吳 邊

（樂山交通工程建設(shè)有限公司， 四川 樂山 614000）

0 引言

強(qiáng)夯法是現(xiàn)階段公路軟土路基施工中最為常見的技術(shù)形式之一，其基本原理就是通過其中設(shè)備提升重錘到一定高度夠自由落體，使其作用在路基之上。通過對(duì)軟土路基的較大能力沖擊以及振動(dòng)來提升軟土路基的強(qiáng)度，從而有效降低軟土路基壓縮性，并改善軟土路基液化條件。由于此種方法在進(jìn)行路基處理時(shí)所用設(shè)備相對(duì)簡單、消耗材料較少、作業(yè)時(shí)間較短且成本相對(duì)較低，所以在公路軟土路基施工中具有非常廣泛的應(yīng)用。但是此種方式需要設(shè)定比較多的施工參數(shù)，施工工藝對(duì)于路基的施工效果具有直接影響，所以為了確保軟土路基良好的施工效果一定要加強(qiáng)施工過程中的管理，最大程度上發(fā)揮強(qiáng)夯法的優(yōu)點(diǎn)，提升軟土路基的施工質(zhì)量。

1 公路軟土路基強(qiáng)夯法施工中參數(shù)的設(shè)定

1.1 路基加固深度的設(shè)定

采用強(qiáng)夯法對(duì)于公路軟土路基進(jìn)行加固處理時(shí)，最主要的是要設(shè)定好有效加固深度，這是影響夯擊施工相應(yīng)內(nèi)容（主要指夯擊能的確定、夯點(diǎn)布置、加固均勻性等）的主要因素。從現(xiàn)階段來看，加固深度的設(shè)定主要是通過梅納經(jīng)驗(yàn)公式來進(jìn)行的，具體為：

其中：H表示有效的加固深度，單位為m；M表示重錘重量，單位為t；h表示重錘落距，單位為m。

1.2 夯錘的設(shè)定

通過強(qiáng)夯法對(duì)公路軟土路基進(jìn)行施工所取得的效果在很大程度上受到夯擊能的影響，若是夯錘較輕，就算具有較大的夯擊速度也無法有效提升夯擊性能，很難獲得較好的夯擊效果；若是夯錘較重而落距不夠，那么就會(huì)因?yàn)闆_擊速度不足無法重構(gòu)公路軟土路基的結(jié)構(gòu)，很難獲得較好的夯擊效果。所以在軟土路基施工中要選擇合適的夯錘重量，在路基加固條件允許且具有同樣提升機(jī)械能和加固影響深度的情況下，要盡可能采用重錘，同時(shí)要對(duì)夯錘單位面積靜壓力進(jìn)行有效控制，一般設(shè)定在2.5-4.0t/m2。

1.3 設(shè)定單位夯擊能

若是單位夯擊能相對(duì)較小，就會(huì)造成軟土路基加固效果相對(duì)較差；若是單位夯擊能相對(duì)較大，就會(huì)引發(fā)能耗的增加，同時(shí)會(huì)對(duì)土體造成破壞，嚴(yán)重情況下會(huì)形成橡皮土而影響土體強(qiáng)度。所以要在施工過程中控制夯擊能，一般控制在3000kN·M/m2。

1.4 設(shè)置夯擊點(diǎn)

一般情況下公路軟土路基施工都是面積非常大的路基處理，所以在進(jìn)行夯擊點(diǎn)設(shè)置時(shí)常常采取的都是等邊三角形或者等腰三角形的方式來進(jìn)行。要按照具體的參數(shù)特性（包括軟土路基土層厚度、軟土路基土質(zhì)條件、土質(zhì)特性、透水性、土層含水量等）綜合考慮之后設(shè)定夯擊點(diǎn)之間的間距。要特別注意的是，夯擊點(diǎn)之間的間距并非越小越好，若是夯擊點(diǎn)較密就容易引發(fā)加固效應(yīng)，在淺處疊加而形成硬殼層。正常情況下，對(duì)于公路軟土路基施工來說夯擊點(diǎn)間距控制在 3倍夯錘直徑左右。

1.5 夯擊間隔時(shí)間的設(shè)定

所謂的夯擊間隔時(shí)間主要是指強(qiáng)夯法兩次夯擊之間的時(shí)間間隔。通過強(qiáng)夯法進(jìn)行施工時(shí)，受到夯擊能的影響會(huì)造成軟土路基中的孔隙水壓力快速提升，一旦達(dá)到飽和條件之后就會(huì)造成土體液化，從而降低強(qiáng)度。一旦停止夯擊后，孔隙水壓力就會(huì)消失，會(huì)大大增加軟土路基土體強(qiáng)度。所以需要在進(jìn)行不同夯擊次數(shù)之間設(shè)定一定的時(shí)間間隔，從而能夠有效提升土體的強(qiáng)度。

1.6 點(diǎn)夯擊數(shù)以及夯擊遍數(shù)的設(shè)定

需要按照軟土路基強(qiáng)夯現(xiàn)場的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線設(shè)定單點(diǎn)夯擊數(shù)，正常情況下要將最終兩次夯擊的平均夯沉量控制在 50mm范圍內(nèi)，要確保單擊夯擊量在100mm以內(nèi)，并且保證夯擊周邊地面不存在比較大的隆起，不會(huì)造成起錘困難的問題。需要按照軟土路基土體性質(zhì)來確定夯擊的遍數(shù)，正常情況下夯擊遍數(shù)在 1-3遍左右即可，但是要在最后一次確保滿夯，這樣能夠?qū)η皫状蔚乃赏梁捅韺油翆?shí)施加固。

2 軟土路基強(qiáng)夯法施工作業(yè)管理

2.1 試驗(yàn)過程中的施工處理

對(duì)于在施工方案設(shè)計(jì)階段確定的相應(yīng)參數(shù)（包括單點(diǎn)夯擊能、單位面積夯擊能、夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)、夯點(diǎn)間距、間歇時(shí)間等）來說，要在正式強(qiáng)夯之前進(jìn)行必要的試驗(yàn)段施工，通過試驗(yàn)來確定對(duì)于地基承載力、變形模量、有效加固影響深度的影響。在試驗(yàn)過程中所設(shè)定的夯擊點(diǎn)一定要具有代表性，要能體現(xiàn)出所在地質(zhì)情況以及土質(zhì)的各項(xiàng)物理學(xué)指標(biāo)。在實(shí)際夯擊過程中需要詳細(xì)記錄相應(yīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)要繪制出相應(yīng)的曲線圖，包括：夯擊數(shù)和坑底標(biāo)高下沉量關(guān)系圖、空隙水壓力增量時(shí)間過程線、夯擊擊數(shù)與夯坑隆起體積關(guān)系曲線圖、單位面積夯擊能和地面平均沉降量圖、夯前夯后標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)隨深度分布規(guī)律圖等等，對(duì)于這些數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行分析后能夠明確強(qiáng)夯法施工設(shè)計(jì)參數(shù)情況，同時(shí)按照試驗(yàn)分析結(jié)果來調(diào)整施工方案情況。

2.2 強(qiáng)夯施工作業(yè)的技術(shù)準(zhǔn)備工作

在正式通過強(qiáng)夯法對(duì)公路軟土路基實(shí)施加固之前，先要按照強(qiáng)夯設(shè)計(jì)平面圖夯點(diǎn)的設(shè)置在施工作業(yè)現(xiàn)場實(shí)施測量放樣，同時(shí)要明確強(qiáng)夯的行走路徑，若是存在影響建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況，需要提前挖設(shè)隔振溝來確保建筑穩(wěn)定性。然后需要將地表存在的淤泥和耕植土挖除掉，并且要進(jìn)行施工場地的憑證。另外，要對(duì)施工工作業(yè)場地排水系統(tǒng)進(jìn)行完善，防止地表水的滲入。最后，要根據(jù)計(jì)算所得夯后變形量預(yù)先鋪設(shè)粗集料或者礦渣填料。

2.3 強(qiáng)夯施工作業(yè)

要確保強(qiáng)夯所用起重機(jī)準(zhǔn)確就位，之后就可以根據(jù)相應(yīng)施工作業(yè)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)夯點(diǎn)實(shí)施夯擊作業(yè)。需要注意的是，在進(jìn)行夯擊施工時(shí)需要保證落錘的平穩(wěn)性以及夯實(shí)的準(zhǔn)確性，若是由于坑底傾斜引發(fā)的夯錘歪斜情況，需要通過石料或者礦渣將夯坑及時(shí)的填平。夯擊施工可以按照梅花型的順序進(jìn)行，要采取分段方式操作。在進(jìn)行強(qiáng)夯施工操作過程中，需要設(shè)置較為合理的施工工序，保證施工夯擊連續(xù)進(jìn)行。需要注意的是，施工過程中一定要保證不同次數(shù)之間具有足夠的間歇時(shí)間，完成了所有的夯擊之后需要根據(jù)施工方案的實(shí)際要求實(shí)施低能量的“滿夯”，確保1/4的搭接面積將場地表層土夯實(shí)，并且對(duì)于夯后場地的高程實(shí)施測量，確保其滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4 施工質(zhì)量方面的檢測

為了能夠保證公路軟土路基強(qiáng)夯法施工的實(shí)際效果，在具體操作過程中需要對(duì)相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行有效控制，包括：夯擊次數(shù)、夯沉量、夯坑深度、開口大小、夯坑體積、夯擊之后場地的夯沉量、孔隙水壓力增長檢測等等。完成夯擊作業(yè)之后需要對(duì)夯擊效果實(shí)施必要的評(píng)價(jià)，可以采取原位測試法以及室內(nèi)土工試驗(yàn)法來進(jìn)行。通過這些方式能夠?qū)ν馏w的抗剪指標(biāo)、壓縮模量、密度、含水量、滲透系數(shù)、濕陷系數(shù)實(shí)施必要的檢測，從而保證處理之后地基具有足夠的承載力和穩(wěn)定性。

3 公路軟土路基施工強(qiáng)夯法實(shí)例分析

3.1 案例基本情況介紹

某公路總體施工長度達(dá)到了 144km，該施工區(qū)域地層主要以素填土層、地壓縮性土、粉質(zhì)粘土組成。其中粉質(zhì)粘土的分布相對(duì)廣泛，具有較高的承載力。土層最上部為新填土層，土質(zhì)相對(duì)疏松。從路基穩(wěn)定性的相應(yīng)要求中能夠得知，在具體施工過程中要對(duì)土層實(shí)施碾壓，從而確保工程力學(xué)的性能。因此在此公路路基施工中需要對(duì)素填土層和最上部的新填土層實(shí)施有效處理。

3.2 具體施工方案設(shè)計(jì)

第一，夯錘的選擇。從案例基本情況來說可以采用10-15t的夯錘進(jìn)行施工，要確保夯錘的靜壓力控制在25-40kpa范圍內(nèi)。同時(shí)，要在夯錘和施工面間設(shè)置排氣孔將兩者進(jìn)行連通。可以根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和具體施工情況確定排氣孔的直徑，一般情況控制在240-320mm范圍。

第二，確定單點(diǎn)夯擊技術(shù)。在試夯之前需要確定出單點(diǎn)夯擊技術(shù)內(nèi)容。從相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)可知，若是填土的高度在3m及以上，那么要確保單點(diǎn)夯擊次數(shù)在8次-10次范圍；若是填土的高度小于3m，那么要確保單點(diǎn)夯擊次數(shù)在4-8次左右。在具體夯擊過程中確保夯擊點(diǎn)按照長方形的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)和布置，參照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和具體情況設(shè)定其距離為7m×5m。

第三，回填料的選擇。完成了各點(diǎn)的夯擊之后要對(duì)夯坑進(jìn)行填平。對(duì)于案例中的工程來說，可以采用山皮土作為回填料進(jìn)行施工。從相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)可知，要確?；靥盍现泻嗔勘壤?5%以下，同時(shí)要將回填料中的最大顆粒直徑控制在10cm以內(nèi)。

第四，土體的擠壓。案例公路工程施工過程中的關(guān)鍵在于加強(qiáng)素填土和新填土的承載力，能夠確保土體的密實(shí)度，所以要對(duì)土體實(shí)施擠壓。由于案例公路工程具有較少含量的地下水，所以其對(duì)具體施工影響相對(duì)較小。在具體施工過程中對(duì)于場地進(jìn)行平整之后要確保場地的標(biāo)高在地下水位標(biāo)高之上。同時(shí)，為了確保土體密度滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，在具體施工過程中要確保兩次強(qiáng)夯之間至少間隔一周時(shí)間。

第五，夯擊次數(shù)設(shè)定。案例工程中夯錘和地面的距離設(shè)定為 10m，夯錘直徑設(shè)定為2.3m，夯錘重量選擇為15t，按照此次工程的具體情況將本次施工夯擊數(shù)設(shè)定為 8次。夯擊過程中的夯擊力要逐層增加，因此單點(diǎn)最佳夯擊次數(shù)要進(jìn)行系數(shù)調(diào)整（系數(shù)為0.7）。經(jīng)過計(jì)算能夠得出相應(yīng)結(jié)果如表1所示，

表1 夯擊計(jì)算結(jié)果

本案例公路工程的地面隆起在5.8m左右，在完成試夯之后根據(jù)實(shí)際情況對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整，從而確定出了最終的單點(diǎn)夯擊能為 1500kN·m，最終確定的夯點(diǎn)要按照正方形進(jìn)行設(shè)置，各個(gè)夯點(diǎn)之間的距離控制在6m。在單點(diǎn)夯擊滿夯的情況下可以調(diào)整夯擊能達(dá)到800kN·m，夯擊的次數(shù)為4次。

第六，對(duì)于施工質(zhì)量實(shí)施檢測?？梢酝ㄟ^罐砂法進(jìn)行夯面壓實(shí)度的檢測，在具體施工過程中某些路段的土層相對(duì)較厚，因此在進(jìn)行壓實(shí)度檢測時(shí)需要將土層進(jìn)行開挖。通過檢測可知，通過強(qiáng)夯法處理之后的路基密實(shí)度提升了 5%-10%，滿足公路路基施工標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)夯施工一月之后通過動(dòng)力標(biāo)貫試驗(yàn)檢測路基承載力，得知路基承載力以及密實(shí)度有明顯提升，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)束語

本文主要介紹了強(qiáng)夯法在公路軟土路基施工中的內(nèi)容以及具體實(shí)踐情況，通過本文的介紹能夠?qū)奋浲谅坊┕ぬ峁┮欢▍⒖己蛶椭?/p>