周石馨

（福建成森建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 龍巖364000）

社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使交通運(yùn)輸行業(yè)進(jìn)入到一個(gè)全新的發(fā)展階段，同時(shí)伴隨著人們生活水平的提高，人們對公路工程的施工質(zhì)量也開始提出更高的要求。路基是影響公路工程施工質(zhì)量的一個(gè)重要因素，在市政道路工程中如果出現(xiàn)了軟土地基，則會嚴(yán)重威脅到整個(gè)公路工程的順利施工，甚至還會引發(fā)市政道路工程的施工安全隱患。為了能夠提升市政道路軟土地基施工質(zhì)量，需要相關(guān)人員在市政工程施工中引入一種先進(jìn)的技術(shù)形式，而強(qiáng)夯法施工技術(shù)就是能夠提升市政工程路基施工質(zhì)量的重要技術(shù)。

1 強(qiáng)夯法概述

1.1 內(nèi)涵

強(qiáng)夯法也被稱作是固結(jié)法或者動力壓實(shí)法，在具體實(shí)施操作的時(shí)候主要是反復(fù)地將10t到40t的重錘提高到一定高度之后讓其自由下落，落距一般在10m到40m。在重錘的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)對地基有規(guī)律的夯擊處理，由此更好地穩(wěn)固地基。

強(qiáng)夯法在使用時(shí)所應(yīng)用的加固機(jī)理具體包含以下三個(gè)方面的內(nèi)容：第一，動力固結(jié)。以往的固結(jié)理論是采取有效的方式將孔隙內(nèi)部的水排除干凈，從而確保飽和顆粒土出現(xiàn)沉降。但是從實(shí)際實(shí)施情況來看，受瞬時(shí)荷載的影響孔隙內(nèi)部的水無法充分排出。后來有學(xué)者根據(jù)飽和土強(qiáng)夯后的瞬時(shí)沉降距離來判斷出飽和土是可以被壓縮的，由此提出了新的動力固結(jié)模型。第二，動力夯實(shí)。強(qiáng)夯加固多孔隙顆粒的操作機(jī)理是動力夯實(shí)，即土體在沖擊能量的作用下會被機(jī)械設(shè)備夯實(shí)，由此會提升土體的強(qiáng)度。第三，動力置換。在動力能量的影響下會將碎石、砂石等材料填入飽和軟土層，實(shí)現(xiàn)對飽和軟土的充分置換，形成比較密實(shí)的砂石層。根據(jù)動力置換作用的不同，具體可以將其劃分為整式置換和樁式置換。整式置換法利用強(qiáng)夯的重大力量將碎石整體壓入淤泥之中，樁式置換法是使用強(qiáng)夯的方式來將碎石和碎石樁子夯實(shí)到軟土中，借助碎石之間的摩擦角來對樁間土產(chǎn)生平衡作用。

1.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

第一，優(yōu)點(diǎn)。強(qiáng)夯法的操作設(shè)備比較簡單，在具體實(shí)施操作的時(shí)候會節(jié)省材料，簡化工程施工。在對路基路面進(jìn)行充填處理的時(shí)候要正常設(shè)計(jì)回填料粒徑的大小，從而方便施工，降低工程的施工成本。同時(shí)，在強(qiáng)夯法的使用下還能夠減少道路出現(xiàn)塌方的可能，增強(qiáng)整個(gè)工程施工的安全性。第二，缺點(diǎn)。地基土層中存在的軟弱夾層會對強(qiáng)夯法的應(yīng)用效果產(chǎn)生深刻的影響，最終導(dǎo)致夯擊力度達(dá)不到規(guī)定的要求。

2 強(qiáng)夯法實(shí)施的影響因素

第一，重錘下落的間隔距離。在重錘下落的間隔距離比較大的時(shí)候強(qiáng)夯法所產(chǎn)生的單次擊打能量會變得強(qiáng)大，夯擊次數(shù)也會相應(yīng)地變少，夯擊作用效果變得更加明顯。因此，在強(qiáng)夯操作的時(shí)候需要相關(guān)人員根據(jù)不同土體之間的差異來確定具體的加固深度，選擇適合的重錘和下落距離。第二，夯擊點(diǎn)的安排以及間隔距離的確定。在實(shí)施強(qiáng)夯操作時(shí)夯擊點(diǎn)一般會被布置呈三角形或者正方形，確定好夯擊形狀之后根據(jù)土層地基性質(zhì)和目標(biāo)深度來確定夯擊點(diǎn)的間隔距離。第三，強(qiáng)夯操作的間隙時(shí)間。強(qiáng)夯操作頻率和加固土層之間的孔隙水壓消失速度存在密切的關(guān)聯(lián)，即需要根據(jù)土層的類型來選擇具體的夯擊間歇時(shí)間。第四，強(qiáng)夯的土層厚度。如果土層厚度比較厚，強(qiáng)夯法產(chǎn)生的沖擊力將無法順利傳遞到深層地基中，最終使得強(qiáng)夯法的使用作用不夠明顯。

3 軟弱地基變形的基本特點(diǎn)

在開展地基工程施工的過程中要根據(jù)地區(qū)的實(shí)際情況來著重解決當(dāng)前土質(zhì)問題，不斷優(yōu)化和改進(jìn)施工技術(shù)。從當(dāng)前整個(gè)工程施工發(fā)展實(shí)際情況來看，軟土地基在施工的過程中體現(xiàn)出以下三個(gè)方面的特點(diǎn)：第一，軟土地基施工變形大。第二，在施工的過程中需要比較長的時(shí)間才能夠讓地基穩(wěn)定。第三，側(cè)向變形程度會超過一般土體的變形程度。

軟土地基中的變形程度深受軟土地質(zhì)的影響。一般情況下，軟土中包含比較多的水分，這些水分在自然的狀態(tài)下不會流出去，由此引發(fā)的變形比較大。同時(shí)，軟土中的孔隙要比一般孔隙大，且很難從水分中流出，在低飽和的狀態(tài)下深受荷載作用的影響，最終會出現(xiàn)不同程度的變形。

4 強(qiáng)夯法施工技術(shù)在市政道路軟土路基處理中的運(yùn)用

文章所研究的工程是福建莆田港東吳港區(qū)羅嶼作業(yè)區(qū)，需強(qiáng)夯施工的面積為340735m2，其中斗輪機(jī)基礎(chǔ)區(qū)面積70193m2，除斗輪機(jī)基礎(chǔ)外的其他區(qū)域面積270542m2，本項(xiàng)目強(qiáng)夯試驗(yàn)擬取4個(gè)試夯區(qū)，試夯區(qū)大小為24.5m×24.5m。試夯一區(qū)和試夯二區(qū)分別在直接回填區(qū)F區(qū)和D區(qū)內(nèi)，試夯三區(qū)和試夯四區(qū)分別在堆載B區(qū)和A區(qū)內(nèi)。試夯一區(qū)和試夯二區(qū)填料為碎石土，試夯三區(qū)和試夯四區(qū)始夯面至標(biāo)高+7.3m為碎石土，標(biāo)高+7.3m以下為海砂。夯后堆場及斗輪機(jī)基礎(chǔ)區(qū)區(qū)域地基承載力不小于150kPa，道路區(qū)域地基承載力不小于120kPa。

由于整個(gè)地區(qū)的軟土含量高，且含有比較多的低強(qiáng)度、高壓塑性軟弱飽和粘土，為此，在施工的過程中需要根據(jù)路基穩(wěn)定性、工后的沉降數(shù)值、路基路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等來對軟土路基進(jìn)行處理，具體內(nèi)容如下所示。

4.1 做好施工準(zhǔn)備工作

4.1.1 確保施工長期的干凈、整潔

在實(shí)施強(qiáng)夯施工操作之前需要將施工區(qū)域進(jìn)行打掃，特別是要將施工區(qū)域內(nèi)的雜質(zhì)清理干凈，確保施工區(qū)域范圍內(nèi)土層符合施工標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.1.2 施工測試

在市政道路工程軟土地基處理之前需要相關(guān)人員按照規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)完成土工測試，具體測試重點(diǎn)內(nèi)容如表1所示。通過測試最終確定工程含水量、干密度的最大數(shù)值。

表1 強(qiáng)夯法的施工設(shè)定重點(diǎn)

4.1.3 設(shè)備的選擇

根據(jù)地面土質(zhì)的類型來選擇夯錘，多數(shù)夯錘是圓弧形狀的，錘底的面積大小依據(jù)錘身的重量和重心的高度確定。在一般情況下使用的夯實(shí)錘子是鋼鐵或者鑄鐵加工制作的，由于這類材料的重心比較低，因而在使用的時(shí)候?qū)粚?shí)地面的沖擊會比較小，不會出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象。在選擇夯錘的時(shí)候要充分考慮夯錘對地面的影響，在土質(zhì)較細(xì)的地方用質(zhì)量較小的夯錘；在土質(zhì)較粗的地方就要用質(zhì)量較大的夯錘。同時(shí)，每一個(gè)夯錘都設(shè)計(jì)了排氣孔，目的是減少夯錘下落過程中阻力的影響。

4.1.4 參數(shù)的精準(zhǔn)測量和最終確定

在設(shè)定參數(shù)之前還需要結(jié)合實(shí)際情況來布置夯擊點(diǎn)，確保夯擊的范圍超過市政道路工程的基礎(chǔ)范圍。對于施工量比較大的市政工程來講，需要根據(jù)夯擊點(diǎn)的距離和土質(zhì)基本情況來設(shè)置夯擊的次數(shù)，將夯擊的距離設(shè)定在5m到9m之間。確定好夯擊的距離之后實(shí)施多次夯擊處理。

第一次夯擊能夠完成基本加固處理，在加固完成之后進(jìn)入更深入的強(qiáng)夯處理，確保每個(gè)夯擊點(diǎn)夯擊兩次到三次，且在夯擊操作的時(shí)候要確保地面不會出現(xiàn)隆起的問題。對于需要多次進(jìn)行夯擊的工程要合理確定兩次夯擊的間隔時(shí)間。

4.2 試夯施工方法

根據(jù)本項(xiàng)目強(qiáng)夯試驗(yàn)區(qū)的填料性質(zhì)和《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定，試夯一區(qū)和試夯二區(qū)填料為碎石土，試夯三區(qū)和試夯四區(qū)始夯面至標(biāo)高+7.3m為碎石土，標(biāo)高+7.3m以下為海砂。其滲透性好，兩遍點(diǎn)夯擬采用連續(xù)夯擊施工的方式進(jìn)行施工，即第一遍點(diǎn)夯實(shí)后整平場地緊接著第二遍點(diǎn)夯施工，遍與遍之間不留間歇時(shí)間。

4.3 施工操作步驟

第一，清理土地、平整土地，測量夯場地高程，使得夯場地高程達(dá)到強(qiáng)夯、起夯的夯面高度。第二，測定和標(biāo)記第一次夯實(shí)點(diǎn)的位置，夯點(diǎn)用石灰或其他顯眼的標(biāo)志標(biāo)出。第三，吊車就位，使夯錘對準(zhǔn)夯點(diǎn)位置。第四，測量夯前錘頂標(biāo)高。第五，將夯錘起吊到根據(jù)錘重計(jì)算符合設(shè)計(jì)夯能要求的高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，及時(shí)將坑底整平，才能繼續(xù)夯擊。第六，重復(fù)第五個(gè)步驟，在達(dá)到規(guī)定的夯點(diǎn)擊數(shù)和收錘標(biāo)準(zhǔn)之后對強(qiáng)夯的施工情況進(jìn)行記錄。第七，在每次夯實(shí)操作之后要進(jìn)行場地平整施工，使用裝載機(jī)械設(shè)備將夯坑填平處理，按照規(guī)定好的夯點(diǎn)位置來完成強(qiáng)夯施工。

4.4 試夯質(zhì)量控制

第一，在夯實(shí)之前需要檢查夯錘重量和落距，以確保單擊夯擊能量符合設(shè)計(jì)要求。第二，每次夯擊前后均應(yīng)測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜夯錘歪斜時(shí)，將夯坑坑底整平。起錘至預(yù)定標(biāo)高下落錘擊，落錘要求保持平穩(wěn)，夯位應(yīng)準(zhǔn)確，當(dāng)夯擊坑內(nèi)有積水應(yīng)及時(shí)排除。第三，在每遍夯擊前，對夯點(diǎn)放樣進(jìn)行復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏位或漏夯進(jìn)行補(bǔ)夯。第四，在收錘之后要求兩擊平均夯實(shí)沉降量低于50mm，如果個(gè)別點(diǎn)超過設(shè)計(jì)要求則在該處繼續(xù)夯擊，直至最后兩擊平均夯沉量小于50mm。第五，在施工過程中對各個(gè)參數(shù)點(diǎn)進(jìn)行記錄，在施工結(jié)束之后檢查被夯實(shí)地基的強(qiáng)度，開展承載力試驗(yàn)。強(qiáng)夯地基允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量和方法如表2所示。

表2 強(qiáng)夯地基允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量和方法

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，市政道路工程對路基的質(zhì)量要求越來越高，將強(qiáng)夯法施工技術(shù)運(yùn)用于市政道路軟土路基處理中，能夠有效地提升軟土路基的壓實(shí)度和承載力。我們應(yīng)該繼續(xù)對強(qiáng)夯法在軟土路基處理中的施工技術(shù)進(jìn)行分析和探討，不斷提升道路工程的整體質(zhì)量。