李春蘭

（清徐縣城鄉(xiāng)建設(shè)中心，山西 太原 030400）

0 引言

我國境內(nèi)的黃土分布較多，且土層厚實，總覆蓋面積在數(shù)十萬平方千米左右。黃土在被水體浸濕后或受到外部荷載的影響時會產(chǎn)生自重應(yīng)力，導(dǎo)致土層整體沉降，由此引發(fā)濕陷的情況。該類黃土由大量細小顆粒構(gòu)成，處于干旱及半干旱的自然環(huán)境中，相互黏結(jié)效果不強，易產(chǎn)生形態(tài)及規(guī)格各異的縫隙。外在體現(xiàn)是，天然條件下，肉眼能直接觀察到縫隙，土層透水與吸水效果較佳，黏聚性不高。此類黃土接觸水體后會更松散，導(dǎo)致土層強度弱化，缺乏穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)下沉的狀況，這對于建設(shè)項目而言會帶來嚴(yán)重隱患。而在遇到此種地基時，需改變土層原本孔隙結(jié)構(gòu)，優(yōu)化物理性質(zhì)，以提升上層建筑的可靠性。

1 強夯法的處理要點

強夯法是處理軟弱地基的重要方式之一，對市政施工質(zhì)量具有重要影響。當(dāng)土壤質(zhì)地較為疏松時，例如，雜填土、淤泥質(zhì)土、淤泥等，可以采用密實加固處理，在重力的作用下，可以對地基進行反復(fù)夯擊，確保土層中的顆粒相互融合，成為牢固的整體，進而增強地基的堅固性。在施工過程中，施工人員可以使用強夯法強力夯擊地基，在機械作用力下，可以增強地基的密實度，使其具有較高的勞動性與穩(wěn)定性，防止在后期施工中產(chǎn)生沉降問題。在使用強夯法的過程中，應(yīng)當(dāng)科學(xué)使用起重機等機械設(shè)備，不斷升高夯擊重錘，當(dāng)高度達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時則讓重錘自由下墜，在此過程中產(chǎn)生的作用力，將會改變軟弱地基的結(jié)構(gòu)，增強密實度。該方法與其余處理技術(shù)相比較為簡便，不用消耗過多的外界資源，只需要憑借起重機即可，可以降低施工成本，具有良好的經(jīng)濟性，因此，強夯法被廣泛投入到施工中，可以有效改良軟土基地，排出多余的水分，增強地基的穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生沉降現(xiàn)象[1]。

2 強夯法施工的應(yīng)用優(yōu)勢

在公路工程路基施工過程中，強夯法處理技術(shù)表現(xiàn)出的施工優(yōu)勢和加固效果非常明顯，可以有效提高公路路基結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和承載力，同時通過強夯法的使用，可以進一步降低公路路基土壤的空隙率和壓縮性能，全面提高路基結(jié)構(gòu)的壓實程度和穩(wěn)定性。通過強夯法施工，可以有效提高路基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的干密度，同時進一步轉(zhuǎn)變路基基礎(chǔ)部分的土壤壓縮模量。通過強夯法施工的使用，可以進一步提高基礎(chǔ)部分土壤結(jié)構(gòu)的振動液化水平，所表現(xiàn)出的地基加固處理效果非常明顯，可以提高路基結(jié)構(gòu)的均勻性和穩(wěn)定性，有效提高基礎(chǔ)部分的承載能力。現(xiàn)階段，公路路基施工中對強夯法的使用非常常見。采用強夯法施工必須要了解路基土壤性質(zhì)，可以對一些飽和度相對較低的粉土地質(zhì)條件、素填土地質(zhì)條件以及碎石土材料等進行有效處理，同時，可以實現(xiàn)將碎石等不同原材料直接填充到地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)部。在實際施工中，必須注意強夯置換材料之前要充分做好工程施工區(qū)域的地質(zhì)條件勘測工作，要保證滿足強夯法施工的基礎(chǔ)條件，以此提高地基整體的壓實處理效果。此外，強夯法在公路路基施工過程中表現(xiàn)出的另一種優(yōu)勢是經(jīng)濟成本投入相對較低，并且在工程施工中基本不需要使用輔助性材料，可以進一步控制施工材料成本的投入。與傳統(tǒng)的注漿施工以及置換施工處理方法相比，強夯法施工表現(xiàn)出的經(jīng)濟性優(yōu)勢非常明顯，可以最大限度地節(jié)約工程施工成本，實現(xiàn)道路工程建設(shè)更高的經(jīng)濟效益[2]。

3 濕陷性黃土地基處理項目概述

某項目地處黃土分布集中區(qū)域，當(dāng)?shù)啬杲邓坎欢?，但蒸發(fā)量大，使得水體保存的條件不佳，水資源不豐富。在此項目劃定區(qū)域的場地內(nèi)，地下水大多為基巖裂隙水，流淌于砂巖縫隙內(nèi)，借助下降泉渠道由溝谷出露，同時此區(qū)域的地下水補給主要為自然降水。另外，個別坡面區(qū)域有上層滯水，大多為黃土縫隙中的水體。黃土層中有古土壤，黏粒實際占比較大，土層透水性不佳，由此形成上層止水。項目的總體地勢走向為西北低、東南高。此項目地基涉及的濕陷性黃土達到自重Ⅳ等級，少數(shù)位置為非自重Ⅰ等級。通過總體討論及研究相關(guān)地質(zhì)材料，最終選定強夯法實施地基處理[3]。

4 強夯法存在的問題

結(jié)合現(xiàn)階段的技術(shù)水平分析，強夯法在科學(xué)的處理濕陷性黃土地基的過程中，還存在著一些亟待處理的問題。

（1）深層加工極易受到施工機具的干擾，地基土層厚度超出12m時，施工的效能也會備受干擾。

（2）振動問題和噪聲污染問題嚴(yán)重，因為強夯法在實際運用的時候會出現(xiàn)巨大的沖擊能量，所以加固地基的階段還會產(chǎn)生明顯的振動和噪聲污染，人員相對密集的地方和受保護建筑物的適用性不夠理想。

（3）施工效果盡管可以達到既定的標(biāo)準(zhǔn)，但是缺乏系統(tǒng)計算方式，直接地限制了強夯法應(yīng)用，若要針對精確施工的地段加以分析，則局限性顯著。

5 道路路基施工中強夯法的技術(shù)要點

5.1 處理方案設(shè)計

選擇強夯法的施工項目應(yīng)當(dāng)提前設(shè)定諸多要素參數(shù)。以單點夯擊為例，其產(chǎn)生的效能關(guān)系到加固深度及施工效果，越接近錘體的土層加固處理效果越佳，相應(yīng)的施工強度及承載力改善效果越明顯。另外，夯擊產(chǎn)生的能量和錘體自重及起吊高度有關(guān)，如果夯擊能量不適宜，會對項目質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。因此，需結(jié)合土層物理力學(xué)設(shè)定符合施工標(biāo)準(zhǔn)的最高夯擊能量。

5.2 試夯

對于特定的小片區(qū)域試夯，試驗不同夯擊能以及相關(guān)的次數(shù)等，單點夯應(yīng)該布置好測試水平及豎直位移，科學(xué)記錄夯沉量。測定夯深以及口徑等，分析夯坑填料厚度，測定好孔隙水壓力消散的具體時間，明確振動影響范圍以及大小。試夯的階段，還需展開科學(xué)的取樣分析，對于含水量和密度等加以判斷。

5.3 孔隙水壓力檢測

（1）完成第1遍夯擊后，由于消散作用，最遲在48h內(nèi)超靜孔隙水壓力可消散至較低水平，達到峰值15%以下。

（2）滿夯作業(yè)后，兩個試驗段超靜孔隙水壓力約需消耗9d，可使超靜孔隙水壓力完全消散至0。

（3）相較于第1遍夯擊作業(yè)，第2遍夯擊后超靜孔隙水壓力峰值基本與第1遍相當(dāng)，但超靜孔隙水壓力消散速度較慢。這是由于第1遍夯擊后，表層吹填砂相對較為松散，土體間隙相對較大，更利于超靜孔隙水壓力消散，而2遍夯擊后土體更加密實，降低了超靜孔隙水壓力消散速度。由于兩個試驗段土體均勻性差異，導(dǎo)致兩段土體強夯試驗超靜孔隙水壓力變化趨勢呈現(xiàn)一定差異。

5.4 夯實施工中的相關(guān)控制要點

對高速公路路基進行壓實處理時，首先要合理選擇路基施工材料，以保證路基壓實工作完成之后符合公路工程的施工標(biāo)準(zhǔn)。同時，項目施工人員需要對本段高速公路工程路基的整體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行深入了解，確定夯擊次數(shù)和頻率，提高路基夯實工作效率，同時保證基礎(chǔ)土壤層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通常情況下，因為強夯吊機設(shè)備具有較強的起吊能力，因此，在路基強夯法施工過程中應(yīng)用非常普遍。將夯錘起吊到特定的高度后，通過自由落體的方式，對基礎(chǔ)土壤層形成較大的沖擊作用和效果，并且將夯錘的形狀設(shè)置為梅花型，整體的壓實工作效果更加明顯。在路基夯實工作過程中需要對夯擊次數(shù)進行有效確認，夯擊次數(shù)需要滿足特定的條件，同時兩次夯擊沉降量大小需要滿足以下要求：①單次夯擊能在4000kN·m的條件下，沉降量大小需要控制在50mm以內(nèi)。②單機夯擊能超過4000kN·m且小于6000kN·m的條件下，沉降量大小需要控制在100mm以內(nèi)；當(dāng)單次夯擊能超過6000kN·m以上都需要保證沉降量控制在200mm以上，為有效保證夯擊工作完成后，夯坑周圍地面不均勻沉降位置處于一種可控的范圍，同時不會產(chǎn)生較大的突起情況，不能因為夯擊坑過大造成提錘難度加大等問題，需要有效結(jié)合公路工程的建設(shè)施工特性，結(jié)合以往的工程項目施工經(jīng)驗，對夯擊次數(shù)和頻率進行有效控制，保證結(jié)構(gòu)的夯擊效果和穩(wěn)定性[4]。

5.5 滿夯碾壓平整

上述處理步驟全部結(jié)束后，需組織現(xiàn)場滿夯，此項施工處理可設(shè)置成1000kN·m規(guī)格，進行實地作業(yè)。施工機械就位后，立即確定下落高度，按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)開展設(shè)定次數(shù)的夯擊作業(yè)，并在完成夯擊處理后及時平整地表，測定實地標(biāo)高。倘若項目場地內(nèi)的表層有松土，需借助滿夯實現(xiàn)加固，同時利用推土機平整場地區(qū)域，并借助壓路機進一步夯實。完成以上施工內(nèi)容后，及時檢測場地內(nèi)的土層壓實情況，可利用灌砂法處理。在完成自檢與監(jiān)理驗收并確定達標(biāo)后，才能安排后續(xù)作業(yè)。

6 施工質(zhì)量控制

6.1 做好準(zhǔn)備工作

市政道路路基施工質(zhì)量與對應(yīng)的質(zhì)量管理工作有著直接的聯(lián)系。為了能夠更好地提高路基施工水平，首先，施工企業(yè)應(yīng)該根據(jù)實際情況制定相應(yīng)的質(zhì)量管控和監(jiān)督制度，落實過程管理；其次，在準(zhǔn)備階段，要讓施工人員充分了解現(xiàn)場的情況，結(jié)合實際情況制定具體的施工方案，施工人員要重視路基的測量操作，詳細測量后才能夠進行施工；最后，在做好壓實作業(yè)后，針對邊溝和截水溝的開挖也應(yīng)該做好工作，并制定具體的排水設(shè)施。

6.2 做好特殊天氣的養(yǎng)護工作

若遇到突發(fā)強降雨的特殊天氣，對路基要進行實時檢查，采用先進的設(shè)備對降水量展開分析和對比，提高路基抵抗災(zāi)害的能力，同時也為施工作業(yè)提供有效的參考數(shù)據(jù)及資料。另外，在市政路基建設(shè)中，要關(guān)注綠化方面的建設(shè)，通過綠化工程，可以提高市政道路路基的穩(wěn)定性，同時還能減少水土流失等問題造成的路基塌陷，可以起到較好的凈化空氣和綠化環(huán)境的效果。

6.3 加強材料控制

在市政道路路基施工過程中，施工企業(yè)不僅要做好技術(shù)交底管理工作，還應(yīng)該加強對施工需要用到的材料管理，制定完整的材料管理制度，施工人員充分了解各類材料的特點，根據(jù)施工要求來選擇適合的材料，保證材料的質(zhì)量，充分發(fā)揮材料的價值，確保路基施工的順利完成，以此來更好地提高路基施工質(zhì)量。

6.4 做好坡面防護

通常情況下，路基邊坡都是長期暴露在外，會受到雨水、風(fēng)的侵蝕，因此為確保路基的使用壽命，就要加強坡面防護作業(yè)，這也是路基安全性的重要保障。近年來，隨著人們的環(huán)保意識提升，工程中也越來越多地使用植被種植的方式來達到坡面防護目的，不僅大大提高了生態(tài)效益，還能有效降低施工成本。此外，利用植物還能提高路基的穩(wěn)定性及表層土系的覆蓋率，有效地提高了土壤的含水量提高，減少了雨水的侵蝕，也讓邊坡美化程度大大提升。

6.5 做好機械作業(yè)安排

在施工之前，需要根據(jù)工程的地形、地基情況來選擇施工機械設(shè)備。在施工過程中，應(yīng)該根據(jù)施工圖紙要求進行具體操作，如在用推土機來完成對道路地基的處理時，應(yīng)從兩側(cè)來進行推填。在處理地基時，一旦發(fā)現(xiàn)土壤的含水量與實際要求不符，就需要及時進行處理。比如，含水量不足，就需要灑水；含水量超標(biāo)，就要用翻曬機械來進行減少含水量。針對集中取土的地段，可以利用鏟車來運送，具體機械類型和數(shù)量要根據(jù)工程實際情況進行處理[5]。

6.6 處理效果檢測

針對此類項目，通常是借助取土試樣與土工試驗等方式完成質(zhì)量檢測評價。此外，在施工場地附近原本便分布構(gòu)建物，需組織振動測試，以衡量施工作業(yè)的實際質(zhì)量成效。該項目在完成地基強夯作業(yè)后，在7d內(nèi)組織了質(zhì)量檢測。結(jié)果顯示，該項目強夯處理結(jié)果滿足質(zhì)量指標(biāo)。具體檢測數(shù)據(jù)如下。

（1）在2000kN·m條件下，處理前后的干密度分別是1.42g/cm3與1.56g/cm3，孔隙比為0.955與0.754，壓縮系數(shù)分別是0.137MPa-1與0.101MPa-1，土層承載力為150kPa和160kPa，濕陷系數(shù)為0.0315和0.0067。

（2）在6000kN·m條件下，處理前后的干密度分別是1.42g/cm3與1.8g/cm3，孔隙比為0.927與0.746，壓縮系數(shù)分別是0.1MPa-1與0.082MPa-1，土層承載力為150kPa和180kPa，濕陷系數(shù)為0.021和0.0027。在實際作業(yè)期間，通過試驗活動測出，該地基在強夯施工后，其結(jié)構(gòu)可靠性和承載力均得到強化，同時符合設(shè)計參數(shù)指標(biāo)，一次驗收合格，給之后上部的其他作業(yè)環(huán)節(jié)夯實了基礎(chǔ)。

7 結(jié)語

綜上所述，在公路工程項目建設(shè)過程中，強夯法在路基工程中的應(yīng)用效果非常明顯，為充分發(fā)揮強夯法施工技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，必須要對區(qū)域的地基條件情況進行全面勘查和分析，保證施工區(qū)域地基土壤條件滿足強夯法的施工要求和標(biāo)準(zhǔn)，并且施工人員需要落實強夯法的施工控制要點，全面提高公路路基的壓實度和穩(wěn)定性，提高公路工程建設(shè)施工質(zhì)量。