淺析強(qiáng)夯法在市政道路軟基處理中的應(yīng)用

蔣倩 鄧蘭蘭 張偉娜

摘要：本文在全面了解強(qiáng)夯法技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，對(duì)市政道路軟基處理中強(qiáng)夯法施工準(zhǔn)備及施工工藝進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯法;市政道路;施工準(zhǔn)備;軟基處理

一、強(qiáng)夯法技術(shù)原理

強(qiáng)夯法是為達(dá)到軟土地基承載力提升的目的，由相應(yīng)高度利用重錘自由下落對(duì)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(jìn)而破壞土體結(jié)構(gòu)，以此形成夯坑，且動(dòng)力擠壓附近土達(dá)到隆起目的。于非飽和土地基，沖擊力對(duì)地基土壓密施工過程等同于實(shí)驗(yàn)室擊實(shí)實(shí)驗(yàn)，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(dòng)密實(shí)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(diǎn)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(shí)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(qiáng)度。

二、工程概況

某市政工程全長(zhǎng)2.3km，該地區(qū)軟土屬高含水量、低強(qiáng)度、高壓塑性的超軟弱黏土。地層自上而下為：

（1）人工填土，色雜、松散稍密，厚度1.0～2.0m;

（2）海陸交互相沉積層（軟土層），為淤泥，淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，夾淤泥質(zhì)細(xì)砂，灰黑色，飽和，流塑，松散，該層層底埋深3-15m左右;

（3）沖積層，雜色，花斑狀粉質(zhì)黏土，可塑，灰黑色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，飽和、流塑及灰黑色中砂層，飽和、松散一稍密厚約0-8m;

（4）殘積層，為黃-灰黃色砂質(zhì)黏性土、硬塑為主為花崗巖殘積土，厚約0～6m。

此外，本路段地基各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)如下：天然含水量w0=73.2%，液性指數(shù)IL=1.66，塑性指數(shù)IP=24.8，孔隙比e0=2.013，壓縮系數(shù)a=2.247MPa，豎直向固結(jié)系數(shù)Cv=0.792×10-3cm/s，水平向固結(jié)系數(shù)Ch=5.019×10-3cm/s，內(nèi)摩擦角Φ=6.4°，凝聚力c=6.2kPa，容許承載力[σ0]=40kPa。根據(jù)估算，在不作軟基處理情況下路基極限填土高=1.86m左右。根據(jù)路基軟基穩(wěn)定控制、工后沉降控制、路面結(jié)構(gòu)的基底強(qiáng)度要求必須對(duì)軟基采取處理。而道路的施工期只有8個(gè)月，軟基的實(shí)際預(yù)壓時(shí)間只有5個(gè)月左右。所以采用的軟基處理方案滿足該工程特點(diǎn)要求。

三、市政道路軟基處理中強(qiáng)夯法施工準(zhǔn)備

（一）施工現(xiàn)場(chǎng)布置。在施工前，需要對(duì)軟基處理段與其他作業(yè)面的銜接工作進(jìn)行充分考慮，并將警示標(biāo)識(shí)設(shè)置在彎段、交叉路口等區(qū)域。另外，強(qiáng)夯施工設(shè)備為柴油動(dòng)力，不需要配備施工電源，現(xiàn)場(chǎng)只需要配置一臺(tái)50kw的小型發(fā)電機(jī)為排水、辦公、零星施工提供電源即可。

（二）材料堆放布置。強(qiáng)夯施工主要使用碎石材料，結(jié)合施工特點(diǎn)劃分材料堆放區(qū)和強(qiáng)夯施工區(qū)兩個(gè)作業(yè)面，確保能夠隨時(shí)存用施工材料。與此同時(shí)，可根據(jù)施工進(jìn)度對(duì)材料堆放位置和作業(yè)區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保順利進(jìn)行施工作業(yè)。

（三）施工技術(shù)交底。在施工以前，技術(shù)人員需要全面理解設(shè)計(jì)圖紙的意圖，認(rèn)真掌握施工方案，并將施工技術(shù)要點(diǎn)和安全作業(yè)重點(diǎn)向施工人員進(jìn)行交底，最后簽字形成書面形式保存。

（四）機(jī)械設(shè)備配置。在施工前，需要配置齊全施工機(jī)械設(shè)備，并對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行認(rèn)真檢查，避免影響正常施工。配備2臺(tái)QUY50B型強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)行軟基強(qiáng)夯，配備3臺(tái)135KW推土機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地平整，配備3臺(tái)20t振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碎石墊層碾壓，配備3臺(tái)1.25m挖掘機(jī)進(jìn)行裝土挖溝，配備3臺(tái)3m裝載機(jī)進(jìn)行堆料上料，配備30輛20t的自卸汽車進(jìn)行物料運(yùn)輸，配備3臺(tái)50kw發(fā)電機(jī)作為備用電源。

四、市政道路軟基處理中強(qiáng)夯法施工工藝

（一）測(cè)量放樣

按照施工控制網(wǎng)進(jìn)行控制點(diǎn)及時(shí)復(fù)測(cè)。選取基線、矩形控制網(wǎng)的形式進(jìn)行施工控制網(wǎng)設(shè)計(jì)，在施工區(qū)周圍安設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，加密間距可設(shè)為200m。同時(shí)可選取全站儀測(cè)量控制施工平面，以此保證測(cè)量精度、降低誤差。

（二）試夯

不良地基選取強(qiáng)夯法進(jìn)行處理時(shí)，需嚴(yán)格遵循施工圖紙，在施工場(chǎng)地完成整平作業(yè)后，進(jìn)行試夯作業(yè)。選取具有代表性的地質(zhì)作為試夯區(qū)，要求面積控制在20×20m以上。以此對(duì)機(jī)械設(shè)備、夯擊能否符合施工設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢測(cè)，并進(jìn)行強(qiáng)夯施工工藝的確定。一般以梅花型布設(shè)夯點(diǎn)，4m為相鄰兩點(diǎn)之間的距離，本工程以3000KN.M作為夯擊能。

（三）強(qiáng)夯施工

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，需分2遍強(qiáng)夯施工，分別為點(diǎn)夯、普夯，要求在4x8m之間控制第一、二遍夯點(diǎn)間距，布設(shè)形狀以正方形為準(zhǔn)，完成點(diǎn)夯作業(yè)后，應(yīng)適當(dāng)平整下相應(yīng)施工場(chǎng)地，隨后進(jìn)行下階段夯實(shí)作業(yè)。通過振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓、整平施工，保證地基處理效果滿足施工規(guī)定。

本工程以6000KN.m作為第一遍點(diǎn)夯能量，8到12擊為擊數(shù)，第二遍點(diǎn)夯參數(shù)同上。要求第一、二遍最后兩擊平均貫入度控制在10cm以下。相近兩遍強(qiáng)夯間隔時(shí)間可控制在3到4d之間，按照孔隙水壓力實(shí)際消散狀態(tài)進(jìn)行強(qiáng)夯施工參數(shù)的調(diào)整。通常情況下，以1000KJ作為普夯夯能，無氣孔存于夯錘內(nèi)，1.3到1.8m之間為錘底面積，100到200kpa為錘底靜壓范圍。

根據(jù)施工規(guī)定，必須將第一遍夯點(diǎn)位置準(zhǔn)確放出，并嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行落錘有效高度的確定。待強(qiáng)夯機(jī)械就位后，應(yīng)保證夯錘與夯點(diǎn)位置對(duì)準(zhǔn)。向預(yù)定高度吊起夯錘，當(dāng)夯錘脫鉤后，向地面夯入，隨后對(duì)夯錘頂標(biāo)高進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，并將第一擊夯沉量準(zhǔn)確計(jì)算出來。除此之外，還需進(jìn)行夯前錘頂標(biāo)高、場(chǎng)地標(biāo)高的測(cè)量，隨后完成記錄工作。

（四）質(zhì)量檢驗(yàn)

作為一個(gè)轉(zhuǎn)換能量的過程，整個(gè)強(qiáng)夯加固施工為確保強(qiáng)夯效果良好，必須做好質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作。要求開始強(qiáng)夯施工前，必須對(duì)夯錘、落距進(jìn)行詳細(xì)檢查，保證單擊夯擊能量與設(shè)計(jì)規(guī)定相符。如夯錘應(yīng)用時(shí)間過長(zhǎng)，將嚴(yán)重磨損其底面，進(jìn)而降低自身重量。同時(shí)落距與設(shè)計(jì)要求也存在誤差問題，這些都會(huì)對(duì)單擊夯擊能造成嚴(yán)重影響。與此同時(shí)，還應(yīng)對(duì)夯點(diǎn)放線的準(zhǔn)確性進(jìn)行校核，要求夯擊前必須復(fù)核夯點(diǎn)放線，結(jié)束夯實(shí)作業(yè)后，還需對(duì)夯坑位置進(jìn)行檢查，如出現(xiàn)問題，可及時(shí)處理。

完成強(qiáng)夯施工后，應(yīng)檢驗(yàn)或評(píng)價(jià)施工效果，保證地基土強(qiáng)夯施工后與設(shè)計(jì)要求相符。地基在強(qiáng)夯施工后，伴隨時(shí)間的不斷增加，其強(qiáng)度也將隨之不斷提升，此時(shí)，應(yīng)在一定時(shí)間后檢驗(yàn)地基質(zhì)量，可按照土的性質(zhì)確定間隔時(shí)間。一般選取原位測(cè)試法、室內(nèi)土工試驗(yàn)法進(jìn)行檢驗(yàn)。

五、結(jié)束語

綜上所述，伴隨城市化進(jìn)程的不斷加快，對(duì)于市政工程質(zhì)量提出了更高要求。強(qiáng)夯法具有操作簡(jiǎn)單、效率高等優(yōu)點(diǎn)，在路基施工中應(yīng)用較為廣泛，能夠有效提高其承載能力及穩(wěn)定性。為了保證強(qiáng)夯加固處理效果，應(yīng)充分掌握強(qiáng)夯法技術(shù)原理，做好各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作，規(guī)范施工流程，以此滿足公路工程施工要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]程金斌.市政道路施工中的軟基處理技術(shù)探究[J].低碳世界，2016（17）.