郭剛+薛金龍

摘 要：軟土路基是公路工程施工中常見(jiàn)的不良地質(zhì)條件，此類土體強(qiáng)度相對(duì)較低，且壓縮模量高，會(huì)對(duì)路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成影響，出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，因此必須按照規(guī)定要求對(duì)其加以處理，結(jié)合公路工程實(shí)際地質(zhì)條件，選取相應(yīng)的施工技術(shù)。強(qiáng)夯法施工設(shè)備簡(jiǎn)單、施工便捷、適應(yīng)范圍廣、節(jié)省材料、降低投資、工期短等優(yōu)點(diǎn)，已被實(shí)踐證明是一種較好的、行之有效的地基處理方法。本文主要分析其施工工藝，探尋質(zhì)量控制的有效措施。

關(guān)鍵詞：公路工程；強(qiáng)夯法；軟土路基

強(qiáng)夯稱動(dòng)力固結(jié)法，在重錘夯實(shí)法基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，利用起吊設(shè)備，將10～40噸的重錘提升至10～40米高處使其自由下落，依靠強(qiáng)大的夯擊能和沖擊波作用夯實(shí)土層，根據(jù)工程實(shí)際情況通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以確定夯實(shí)次數(shù)和有效夯實(shí)深度。在強(qiáng)夯施工過(guò)程中，土體中產(chǎn)生瞬間變形，土層孔隙壓縮，局部產(chǎn)生液化，在夯擊點(diǎn)周圍產(chǎn)生裂縫，形成良好的排水通道，使土中的孔隙水和氣體逸出，土粒重新排列，經(jīng)過(guò)時(shí)效壓密達(dá)到固結(jié)，從而提高地基承載力，降低其壓縮性。強(qiáng)夯法還能改善砂類土抵抗振動(dòng)液化的能力，消除濕陷性黃土的濕陷性，是一種經(jīng)濟(jì)和有效的軟基加固方法，適用于砂性土、非飽和粘性土與雜填土地基。

1 工程案例

在某公路工程建設(shè)施工過(guò)程中，根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，擬建場(chǎng)地地層分為海陸交互相沉積形成的亞粘土、粉細(xì)砂、亞砂土等，其上部為新近堆積的，表層沖填土和亞粘土平均厚度為4.0～7.0m，局部為1.6～4.0m，屬深層軟弱地基。其具有含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、易蠕變、觸變、承載力低等特點(diǎn)，物理力學(xué)性能較差。粘粒（0～0.005mm）含量小于15%，細(xì)砂（0.075～0.25）含量在80%以上，含水率ω較大，普遍在20%以上，直接作為路基不僅承載力低，而且易產(chǎn)生相當(dāng)大的沉降和差異沉降，且沉降變形持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，會(huì)對(duì)路基及路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很不利的影響，因此必須進(jìn)行軟基處理。

2 強(qiáng)夯法在公路軟基施工的具體應(yīng)用

1、確定施工參數(shù)

（1）機(jī)械設(shè)備的確定。強(qiáng)夯施工采用30t以上帶有自動(dòng)脫鉤裝置的履帶式起重機(jī)或其他專用設(shè)備。采用履帶式起重機(jī)時(shí)，在臂桿端部設(shè)置輔助門(mén)架或采取其他安全措施，防止落錘時(shí)機(jī)架傾覆。夯錘錘重及夯錘底面面積根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求的單擊夯擊能確定。夯錘底面采用圓形，夯錘中對(duì)稱設(shè)置若干個(gè)上下貫通的氣孔。自動(dòng)脫鉤采用開(kāi)鉤法或用付卷筒開(kāi)鉤。

（2）夯擊參數(shù)的確定：一是夯錘落距，錘重按下式初步確定：影響深度=系數(shù)×（錘重×落距）×1/2，落距根據(jù)單擊夯擊能和錘重確定。二是夯擊遍數(shù)的確定，夯擊遍數(shù)設(shè)計(jì)為3 遍，具體工程分主夯、副夯、滿夯3 種，以主、幅夯為主。一般第一遍隔一點(diǎn)跳夯，第二遍補(bǔ)第一遍空隙，第三遍為低能量滿夯全幅滿夯，達(dá)到錘印彼此搭接。三是夯擊次數(shù)，強(qiáng)夯施工每一遍內(nèi)各個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)，嚴(yán)格按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)夯擊次數(shù)，并同時(shí)滿足單擊夯擊能不小于2000kN·m，夯坑周圍地面不發(fā)生過(guò)大的隆起，不因夯坑過(guò)深而使起錘困難，且以使土體豎向壓縮最大而側(cè)向位移最小為原則。每個(gè)夯擊點(diǎn)安排專人檢查和記錄擊數(shù)，保證強(qiáng)夯質(zhì)量。四是夯擊點(diǎn)的布置，夯擊點(diǎn)布置與夯擊點(diǎn)位置可根據(jù)路基底平面形狀布置。五是夯擊遍數(shù)間隔時(shí)間確定。具體間隔時(shí)間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時(shí)間。凡是產(chǎn)生超孔隙水壓力、夯坑周圍出現(xiàn)較大隆起時(shí)，不能繼續(xù)夯擊，要等超孔隙水壓力大部分消散后，再夯下一遍。在一遍中若干夯擊次數(shù)后出現(xiàn)上述情況，也要遵循這一要求，停止夯擊，等超孔隙水壓力大部分消散后，再夯下一遍。具體間隔時(shí)間可根據(jù)工藝性試夯確定。施工時(shí)首先保證夯擊遍數(shù)間隔時(shí)間，并做詳細(xì)記錄，其次可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整施工流水順序，安排合理的流水節(jié)拍，力爭(zhēng)使各區(qū)段間達(dá)到連續(xù)夯擊，確保強(qiáng)夯質(zhì)量。

2、試夯施工

在采用強(qiáng)夯施工法之前，應(yīng)當(dāng)根據(jù)初步選定的強(qiáng)夯參數(shù)指標(biāo)，在工程現(xiàn)場(chǎng)有代表性的施工區(qū)域進(jìn)行試夯，通過(guò)對(duì)夯后與夯前的測(cè)試數(shù)據(jù)分析對(duì)比，檢驗(yàn)強(qiáng)夯的效果，從而對(duì)強(qiáng)夯參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整和確定。采用強(qiáng)夯施工法時(shí)，其改造順序應(yīng)當(dāng)先深后淺，即先進(jìn)行深層土改造，再進(jìn)行中層土改造，最后進(jìn)行表層土改造。按照強(qiáng)夯施工順序，在完成最后一遍夯點(diǎn)的夯擊后，用推土機(jī)填平夯坑。由于夯坑底面上部的填土?xí)容^疏松，再加上強(qiáng)夯所產(chǎn)生的強(qiáng)振動(dòng)，也會(huì)使周圍已夯實(shí)的表土層產(chǎn)生一定程度的松動(dòng)。因此，通常應(yīng)在夯完最后一遍夯點(diǎn)之后，再采用低能量進(jìn)行一遍滿夯。有時(shí)在夯后工程質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，仍會(huì)發(fā)現(xiàn)厚度較大的表層土的密實(shí)程度比下層土更差，表明滿夯沒(méi)能達(dá)到預(yù)期效果。

3、夯擊作業(yè)

定出控制軸線、強(qiáng)夯場(chǎng)地邊線，釘木樁或點(diǎn)白灰標(biāo)出主、副夯點(diǎn)位置，并測(cè)量場(chǎng)地高度，設(shè)水準(zhǔn)基點(diǎn)。分段進(jìn)行強(qiáng)夯，順序從邊緣夯向中央，一排一排夯，起重機(jī)直線行駛，從一邊向另一邊進(jìn)行。起重機(jī)就位，使夯錘對(duì)夯點(diǎn)位置。測(cè)量夯前錘頂高程，確保夯擊能。夯擊時(shí)應(yīng)按試驗(yàn)和設(shè)計(jì)確定的強(qiáng)夯參數(shù)進(jìn)行，起吊夯錘保持勻速，夯位應(yīng)準(zhǔn)確，不得高空長(zhǎng)時(shí)間停留，嚴(yán)禁急升猛降防錘脫落。待夯錘自由下落后，放下吊鉤、測(cè)量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底整平。

3 強(qiáng)夯施工質(zhì)量控制措施

1、夯錘起吊后，臂桿和夯錘下及附近15m 范圍內(nèi)嚴(yán)禁站人。有建筑50m 范圍內(nèi)不宜采用強(qiáng)夯措施。強(qiáng)夯開(kāi)始時(shí)應(yīng)檢查是否處于中心，若有偏心時(shí)，應(yīng)采取在錘邊焊鋼板或增加混凝土等辦法使其平橫，防止夯錘傾斜。夯坑隨夯隨填，不過(guò)夜，以防積水，并視天氣情況變化而定。施工過(guò)程中，必須做好施工記錄，強(qiáng)夯過(guò)程中應(yīng)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)及施工情況作好詳細(xì)質(zhì)量記錄。按設(shè)計(jì)規(guī)定次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成各夯點(diǎn)的夯擊。點(diǎn)夯完成后用推土機(jī)整平場(chǎng)地，最后用低能量滿夯一遍。干燥天氣進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí)宜灑水降塵。當(dāng)風(fēng)力大于5 級(jí)時(shí)，應(yīng)停止強(qiáng)夯作業(yè)，以防機(jī)械傾倒，保證安全。為防止飛石傷人，現(xiàn)場(chǎng)工作人員應(yīng)戴安全帽。夯錘上應(yīng)設(shè)通氣孔，如遇堵塞，應(yīng)立即開(kāi)通，加強(qiáng)強(qiáng)夯施工過(guò)程的監(jiān)測(cè)，施工中應(yīng)有專人負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)工作。

2、強(qiáng)夯施工結(jié)束后，可開(kāi)展填土施工，并對(duì)沉降板進(jìn)行埋設(shè)。運(yùn)用δ16mm鋼板制作成20cm的矩形，使其作為沉降板底座。運(yùn)用φ20鋼管中間焊接絲桿進(jìn)行連接，使其作為沉降桿進(jìn)行使用。在底座中心直接對(duì)底節(jié)沉降桿進(jìn)行焊接，沉降桿長(zhǎng)度應(yīng)控制在23～25cm范圍內(nèi)。與填土高度相結(jié)合進(jìn)行逐節(jié)加高。采用內(nèi)徑為φ30的鍍鋅鋼管包裹沉降桿，并用管箍實(shí)施連接。確保沉降板能隨著地基進(jìn)行自由沉降，便于對(duì)軟基處理后地基沉降量的觀測(cè)。在完成軟基處理以后，每10進(jìn)行一次沉降觀測(cè)，將數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確記錄，便于對(duì)軟基處理后的效果試試總結(jié)分析。以5個(gè)月的測(cè)量數(shù)據(jù)為依據(jù)，軟基處理后的前兩個(gè)月總沉降量為5cm，以后不再有沉降出現(xiàn)。

3、強(qiáng)夯機(jī)械設(shè)備控制，主要體現(xiàn)為夯錘的質(zhì)量、直徑、高度的控制，本合同段夯錘質(zhì)量采取20t。夯錘內(nèi)部采用70角鋼對(duì)拉十字焊接，同時(shí)在距底板鋼板20cm處，沿圓周斜拉70角鋼焊接，吊環(huán)采用鋼板制作，與底板鋼板貼邊焊接，增強(qiáng)夯錘整體連接性，夯錘直徑為2.3m，錘底靜壓力40kPa，夯錘落距15m。夯錘設(shè)置四個(gè)直徑200mm上下貫通的通氣孔，減小錘底與土體形成真空產(chǎn)生的強(qiáng)吸附力和下落時(shí)間的空氣阻力，充分保證夯擊能的有效性。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)公路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)不斷完善，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要地位，要求不斷提高施工質(zhì)量，以滿足車輛通行需求。強(qiáng)夯法在軟土路基處理中應(yīng)用相對(duì)較為廣泛，能夠有效提升其穩(wěn)定性及承載能力，且施工操作簡(jiǎn)單，具有良好的實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]吳美君.強(qiáng)夯法加固濕陷性地基關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中外公路，2014（2）.

[2]趙榮.市政道路施工中強(qiáng)夯法的應(yīng)用研究[J].四川水泥，2014（12）.

[3]李朋輝.試論強(qiáng)夯法在城市建設(shè)道路施工中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，2014（12）.endprint