淺談道路軟土路基強夯法施工技術

王莉楠

本溪滿族自治縣交通事業發展服務中心 遼寧 本溪 117100

引言

軟土地基作為不良地質，換填法、強夯法、深層攪拌樁等都有利于改善地基條件，但強夯法的適用范圍廣、施工操作簡單，為凸顯這一工藝的優勢，相關人員需結合軟土地基的特征，科學設置強夯參數，規范施工流程和操作。

1 軟土地基對公路工程施工的影響

軟土地基不同于一般的地基條件，其含水量超出正常標準，土層軟弱，如不經專業化處理直接在軟土地基上開展施工作業，極易出現結構安全風險或者事故，如不均勻沉降、路面凹陷。無論軟土路基中出現了何種質量問題，都不利于保障道路工程的結構安全，甚至會增大交通安全風險。為此，任何道路工程中如遇到了軟土地基情況，施工人員需進入現場展開實地調研，了解現場的土質特征、土層情況，采取恰當的加固方式，提供地基穩固性。軟弱地基對公路工程的影響表現在以下方面：①軟土地基的抗剪能力較弱，如公路工程受到其他外力作用，路面將出現或大或小的變形，或者路面有塌陷，難以保障路面性能。②加劇公路表面的不均勻沉降，軟弱一般由沙層、粉土沙層構成，因為這種土層條件，在遭遇外部作用力時沉陷不可避免，路面凹凸不平，部分路段存在塌陷風險[1]。③軟土地基的滲透能力較差，因為軟土的含水量較大，路基路面長期處于高含水量條件下，水力對路面和路基存在侵蝕作用，不利于保障路基路面的結構承載力。為此，由于軟土地基的這一特征，道路工程中工程企業需合理處理軟土地基。

2 市政道路軟土路基強夯法的施工技術概述

2.1 強夯法

軟土地基的處理中強夯法相對常用，施工作業中配備專業化夯實設備，使該設備從高處落下，在此過程中設備的重力勢能可轉化為動能，由該設備施加作用于地基，通過設備的多次夯實來加固地基，保障地基密實度、承載力。與其他的軟土地基處理方式相比較，強夯法的操作簡單、適用范圍廣，但施工建設中為達到良好的地基處理效果，施工人員需合理選擇設備、確定夯實參數。

2.2 強夯法工作原理

軟土地基中引入強夯法，實際上借助了動力密實、動力置換與動力固結過程。在動力密實作用下，原先松散的軟土更為緊密，可大大增強原有地基的承載力。軟土地基中的軟土形狀不一，利用強夯法處理了地基土層后，土壤顆粒變形明顯，基本可符合施工規范，在此地基條件下建立的各類工程，基礎穩定性相對理想。道路軟土地基處理中，通過強夯法可擠壓細小顆粒，使這些細小顆粒填充到顆粒空隙之中，確保地基性能符合施工要求。

強夯法的動力置換原理有整式置換與樁式置換兩種，但這兩種置換方法各有其特點，現場施工人員需結合實際情況來選擇。整式置換強夯法下，施工人員在泥土中拌入一定量的碎石，通過墊層法來加固地基；樁式置換就是通過強夯法將碎石填入土體中，構成一個個的碎石墩，不同碎石墩之間的土壤、碎石之間有摩擦作用，構成了多個樁體之間的平衡狀態，軟土更為穩定且強度更大[2]。

動力固結原理為強夯法中的關鍵原理，通過施加外力作用使軟土層受到較大沖擊，軟土無法維持原狀，其中多余的水分被排出，土體顆粒之間更為緊密，即使土體再繼續受到外力作用，也不會再發生較大的形變。

3 市政道路軟土路基處理中強夯法施工技術應用核心分析

3.1 施工準備重點

強夯法雖較為簡單，但在現場作業中卻需要注意很多方面，只有保障了施工規范性，才能凸顯強夯法的作用。正式施工之前，施工人員需確定道路施工區域，平整此區域并清理表層土，如表層土相對松散，需利用碾壓機碾壓。當然，強夯施工區域的排水、抗震工作也相對重要，強夯之前應采取排水方式，采取抗震方法，后續即使遇到強降雨天氣，夯坑內也不會出現積水現象[3]。施工單位需安排專人進入工程現場展開實地調研，掌握現場的地質土層等基本情況，并了解施工區域內的地下、地上建筑物、管線類型及具體位置等，以這些勘察結果為依據制定強夯施工方案。前期準備階段有關人員也需要在施工區域內開展定點測量，當場地平整結束且達到了要求后，專業人員需參考設計圖紙完成測量與放線，確定水準點標樁、夯點。由于強夯法作業中涉及了專業設備，為避免設備在夯實作業中出現異常，前期工作中同樣需檢查設備，如設備存在異常情況需及時處理，在設備無任何異常的情況下開展強夯試驗，在試驗中統計有關數據并記錄，將試驗結果作為后續施工的依據。

3.2 強夯設備的選擇

強夯法作業中必須借助專業設備，設備選擇關乎強夯法施工效果。目前強夯法工藝下可選擇的設備主要有：①夯擊錘，方錘、圓錘的應用頻次較高，但在選擇時應參考加固深度，一般以10m為分界線，如加固深度不超10m，10～18t重錘即可；如加固深度在10m以上，必須選用重量在18t以上的重錘[4]。②夯擊設備，如履帶式起重機，這種設備的穩定性，行走穩定，加固軟土地基時的施工效率高。

3.3 確定各項參數

強夯法施工效果也與參數有關，施工作業中相關人員需合理參考現場情況來確定各個參數，如夯實遍數、方法等。但選擇的夯實設備不同，設定的參數類型也有所區別，如施工中采用的是上下貫通氣孔的圓形夯錘，主要需保障夯錘錘重、夯錘地面面積的合理性，且施工中應夯擊3遍，依次執行分夯、副夯、滿夯，主、副夯為主要夯擊作業。

每一遍的夯擊作業中，均需合理確定夯點的夯擊次數，確保單夯擊能可與施工現場情況相符合，避免在夯坑周圍存在孔隙，或者夯坑過大導致施工難以達到預期效果。夯實作業中工程單位應安排專人來檢查與記錄，及時發現和處理夯實中的質量問題。軟土路基土層中存在超靜孔隙水壓力，其消散時間十分關鍵，如消散時間越長，夯擊遍數之間的間隔時間越長，如孔隙水壓力超出了正常標準或基坑周圍存在隆起現象，需立即停止夯擊操作，在超孔隙水壓力完全消散后再進入下一遍夯擊作業。

3.4 做好施工區域的墊層和降水處理

道路工程中如遇到地下水位過高的飽和性黏土、易液化流動的飽和砂質土，強夯法的應用效果不佳，需利用墊層法為夯實作業創造條件，改善軟土地基性質。在土層表面進行墊層施工時，施工人員需選擇合適的材料，如可選用砂石或者碎石，因為這些材料的透水性較好，能提高軟土地基強度，但需將墊層厚度控制在0.5～2m。道路軟土地基施工中，部分路段的地下水位較高，增大了地基處理難度，單純采用一般的地基處理方法，可能會受到地下水影響而難以保障施工效果，為此，施工人員應根據地下水的分布及水位等情況，布設排水設施促進排水。

3.5 強夯夯擊

夯擊作業操作中需注意很多要點，主要包含：施工人員先挖出原有土壤，保留底部土層，在底層率先實施強夯作業，隨后依次在中層與表層強夯，當夯擊作業全部完成后由推土機將夯擊中形成的夯坑填平；夯擊作業中設備產生的沖擊力相對較大，強大的振動下已夯實土層往往會有或大或小的松動現象，針對這一問題，全部夯實作業后應堅持低能量滿夯，確保回填后土層夯實的均勻性、密實度；現場人員需嚴格遵守夯擊操作規范，及時檢查細節，與設計要求不一致時再調整；地基表層處理十分關鍵，為持力層，為避免其施工存在問題，當點夯、滿夯作業結束后再用小夯錘夯擊，直到整體夯實均勻和密實。

3.6 夯實效果檢驗

夯實操作結束后相關人員需負責檢驗檢測，如土體沉降量、土體平整度，如檢測結果與施工標準不一致，有關人員需立即將結果反饋給相關部門，由多個部門依據實際情況制定解決措施。道路工程中路基的作用突出，一旦路基施工存在質量問題，將無法保障道路的安全性、耐久性。為此，如軟土路基中采用強夯法，工程單位需全面把控施工全過程，檢測路基的周圍土質，獲得土粒壓縮性、土壤相關性等結果，并在施工作業中合理利用這些結果[5]。如施工結束后土壤相關性檢驗結果顯示土壤性質較之前有所改變，需進一步判定改變的參數能否達到要求，如無法滿足標準需繼續優化。

4 質量控制措施

4.1 控制夯擊錘落地距離

強夯法施工中為減少質量問題，施工前、施工中和施工后都應該根據行業規范與標準做好質量管理與控制。由于強夯法的過程和原理，施工人員必須將夯擊錘落地距離控制在正常標準內，在脫鉤器鋼絲繩上標注刻度，使夯擊錘起吊高度達到要求，未符合夯錘下落高度的情況下不得繼續夯擊。因為夯錘對軟土地基的沖擊力，確定夯錘起吊高度時施工人員需進行受力分析與計算。

4.2 控制夯擊量

前期準備階段施工人員需平整場地，為機械設備、人工等創造良好的施工條件。場地平整度達到標準且通過驗收后，施工人員需在現場合理布設水準儀，利用該儀器測定夯錘頂面標高。施工作業中必須將最后2擊的夯沉量控制在正常標準內。點夯操作結束且通過驗收后進入滿夯階段。

4.3 嚴格控制動夯的震動

利用強夯法加固軟土地基時，主要利用的是重錘的沖擊力，但重錘下落的過程中雖沖擊了地基，但同步產生了較大的震動，如震動波過大將影響周圍建筑的穩固性。為此，現場作業中有關人員需考慮震動作用力的大小，提前采取防震處理，如在恰當的位置布設防震溝、適當增大間距。

4.4 記錄現場問題

針對道路軟土地基的強夯法作業，現場作業中往往需做好施工過程、參數等的記錄，后續出現質量問題時能直接調用施工記錄進行改進。結合目前強夯法施工要求，現場作業中相關人員需記錄錘重、夯點間距、前3次夯擊次數、間隔時間等，不僅需保障各項數據記錄的及時性，也需確保完整性，得到完整且準確的施工記錄，將此記錄用于指導現場的施工作業、管理工作。

4.5 實時監控

強夯法施工作業中現場可能存在諸多不確定因素，為實現施工質量目標，工程企業在現場應開展動態管理，通過實時監控的方式及時處理施工問題。在工程企業內需選派專人負責監督工作，他們在工作中需履行自身的職責：夯實作業開始之前，全面了解施工區域內的地質情況，以此為前提確定夯擊次數、夯距；軟土地基的強夯中壓實點鋪設線的誤差較大，可能出現漏點、多次夯擊的情況，為解決這一問題，正式夯擊前監管人員要與施工人員充分協商，檢查各個夯點的位置是否正確，減小點位偏差，如位置偏差較大應立即調整；標記夯實點期間必須嚴格參考施工圖紙。

5 結束語

各類道路工程的施工建設中軟土地基的處理難度較大，為避免地基處理不當引發的道路質量與安全問題，施工人員需合理采取強夯法，合理確定強夯參數，加強施工作業全過程的監督與管控，提高強夯法施工效果。未來工程項目中有關人員需繼續優化強夯工藝，構建完善的施工技術體系。