采用強夯法處理市政道路工程軟土地基

摘要：在介紹工程概況和強夯法的基礎(chǔ)上，闡述包括強夯施工方法、環(huán)境要求和設(shè)備配置、錘重與落距、夯擊要素在內(nèi)的強夯施工設(shè)計方案，以及正式施工前、施工過程中、施工完畢后的強夯施工質(zhì)量檢驗，可供從事市政公路工程施工的技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：強夯法;市政道路工程;軟土地基;施工技術(shù)

1" "工程概況

欽州港新城區(qū)商務(wù)中心啟動區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施配套路網(wǎng)共包括五條道路，全長為6776.8m。其中大欖坪第二大街長度為2034.4m，寬度為40m;第三大街長度為2008.7m，寬度為50m;二號路北段長度為1388.9m，寬度為60m;規(guī)劃一路長度為844.9m，寬度為30m;規(guī)劃二路長度為499.9m，寬度為24m。根據(jù)圖紙要求，過水路段施工方案為先拋填片石擠淤，然后回填山渣土并對回填土采用強夯法夯實。

2" "強夯法概述

強夯法又稱為動力固結(jié)法，其操作原理是通過重錘產(chǎn)生的重力對軟土不斷進行夯實，以降低軟土對修筑公路的威脅。強夯法使軟土產(chǎn)生固結(jié)，主要體現(xiàn)在3個方面：一是使土體緊密堅固，承載力大幅增強;二是在對軟土進行強夯時，使其出現(xiàn)液化現(xiàn)象，完成強夯后，這種現(xiàn)象得到緩解，從而減少了土體的壓縮性能;三是改善了土體的濕陷性，提升了土層的均勻度和密實度，降低了土層的差異性和熱脹冷縮量。

軟土地基土層強度低、壓縮性高，同時蘊含一定的有機物質(zhì)。強夯法能夠在所有土層中運用，也包括松軟土層。與其他處理軟土地基的方法相比，強夯法所用設(shè)備簡單，施工成本較低，應(yīng)用優(yōu)勢更為明顯。經(jīng)過強夯法處理后的軟土地基，不僅在后期維護中非常簡單容易，而且維護成本也不高[1]。

3" "強夯施工設(shè)計方案

在進行強夯施工前，必須編制一個科學(xué)、規(guī)范、合理的設(shè)計方案予以指導(dǎo)。

3.1" "強夯施工方法

強夯施工是分層夯實、循序漸進、逐步推動的，每層厚度基本維持在4m左右。強夯施工時，先進行點夯，再進行滿夯。每個夯擊點的間隔要適度，過寬或過窄均不可取。如果間隔不合適，軟土地基的處理就會出現(xiàn)問題。

3.2" "環(huán)境要求和設(shè)備配置

強夯的間隔時間為7天。夯錘的沖擊力很大，在進行強夯時，要密切關(guān)注其對周圍建筑物造成的影響。在對軟土地基進行強夯施工之前，要詳細探查施工區(qū)域四周環(huán)境，清除施工場地的雜物，對地表的凹凸之處進行平整處理。在施工現(xiàn)場周圍設(shè)置排水溝，避免施工現(xiàn)場積水。要配置夯錘、履帶式起重機、推土機、水準儀等施工機械設(shè)備，并進行細致的檢查，確保施工順利推進。

3.3" "錘重和落距

錘重（m）和落距（h）是決定夯擊能大小，影響加固效果的重要因素。夯擊能計算公式如下：

W=m·g·h （1）

式中：

W ——夯擊能，kN·m;

m ——錘重，t;

g ——重力加速度，m/s²;

h ——落距，m。

設(shè)計要求本工程的夯擊能不小于3000kN·m。若選用20t夯錘，則落距應(yīng)不小于15m。

3.4" "夯擊要素

本工程屬大面積強夯，夯擊點布置為3m×3m，2遍點夯、1遍滿夯。根據(jù)“土體豎向壓縮最大，側(cè)向移動最小”的準則，開展單點強夯試驗。通過觀察夯擊坑四周土體的變化程度，對夯擊次數(shù)進行確認。根據(jù)設(shè)計要求，最后2次夯擊的平均沉降量要低于100mm。

在進行強夯試驗時，應(yīng)使用水準儀測量瞬時沉降量，并認真做好記錄。本標段路基要進行3遍強夯，其中前2遍采用最大的夯擊能，即20t×15m=3000kN·m，第3遍采用適中的夯擊能，即20t×5m=1000kN·m，連續(xù)排夯[2]。兩遍夯擊之間的間歇時間，與“強夯造成的孔隙水壓力的消除情狀”密切相關(guān)。根據(jù)圖紙要求，兩遍夯擊之間的間歇時間為10～15天。

4" "強夯施工技術(shù)

4.1" "夯擊試驗

在正式夯擊施工之前，先進行夯擊試驗。擬定試驗段的位置在大欖坪二號路北段，里程為K0+250～K0+300，試驗段面積為60m×50m。在夯擊試驗過程中，要對每次夯擊的下沉量進行系統(tǒng)記錄。當最后兩擊的沉降值平均小于10cm時，停止夯擊。

試夯完畢后，要以0.5m～1m為間隔進行取樣，檢測其干密度、濕陷量、承載力，對比強夯之前與強夯之后承載力的變化。對檢測所得的數(shù)據(jù)進行詳細分析和比較，確定夯入度、夯擊點間隔、夯擊間隔時間、每個夯擊點的夯擊次數(shù)。在夯擊試驗的基礎(chǔ)上，計算出詳細的夯擊參數(shù)，然后進入正式的強夯施工階段。

4.2" "正式施工

4.2.1" "清理施工場地

在強夯施工正式展開前，要將施工場地中的雜物清理干凈，平整施工場地，確保地面平整、無起伏[3]。必須檢驗強夯是否對四周建筑物產(chǎn)生影響，如無影響則可開工;如有影響則必須采取各種減震措施。

4.2.2" "確定夯擊點

為保證四周建筑物的安全，夯擊點與建筑物的距離應(yīng)保持在30m～50m。要對夯擊點進行準確編號。夯擊點的定位可以出現(xiàn)一定偏差，但是偏差值要保持在150mm以內(nèi)。

4.2.3" "選擇主機和夯錘

主機一般選擇履帶式起重機，選擇設(shè)定噸位的夯錘，將夯錘放置到放樣點，對夯錘的底部標高進行測量。

4.2.4" "強夯作業(yè)

將夯錘提升到預(yù)先指定的高度，隨即啟動自動脫鉤裝置，使夯錘落在夯擊點的軟土地基上。然后將吊鉤放下準備再次提升夯錘。完成此次夯擊后 對夯錘部底標高進行測量，并計算該夯擊點的下沉量。然后進行重復(fù)夯擊，直到夯擊點的沉降量符合要求為止。

完成1個夯擊點之后，更換夯擊點，重復(fù)上述夯擊步驟，對所有夯擊點進行夯擊。最后將所有夯擊坑填平，采用方格網(wǎng)對夯擊后的場地高程進行測量，并計算平均夯沉量。

按照上述方法完成單點強夯作業(yè)后，進行軟土地基滿夯作業(yè)。軟土地基被夯實后，要對場地高程進行測量。

4.3" "注意事項

進行夯擊時，夯擊點允許有位置偏差，但是該偏差要在150mm之內(nèi)。夯擊坑底部的傾斜度在30°以內(nèi)時，可以繼續(xù)進行夯擊;傾斜度在30°以上時，需要將坑底填平后再進行夯擊。

單點強夯作業(yè)結(jié)束后，要對場地進行平整，避免場地凸不平。同時要對標高進行測量。當新一遍夯擊開始后，需要對夯擊點進行全新布置。

在最后一遍滿夯時，其有效加固深度要大于3m。夯印彼此搭接部位不應(yīng)小于錘底面積的1/4，對不足部位要進行補充夯擊。

5" "強夯施工質(zhì)量檢驗

5.1" "正式施工前的檢驗

在正式進行強夯施工之前，檢驗工作是必不可少的。施工場地必須平整，這樣夯錘夯擊時受力才能均勻，施工速度和質(zhì)量才能用有保證。否則施工速度將會嚴重拖沓、施工質(zhì)量也會受到影響。檢查夯錘是否符合標準。一是要對夯錘的重量進行檢查，二是要對夯錘的底部面積進行檢查。任何一次夯擊開始之前，都需要核實夯擊點的放線位置，確保放線數(shù)據(jù)與設(shè)計方案中的數(shù)據(jù)保持一致。

5.2" "施工過程中的檢驗

5.2.1" "單點夯擊過程檢驗

在強夯作業(yè)暫停時，要檢測夯錘的落點誤差。夯錘的落點允許有誤差，但是誤差要保持在15cm以下。如果在夯擊過程中出現(xiàn)意外情況，需要第一時間進行調(diào)整。每一次夯擊結(jié)束后，都要對夯擊坑的深度、夯擊點的距離等進行檢測。只有各項數(shù)值達到標準后，才能有序開展填平工作。

5.2.2" "夯擊結(jié)束后的檢驗

在所有單點夯擊結(jié)束后、場地平整與壓實工作展開之前，要將單點夯擊數(shù)據(jù)與標準的具體要求進行對照，只有各項指標要求均達到標準，才能對高程、標高變化進行詳細填寫。一次強夯完畢后，夯擊坑的位置必須進行檢查，如果出現(xiàn)了偏差，要予以矯正[4]。

5.2.3" "施工完畢后的檢驗

滿夯完畢即強夯施工正式結(jié)束后進行檢測，其根本目的是檢測此時的地基是否達到了公路設(shè)計標準。檢測方法如下：在夯擊處理范圍內(nèi)進行垂直取樣，取樣的間隔距離為1m。取樣后展開物理力學(xué)分析。滿夯完畢后經(jīng)過一段時間，再對地基的承載力和壓縮模量進行測定。同時通過實驗對地基的濕陷性系數(shù)進行分析，只有該系數(shù)達到設(shè)計要求時，方可繼續(xù)進行道路工程下一階段施工。

參考文獻

[1] 賈愷，楊光華，湯連生.李澤源.軟土地基堤圍穩(wěn)定性計算方法"[J].工程科學(xué)學(xué)報，2019（5）：573-581.

[2] 張凱，劉旭鍇，周燕.軟土地基水平受荷樁基礎(chǔ)力學(xué)性能研究[J].城市道橋與防洪，2020（5）：253-256+265+29-30.

[3] 姜會玲.公路橋梁施工中軟土地基施工技術(shù)要點分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2020（9）：232-234.

[4] 張文強.公路橋梁施工中軟土地基施工的技術(shù)要點淺述[J].智能城市，2021（2）：157-158.