蘇昌鷹

（青海省海西公路橋梁工程有限責(zé)任公司，青海 西寧 810000）

強(qiáng)夯法在公路軟土地基處理中的應(yīng)用探究

蘇昌鷹

（青海省海西公路橋梁工程有限責(zé)任公司，青海 西寧 810000）

在處理公路的軟土地基時(shí)，強(qiáng)夯法是最常見的一種方法，它主要是通過把夯錘反復(fù)地從一定高度下落從而產(chǎn)生沖擊，當(dāng)下落時(shí)可以將地基夯實(shí)，最終可以改善地基。由于應(yīng)用這種方法的投資是較少的，并且適用的范圍也是非常廣泛的，設(shè)備簡(jiǎn)單，效果卻非常明顯，一般可用于承載力較高的地基。在應(yīng)用這種方法時(shí)主要在交通道路以及民用建筑等一些設(shè)施當(dāng)中，本文主要針對(duì)強(qiáng)夯法的一些應(yīng)用做出分析，可以為公路事業(yè)獻(xiàn)出一份力量。

軟土地基施工；強(qiáng)夯法；應(yīng)用

在處理地基時(shí)會(huì)應(yīng)用強(qiáng)夯法，這種方法適用的范圍也是比較廣泛的，一般在處理砂土地基、粉土地基、粘性土地基以及碎石土地基以及填土等方面效果都比較理想。這種方法可以減少壓縮性，也可以提高地基的強(qiáng)度，并且還可以降低土的濕陷性以及它的抗振動(dòng)液化能力，所以，在處理地基時(shí)這種方法適用的范圍是很寬泛的。雖然這種方法普遍應(yīng)用，但也不是萬(wàn)能的，在處理飽和度高的粘性土?xí)r就達(dá)不到理想的效果，對(duì)此，我們?cè)趹?yīng)用這種方法時(shí)必須要根據(jù)處理的具體情況來(lái)應(yīng)用，應(yīng)謹(jǐn)慎選取。

一、什么是強(qiáng)夯法

所謂強(qiáng)夯法又可以稱作是壓實(shí)法或者是動(dòng)力固結(jié)方法。應(yīng)用這種方法時(shí)主要是通過把重錘反復(fù)地提高到一定的高處，然后再使其重重地落下，從而達(dá)到夯實(shí)地基的目的，同時(shí)要減少地基的壓縮性來(lái)提高它的強(qiáng)度。這種方法開始是應(yīng)用在20世紀(jì)的50年代，有著很長(zhǎng)時(shí)間的歷史，是由英格蘭的工程師研究出來(lái)的，而首先應(yīng)用這種方法的則是在法國(guó)倡議的，在我國(guó)的應(yīng)用時(shí)間并不是太長(zhǎng)。在應(yīng)用強(qiáng)夯法時(shí)，早些時(shí)候主要是用來(lái)處理碎石和砂土的，而施工方法隨著不斷地改進(jìn)是用來(lái)提高排水功能的，所以這種方法慢慢地被現(xiàn)在應(yīng)用到了強(qiáng)夯地基當(dāng)中。通過長(zhǎng)時(shí)間地考證，該方法在施工時(shí)比較簡(jiǎn)便，并且有著良好的加固效果，材料也相對(duì)節(jié)約，方便施工，施工方便，施工的時(shí)間也比較短等一些優(yōu)勢(shì)，所以這種方法的傳播速度已經(jīng)非常廣泛了。通過多年以來(lái)在公路施工時(shí)的實(shí)踐，這種方法已經(jīng)更加普遍地用在濕陷性黃土地基，碎石土地基，粘性土地基，素填土地基以及砂土地基等路基的處理中。強(qiáng)夯法適用的范圍是非常廣泛的，還可以應(yīng)用在塑性指數(shù)較高的土質(zhì)中，或者是淤泥、有著較高飽和度的粘土地基當(dāng)中。其中，表現(xiàn)較為突出的有幾點(diǎn)，喪失了抗剪強(qiáng)度、壓實(shí)強(qiáng)度不夠的、承載力不強(qiáng)的、表層土?xí)霈F(xiàn)橡皮土的、固結(jié)沉降能力差的，對(duì)這些地基處理都有一定的作用。由于施工技術(shù)隨著不斷的改善，在當(dāng)前所應(yīng)用的強(qiáng)夯法中也有了一些新工藝的進(jìn)展。在處理公路地基時(shí)，還可以采取人工排水的方法再加上強(qiáng)夯法，從而可以更加便捷地消散壓力，使土體固結(jié)，再通過回填碎石以及塊石等材料，強(qiáng)夯排開軟土。其目的就是為了把軟土與砂石樁有效地復(fù)合在一起。但是應(yīng)用這種方法時(shí)也會(huì)存在一些缺陷，在施工時(shí)由于強(qiáng)夯振動(dòng)所以會(huì)產(chǎn)生很大的噪音，只適用在加固公路地基的處理，從而來(lái)提高路基處理后發(fā)生沉陷的問題，或是出現(xiàn)跳車等現(xiàn)象。

二、主要原理

如果我們?cè)谔幚淼鼗姆秋柡屯習(xí)r應(yīng)用強(qiáng)夯法，必須要做好壓密，由于在夯擊時(shí)土體會(huì)產(chǎn)生一些液化的狀態(tài)，它的振動(dòng)效果爆破基本是一樣的。但在處理飽和粘性土?xí)r的效果并不是非常明顯，然而處理成功的例子也是存在的，首先就要破壞土的結(jié)構(gòu)，讓其產(chǎn)生一些孔隙水壓力，再形成一個(gè)排水通道，從另一個(gè)方面來(lái)看，也就是說(shuō)，應(yīng)用這種方法來(lái)處理軟土地基時(shí)最重要的一個(gè)原理就是通過重錘自下落時(shí)所產(chǎn)生沖擊最終達(dá)到夯實(shí)地基的目的。通過上下沖擊來(lái)振動(dòng)對(duì)土中會(huì)產(chǎn)生一定的波進(jìn)行傳播，也就是我們所說(shuō)的守恒定律，把地基看作是一個(gè)有彈性的空間，當(dāng)夯錘下落時(shí)，可以把重力轉(zhuǎn)換為重能，夯錘重力下落卻小，則它的動(dòng)能會(huì)越大，當(dāng)落下的一瞬間，其大部分的重力都轉(zhuǎn)換成了動(dòng)能，當(dāng)夯擊地面時(shí)會(huì)把動(dòng)能分為兩個(gè)部分，第一部分，當(dāng)土體和夯錘產(chǎn)生摩擦?xí)r會(huì)產(chǎn)生一定的熱能，也就是沖擊時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，形成剪切波，壓縮波進(jìn)行傳播。第二部分就是向四周傳播聲波。通過強(qiáng)夯理論可以把這兩個(gè)部分解釋為當(dāng)出現(xiàn)較大的壓縮波時(shí)可以通過液相運(yùn)動(dòng)，并且增加水的壓力，也可以讓土顆粒產(chǎn)生錯(cuò)位現(xiàn)象，從而解體軟土地基的骨架。而最終讓剪切波把軟土的顆粒達(dá)到一個(gè)密實(shí)狀態(tài)。此外，我們也可以應(yīng)用豎向分量的方法對(duì)軟土進(jìn)行松動(dòng)，可以達(dá)到一個(gè)水平分量的作用讓軟土更加密實(shí)。

三、強(qiáng)夯法的施工應(yīng)用

（一）公路地基在施工時(shí)，我們必須要設(shè)計(jì)出一套有效的施工方案，也就是說(shuō)必須要確定好夯擊的面積、次數(shù)、間距、夯擊能以及夯點(diǎn)的具體位置和間歇點(diǎn)的參數(shù)等要求，都應(yīng)全面的了解掌握。此外，我們?cè)谶M(jìn)行施工前也要做好試驗(yàn)，把需要強(qiáng)夯的地段作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確無(wú)誤地測(cè)出地基最大的承載力以及影響的深度等。我們?cè)谶x擇試驗(yàn)點(diǎn)時(shí)也是有具體要求的，必須要選在地質(zhì)情況比較合理并且具有各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到物理力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的地段進(jìn)行。同時(shí)，我們?cè)谶M(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，必須要記錄好每個(gè)數(shù)據(jù)值，并且繪制出全面的各項(xiàng)指標(biāo)關(guān)系圖，了解夯擊的數(shù)量，水壓力的增量，夯坑隆起的體積以及面積等方面的數(shù)值，再繪制成圖，更為清晰地看出夯前夯后的對(duì)比，再通過數(shù)據(jù)來(lái)分析曲線的流程，掌握強(qiáng)夯法各個(gè)參數(shù)，經(jīng)過對(duì)比后再制定出作業(yè)方案。

（二）處理軟土路基前，必須要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。首先要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙找到需要測(cè)量放樣的具體位置，再確定強(qiáng)夯路線，如果是周圍有一些建筑物并且會(huì)影響其穩(wěn)定性的，就必須要先做好隔振溝的準(zhǔn)備，再對(duì)其周邊的淤泥開挖，保護(hù)好耕植土，整平作業(yè)場(chǎng)地，也可以利用壓路機(jī)對(duì)路基進(jìn)行碾壓，再處理好臨時(shí)排水系統(tǒng)，防止在路基范圍內(nèi)有水進(jìn)入，再計(jì)算出夯后可能發(fā)生的變形數(shù)值，所以這就需要進(jìn)行鋪設(shè)一些礦渣或者是粗集料等。把基礎(chǔ)工作鋪設(shè)好，可以準(zhǔn)備起重機(jī)，必須要根據(jù)設(shè)定好的參數(shù)進(jìn)行夯擊作業(yè)，在此過程中，必須要保證平穩(wěn)落錘，準(zhǔn)確地夯位，一旦坑底出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象時(shí)就會(huì)導(dǎo)致夯錘不穩(wěn)，必須要及時(shí)地用石料填平。在夯擊的過程當(dāng)中應(yīng)按照一定的順序進(jìn)行，分段夯擊，可以采用梅花型順序作業(yè)，在夯擊時(shí)也應(yīng)該有節(jié)拍地進(jìn)行，同時(shí)要有連續(xù)性，而在施工時(shí)必須要確保有充足的間歇時(shí)間，有完整的遍數(shù)，當(dāng)夯擊全部結(jié)束后，再根據(jù)施工方案做一個(gè)滿夯處理，把表層土做夯實(shí)處理，再進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)量。

（三）在處理軟土路基時(shí)必須要保證強(qiáng)夯法的最終效果，所以，在此施工過程中，必須要確定好夯擊的深度、次數(shù)、體積、沉量、開口大小以及下沉值、夯沉量、加固的效果、水壓力等問題都必須要全面地了解，在施工現(xiàn)場(chǎng)一定要控制好技術(shù)指標(biāo)，做到?jīng)]有偏差。

四、控制好強(qiáng)夯的質(zhì)量

（一）對(duì)路基進(jìn)行施工前必須要做好準(zhǔn)備，平整場(chǎng)地并且清理干凈，對(duì)場(chǎng)地要進(jìn)行鋪設(shè)墊層，準(zhǔn)確找到夯擊的位置，對(duì)場(chǎng)地的調(diào)程進(jìn)行測(cè)量，對(duì)準(zhǔn)夯錘的位置，制定好標(biāo)高，一定要預(yù)定好錘起的高度，等到脫鉤自由落下后再放吊鉤，在此期間如果發(fā)現(xiàn)坑底出現(xiàn)了傾斜的現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)地校正，避免出現(xiàn)夯錘歪斜的問題。必須要根據(jù)夯擊前所制定的次數(shù)以及控制的范圍來(lái)操作，應(yīng)對(duì)一個(gè)點(diǎn)夯擊完成后再進(jìn)行下一下點(diǎn)的作業(yè)，最后將夯坑填平。在設(shè)計(jì)好的間隔時(shí)間以后，反復(fù)地將以上步驟再繼續(xù)，直到完成規(guī)定的夯擊次數(shù)為止，最后以滿夯結(jié)束。最后把地基場(chǎng)地整體進(jìn)行夯實(shí)處理，測(cè)量場(chǎng)地的高程。一旦發(fā)現(xiàn)還存有積水時(shí)必須要及時(shí)排除，確保強(qiáng)夯的質(zhì)量。此外，在進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè)時(shí)會(huì)對(duì)周圍的建筑物產(chǎn)生一定的影響，所以提前要做好隔離準(zhǔn)備。

（二）在做好處理地基的準(zhǔn)備后，在施工前也要做好相應(yīng)的試驗(yàn)測(cè)定，必須要準(zhǔn)確地校正設(shè)計(jì)參數(shù)，再對(duì)機(jī)械設(shè)備全面地考核其性能，有據(jù)可查。在進(jìn)行試夯時(shí)，必須要準(zhǔn)備一塊試區(qū)，從而來(lái)對(duì)比夯擊能的參數(shù)，以便提供選擇的論據(jù)。對(duì)此，可以從幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行。（1）充分地掌握處理地基時(shí)的強(qiáng)夯設(shè)計(jì)方案，并對(duì)出處提出意見，更加科學(xué)合理地完善設(shè)計(jì)方案。（2）在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的機(jī)具以及輔助裝置要提前檢查好，防止出現(xiàn)安全問題。（3）在夯實(shí)過程中必須要記錄好作業(yè)的數(shù)據(jù)，包括夯擊的深度、大小、體積以及沉量等都要詳細(xì)記錄，并且在每遍夯實(shí)后也要填寫好各項(xiàng)數(shù)值作為參考。（4）進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí)，如果附近有建筑物等，必須要對(duì)其進(jìn)行前后監(jiān)測(cè)，對(duì)比出差距。夯前與夯后的對(duì)比是非常重要的，施工時(shí)一定要注意。

結(jié)語(yǔ)

公路施工當(dāng)中，強(qiáng)夯法是最常見的一種方法，它主要是通過把夯錘反復(fù)地從一定高度下落從而產(chǎn)生沖擊，當(dāng)下落時(shí)可以將地基夯實(shí)，最終可以改善地基。由于應(yīng)用這種方法的投資是較少的，并且適用范圍也非常廣泛，設(shè)備簡(jiǎn)單，效果卻非常明顯，一般可用于承載力較高的地基，所以，在處理地基時(shí)這種方法適用的范圍是非常廣泛的。

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