強夯法施工技術在市政道路軟土路基處理中的運用分析

周石馨

（福建成森建設集團有限公司，福建 龍巖364000）

社會經濟的快速發展使交通運輸行業進入到一個全新的發展階段，同時伴隨著人們生活水平的提高，人們對公路工程的施工質量也開始提出更高的要求。路基是影響公路工程施工質量的一個重要因素，在市政道路工程中如果出現了軟土地基，則會嚴重威脅到整個公路工程的順利施工，甚至還會引發市政道路工程的施工安全隱患。為了能夠提升市政道路軟土地基施工質量，需要相關人員在市政工程施工中引入一種先進的技術形式，而強夯法施工技術就是能夠提升市政工程路基施工質量的重要技術。

1 強夯法概述

1.1 內涵

強夯法也被稱作是固結法或者動力壓實法，在具體實施操作的時候主要是反復地將10t到40t的重錘提高到一定高度之后讓其自由下落，落距一般在10m到40m。在重錘的作用下能夠實現對地基有規律的夯擊處理，由此更好地穩固地基。

強夯法在使用時所應用的加固機理具體包含以下三個方面的內容：第一，動力固結。以往的固結理論是采取有效的方式將孔隙內部的水排除干凈，從而確保飽和顆粒土出現沉降。但是從實際實施情況來看，受瞬時荷載的影響孔隙內部的水無法充分排出。后來有學者根據飽和土強夯后的瞬時沉降距離來判斷出飽和土是可以被壓縮的，由此提出了新的動力固結模型。第二，動力夯實。強夯加固多孔隙顆粒的操作機理是動力夯實，即土體在沖擊能量的作用下會被機械設備夯實，由此會提升土體的強度。第三，動力置換。在動力能量的影響下會將碎石、砂石等材料填入飽和軟土層，實現對飽和軟土的充分置換，形成比較密實的砂石層。根據動力置換作用的不同，具體可以將其劃分為整式置換和樁式置換。整式置換法利用強夯的重大力量將碎石整體壓入淤泥之中，樁式置換法是使用強夯的方式來將碎石和碎石樁子夯實到軟土中，借助碎石之間的摩擦角來對樁間土產生平衡作用。

1.2 優缺點分析

第一，優點。強夯法的操作設備比較簡單，在具體實施操作的時候會節省材料，簡化工程施工。在對路基路面進行充填處理的時候要正常設計回填料粒徑的大小，從而方便施工，降低工程的施工成本。同時，在強夯法的使用下還能夠減少道路出現塌方的可能，增強整個工程施工的安全性。第二，缺點。地基土層中存在的軟弱夾層會對強夯法的應用效果產生深刻的影響，最終導致夯擊力度達不到規定的要求。

2 強夯法實施的影響因素

第一，重錘下落的間隔距離。在重錘下落的間隔距離比較大的時候強夯法所產生的單次擊打能量會變得強大，夯擊次數也會相應地變少，夯擊作用效果變得更加明顯。因此，在強夯操作的時候需要相關人員根據不同土體之間的差異來確定具體的加固深度，選擇適合的重錘和下落距離。第二，夯擊點的安排以及間隔距離的確定。在實施強夯操作時夯擊點一般會被布置呈三角形或者正方形，確定好夯擊形狀之后根據土層地基性質和目標深度來確定夯擊點的間隔距離。第三，強夯操作的間隙時間。強夯操作頻率和加固土層之間的孔隙水壓消失速度存在密切的關聯，即需要根據土層的類型來選擇具體的夯擊間歇時間。第四，強夯的土層厚度。如果土層厚度比較厚，強夯法產生的沖擊力將無法順利傳遞到深層地基中，最終使得強夯法的使用作用不夠明顯。

3 軟弱地基變形的基本特點

在開展地基工程施工的過程中要根據地區的實際情況來著重解決當前土質問題，不斷優化和改進施工技術。從當前整個工程施工發展實際情況來看，軟土地基在施工的過程中體現出以下三個方面的特點：第一，軟土地基施工變形大。第二，在施工的過程中需要比較長的時間才能夠讓地基穩定。第三，側向變形程度會超過一般土體的變形程度。

軟土地基中的變形程度深受軟土地質的影響。一般情況下，軟土中包含比較多的水分，這些水分在自然的狀態下不會流出去，由此引發的變形比較大。同時，軟土中的孔隙要比一般孔隙大，且很難從水分中流出，在低飽和的狀態下深受荷載作用的影響，最終會出現不同程度的變形。

4 強夯法施工技術在市政道路軟土路基處理中的運用

文章所研究的工程是福建莆田港東吳港區羅嶼作業區，需強夯施工的面積為340735m2，其中斗輪機基礎區面積70193m2，除斗輪機基礎外的其他區域面積270542m2，本項目強夯試驗擬取4個試夯區，試夯區大小為24.5m×24.5m。試夯一區和試夯二區分別在直接回填區F區和D區內，試夯三區和試夯四區分別在堆載B區和A區內。試夯一區和試夯二區填料為碎石土，試夯三區和試夯四區始夯面至標高+7.3m為碎石土，標高+7.3m以下為海砂。夯后堆場及斗輪機基礎區區域地基承載力不小于150kPa，道路區域地基承載力不小于120kPa。

由于整個地區的軟土含量高，且含有比較多的低強度、高壓塑性軟弱飽和粘土，為此，在施工的過程中需要根據路基穩定性、工后的沉降數值、路基路面結構強度等來對軟土路基進行處理，具體內容如下所示。

4.1 做好施工準備工作

4.1.1 確保施工長期的干凈、整潔

在實施強夯施工操作之前需要將施工區域進行打掃，特別是要將施工區域內的雜質清理干凈，確保施工區域范圍內土層符合施工標準要求。

4.1.2 施工測試

在市政道路工程軟土地基處理之前需要相關人員按照規范的標準完成土工測試，具體測試重點內容如表1所示。通過測試最終確定工程含水量、干密度的最大數值。

表1 強夯法的施工設定重點

4.1.3 設備的選擇

根據地面土質的類型來選擇夯錘，多數夯錘是圓弧形狀的，錘底的面積大小依據錘身的重量和重心的高度確定。在一般情況下使用的夯實錘子是鋼鐵或者鑄鐵加工制作的，由于這類材料的重心比較低，因而在使用的時候對夯實地面的沖擊會比較小，不會出現坍塌的現象。在選擇夯錘的時候要充分考慮夯錘對地面的影響，在土質較細的地方用質量較小的夯錘；在土質較粗的地方就要用質量較大的夯錘。同時，每一個夯錘都設計了排氣孔，目的是減少夯錘下落過程中阻力的影響。

4.1.4 參數的精準測量和最終確定

在設定參數之前還需要結合實際情況來布置夯擊點，確保夯擊的范圍超過市政道路工程的基礎范圍。對于施工量比較大的市政工程來講，需要根據夯擊點的距離和土質基本情況來設置夯擊的次數，將夯擊的距離設定在5m到9m之間。確定好夯擊的距離之后實施多次夯擊處理。

第一次夯擊能夠完成基本加固處理，在加固完成之后進入更深入的強夯處理，確保每個夯擊點夯擊兩次到三次，且在夯擊操作的時候要確保地面不會出現隆起的問題。對于需要多次進行夯擊的工程要合理確定兩次夯擊的間隔時間。

4.2 試夯施工方法

根據本項目強夯試驗區的填料性質和《建筑地基處理技術規范》中的規定，試夯一區和試夯二區填料為碎石土，試夯三區和試夯四區始夯面至標高+7.3m為碎石土，標高+7.3m以下為海砂。其滲透性好，兩遍點夯擬采用連續夯擊施工的方式進行施工，即第一遍點夯實后整平場地緊接著第二遍點夯施工，遍與遍之間不留間歇時間。

4.3 施工操作步驟

第一，清理土地、平整土地，測量夯場地高程，使得夯場地高程達到強夯、起夯的夯面高度。第二，測定和標記第一次夯實點的位置，夯點用石灰或其他顯眼的標志標出。第三，吊車就位，使夯錘對準夯點位置。第四，測量夯前錘頂標高。第五，將夯錘起吊到根據錘重計算符合設計夯能要求的高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，及時將坑底整平，才能繼續夯擊。第六，重復第五個步驟，在達到規定的夯點擊數和收錘標準之后對強夯的施工情況進行記錄。第七，在每次夯實操作之后要進行場地平整施工，使用裝載機械設備將夯坑填平處理，按照規定好的夯點位置來完成強夯施工。

4.4 試夯質量控制

第一，在夯實之前需要檢查夯錘重量和落距，以確保單擊夯擊能量符合設計要求。第二，每次夯擊前后均應測量錘頂高程，若發現因坑底傾斜夯錘歪斜時，將夯坑坑底整平。起錘至預定標高下落錘擊，落錘要求保持平穩，夯位應準確，當夯擊坑內有積水應及時排除。第三，在每遍夯擊前，對夯點放樣進行復核，夯完后檢查夯坑位置，發現偏位或漏夯進行補夯。第四，在收錘之后要求兩擊平均夯實沉降量低于50mm，如果個別點超過設計要求則在該處繼續夯擊，直至最后兩擊平均夯沉量小于50mm。第五，在施工過程中對各個參數點進行記錄，在施工結束之后檢查被夯實地基的強度，開展承載力試驗。強夯地基允許偏差、檢驗數量和方法如表2所示。

表2 強夯地基允許偏差、檢驗數量和方法

5 結束語

綜上所述，隨著經濟的快速發展，市政道路工程對路基的質量要求越來越高，將強夯法施工技術運用于市政道路軟土路基處理中，能夠有效地提升軟土路基的壓實度和承載力。我們應該繼續對強夯法在軟土路基處理中的施工技術進行分析和探討，不斷提升道路工程的整體質量。