周鵬

三門峽市公路局

摘要：作者結(jié)合某工程實例，闡述了強夯技術(shù)在施工應(yīng)用工作中的原理和技術(shù)特點，在此基礎(chǔ)上提出了強夯施工的技術(shù)方案以及實施過程中質(zhì)量和安全控制的規(guī)程，通過現(xiàn)場測試的數(shù)據(jù)顯示強夯法是實現(xiàn)高填方路基壓實的一種有效的施工方法，在工程應(yīng)用中取得了很好的效果。

關(guān)鍵詞：高填方路基；強夯法；壓實度

1 工程概況

強夯處理區(qū)域主要集中在A大道K1+380～K1+580，K2+280～K2+380 兩段。其中K1+400～K1+580 段為拋填土翻挖處理區(qū)，在K1+400～K1+455 段右側(cè)緊鄰路基填方邊線有友鄰施工單位活動板房；在K1+580～K1+620 右側(cè)110 m外有當?shù)匦陆ň用裥^(qū)；在K1+480～K1+620 段左側(cè)距中線17.5 m 有鄰近施工單位臨時圍墻需拆除。按照設(shè)計要求，A大道K2 + 280～K2+380 段為路基填筑區(qū)，道路沿線填方高度大于20 m 時，為降低工后沉降和增加路基整體強度，按照設(shè)計要求采用點夯夯能3 000 kN·m，滿夯夯能500 kN·m 進行強夯處理。

車輪荷載對路基工作區(qū)的影響隨車輪荷載的增大而加深，在路基工作區(qū)內(nèi)，路基的強度和穩(wěn)定性是保證路面結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性中極為重要的組成部分。路基中應(yīng)力值等于路基頂面應(yīng)力的深度地方，雖然車輪荷載應(yīng)力影響較小，但路基自重產(chǎn)生的恒載應(yīng)力已經(jīng)相當于荷載應(yīng)力，應(yīng)當予以高度重視，因此高填方路基下部的壓實度對減小路堤在恒載作用下的固結(jié)變形至關(guān)重要，同時也能減少路面在使用過程中的沉降，保證公路的質(zhì)量安全。但是路基自然沉降時間遠遠不足以達到設(shè)計要求，如果處理方法不當，將會導(dǎo)致路面開裂、塌陷、下沉、變形等多種問題，對路基質(zhì)量產(chǎn)生嚴重影響?，F(xiàn)有靜碾及振動壓路機的施工在客觀上還不能有效的解決不均勻沉降問題，有時即使采取了縱向挖臺階及分層碾壓控制層厚等措施，可由于沉降時間不足，也不能及時有效的解決問題。大量的調(diào)研資料顯示，采用強夯法進行高填方路基壓實是最有效的辦法。

2 強夯法的原理及特點分析

強夯法指的是為提高軟弱地基的承載力，用重錘自一定高度下落夯擊土層使地基迅速固結(jié)的方法，稱動力固結(jié)法，利用起吊設(shè)備，將10t～40t 的重錘提升至10m～40m 高處使其自由下落，依靠強大的夯擊能和沖擊波作用夯實土層。強夯法主要用于砂性土、非飽和粘性土與雜填土地基。對非飽和的粘性土地基，一般采用連續(xù)夯擊或分遍間歇夯擊的方法；并根據(jù)工程需要通過現(xiàn)場試驗以確定夯實次數(shù)和有效夯實深度。現(xiàn)有經(jīng)驗表明：在100 t·m～200 t·m 夯實能量下，一般可獲得3m～6 m 的有效夯實深度。這是在重錘夯實法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，而其加固機理又與它不一樣，這是一種地基處理的新方法。

強夯過后土體會通過以下4 個階段使得土體強度持續(xù)提高：

1）夯擊能量轉(zhuǎn)化使得土質(zhì)強制壓縮且伴隨土體震密（表現(xiàn)為土體內(nèi)氣體排出，孔隙水壓力隨之上升）；

2）部分土體液化或者土體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞（表現(xiàn)為原有土體強度降低或者土體的抗剪強度弱化）；

3）土體排水固結(jié)壓密（表現(xiàn)為土體滲透性能改變，土體裂隙發(fā)展穩(wěn)定，土體強度提高）；

4）土體內(nèi)部觸變恢復(fù)且伴隨固結(jié)壓實（表現(xiàn)為部分自由水又變成薄膜水，土的強度隨之繼續(xù)提高）。影響強夯效果的因素較多，其中土質(zhì)及其特性是最主要的原因，土體本身的特性在很大程度上影響強夯的質(zhì)量。除此之外強夯能級、夯擊錘、強夯沖擊布點、單點夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)以及間歇時間的影響也不可忽視。因此采用強夯法的主要設(shè)計參數(shù)就包括，確定有效加固深度、夯擊點布置、夯擊能量、夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)、遍數(shù)間隔時間，根據(jù)這些設(shè)計參數(shù)的要求制定相應(yīng)的強夯處理方案。

3 強夯處理方案及施工控制

3. 1 強夯處理方案制定

按照設(shè)計要求在填深大于20 m 的路堤和既有拋填土必須進行強夯處理。A大道K1+380～K1+580 段拋填區(qū)域在距路床底10.0 m 標高處、距路床底3.0 m 標高處分別進行強夯，夯擊間距5m×5m 梅花形布置，點夯夯能3 000 kN·m，滿夯夯能500 kN·m。B大道K0+000～K0+580 段為高填方區(qū)，每填筑7 m 高進行一次強夯，夯擊間距5 m×5 m 梅花形布置，點夯夯能2 000 kN·m，滿夯夯能500 kN·m。對所有強夯區(qū)域，每一遍每一夯點點夯n 次，第n 次檢驗貫入度與第n-1 次貫入度之差是否小于5 cm（n 根據(jù)試驗確定），且土體隆起高度不大于10 cm，若差別較大需加夯次數(shù)，直到兩者貫入度與隆起高度滿足要求。檢驗質(zhì)量以壓實度控制，7m 深度范圍內(nèi)的壓實度要求達到96%。強夯過程中需進行補土，采用推土機平整，壓路機碾壓。

按照設(shè)計要求，在B大道K0+380 臨時涵管上方覆土7 m范圍內(nèi)嚴禁強夯處理。為降低強夯震動對周邊居民區(qū)、建筑物、已建管涵等的影響，在A大道K1+380～K1+580 段、B大道K0 + 360～K0+420 段強夯區(qū)域開挖減震溝。減震溝底寬1.6 m，溝深2.0 m，邊坡坡率1∶0.5。強夯處理工藝流程：施工場地標高測定→場地平整→試夯→確定強夯參數(shù)→點夯夯點放線→夯機就位→強夯夯擊→夯坑推平、標高控制→滿夯夯擊→地基檢測→驗收合格→進入一般路堤填筑。

3. 2 強夯施工質(zhì)量及安全控制

1）質(zhì)量控制。當夯錘即將提升到預(yù)定高度時，稍停一下，停擺之后繼續(xù)提升，直到脫鉤，夯錘下落，每次夯擊時的落錘應(yīng)平穩(wěn)。強夯時，夯點距離中心偏差不能大于10 cm。夯擊中，當夯坑底部不平時，及時調(diào)整墊平。雨季施工，夯坑要及時回填，避免坑內(nèi)積水滲入地下影響強夯效果。當夯坑和夯擊的場地由于下雨及其他原因有積水時，及時排出積水，一般晾曬2d～3d 后進行強夯施工；必要時換土再夯，以免施打形成橡皮土。

夯坑回填及時，在完成每一夯區(qū)，及時安排推土機回填夯坑，方法是將合格填料用推土機推平，并將夯坑填平到設(shè)計要求標高，使坑內(nèi)土體高于周圍土體約10 cm～20 cm，再進行滿夯一遍。嚴格進行工序間檢測、檢查驗收，只有上道工序施工質(zhì)量檢查合格后，方可進入下道工序的施工。

2）施工安全措施。本強夯處理高邊坡區(qū)域，A大道主要集中在K1+455～K1 +500 拋填土處理段，挖深4.3 m～10.2 m；B大道主要集中在K0+000～K0+480 段路堤邊坡高度21.0 m～47.2 m。強夯處理過程中，邊坡區(qū)域施工安全措施如下：

a. 強夯時高邊坡坡腳嚴禁站人，并在顯眼位置設(shè)置醒目的安全警示標語標牌。b. 強夯時現(xiàn)場管理人員隨時巡視、檢查翻挖土體邊坡、路堤邊坡穩(wěn)定性，對可能出現(xiàn)的開裂、崩塌、滑移、滾石等險情提前預(yù)判、提前處理。c. 設(shè)置安全通道，強夯工作面與裝運作業(yè)面相互錯開，嚴禁上、下交叉作業(yè)，邊坡上方有人工作時，邊坡下方不準有人停留或通行。d. 清理邊坡上凸出的塊石和整修邊坡時，從上而下順序進行，坡面上的松動土、石塊必須及時清除。嚴禁在危石下方作業(yè)、休息和存放機具。e. 施工中如發(fā)現(xiàn)拋填土體、路堤邊坡有開裂、滑移、崩塌跡象危及施工安全時，立即停止施工，撤出人員和機具，并報告監(jiān)理單位和建設(shè)單位處理。待險情處理完畢后，方可再次組織機械、人員進場施工。f. 施工機械靠近路堤邊緣作業(yè)時，要求根據(jù)邊坡高度留有必要的安全距離（距離邊緣2 m 以上），并設(shè)專人指揮，指揮人員不得進入機械作業(yè)范圍內(nèi)。

4 測試結(jié)果

土體受到夯擊作用的影響發(fā)生土體擾動和固結(jié)，通過現(xiàn)場測試的結(jié)果反映出各組土樣夯擊后的干密度比夯前密度大體均大幅度提高。隨著夯擊擊數(shù)的增加，土體的干密度越來越大，這與夯擊數(shù)增加有很大關(guān)系，因為土體固結(jié)夯擊能增加使得土體干密度迅速增加。按照設(shè)計要求，使土體達到要求的合格密度，現(xiàn)場強夯嚴格按照方案執(zhí)行使夯擊能達到相應(yīng)能級。

5 結(jié)語

強夯法應(yīng)用到高路堤填筑時在短時間可以有效改善土體的性質(zhì)，針對強夯法用于高填方路基填筑處理，本文從工程實踐中得出以下結(jié)論：

1）高填方路基中當深度很大時外荷載與地基土壓力在土體中的應(yīng)力對土體不利，必須保證工作區(qū)路基中土的壓實度。

2）強夯法用于壓實土體時應(yīng)根據(jù)初始含水率、初始干密度等土體基本情況擬定相應(yīng)的夯擊擊數(shù)、夯錘直徑、夯擊能的方案。

3）本工程采用強夯進行高填方路基填筑壓實后，通過現(xiàn)場土體壓實度檢驗報告表示土體滿足填筑要求。

4）用強夯法施工時應(yīng)該制定相應(yīng)的質(zhì)量控制和安全控制規(guī)程以確保工程的順利實施。

參考文獻：

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