，必須準確標注第一次夯擊位置，一般選用的材料為小木樁與石灰，確保其誤差在5厘米以下，為測量地面高程提供便利。夯點施工可分三個階段進行，第一階段，公路工程軟基施工前，先對施工場地進行平整作業，對場地標高進行復測，確保其與設計起夯面標高規定相符合，隨后通過全站儀向施工場地內進行施工圖角點引測，并進行坐標控制。通過監理人員檢驗后，確保其質量符合施工規定，再選用一般經緯儀，根據施工圖進行第一遍夯點布設，并用白灰標識出夯點位置，為夯錘準確就位提供便利。強夯機械設備就位后，應先測量夯錘落距，同時選取有效方案，避免夯擊過程出現偏差，保證每擊都能符合相關規定，如單擊夯擊能等。于此同時，對就位后的錘頂面標高與地面標高進行測量，為夯坑深度計算提供便利。起重機就位后，將夯錘向預定高度起吊，并將脫鉤裝置開啟，等到夯錘脫鉤自行落下后，將吊鉤放下，進行錘頂高程的測量。如兩擊無法滿足沉降需求，必須將石塊填實到夯坑內，隨后連續夯擊。確保其符合施工規定后，方可停止夯擊作業。

第二階段，完成第一遍夯點施工后，在監理工作者的監督下，必須進行夯坑回填、場地平整機地面抄平作業。隨后再次利用全站儀向施工場地內進行施工圖角點引測，并進行坐標控制。同時，可選用白灰進行夯點標識，該施工方式和第一階段相同。

第三階段，該階段為滿夯施工，不需要布設夯點及觀測夯沉量，只需要對夯擊數、夯錘落距等進行有效控制。平底鑄鋼錘（2.4米）為本工程夯錘，25噸為夯錘重量。完成滿夯施工后，場地整平時，可選用推土機進行施工，平整碾壓標高必須符合施工規定。

三、結束語

綜上所述，隨著社會經濟的高速發展，大量新技術、新材料被廣泛地應用到公路工程建設行業，進而推動公路事業的快速發展。除此之外，在不斷提升工程建設力度的同時，還大大增加了工程建設的復雜程度，這種情況下要求必須不斷提升施工技術水平。強夯法施工技術作為高速公路路基施工的重要技術之一，只有提高施工技術水平、規范施工流程，才能將其功能充分發揮出來，才能實現公路工程經濟效益最大化。■

參考文獻

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