強(qiáng)夯法在公路工程軟基施工中的應(yīng)用

李靜

摘 要：公路工程在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有非常重要的地位，公路質(zhì)量的好壞直接決定著區(qū)域及整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展程度。在進(jìn)行軟土地基施工時(shí)，自然和人為等因素都會(huì)對(duì)施工的效果產(chǎn)生影響。強(qiáng)夯法是公路工程軟基施工中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)加快施工進(jìn)度、提高公路質(zhì)量具有重要的推動(dòng)作用。本文通過(guò)分析強(qiáng)夯法的概況、特點(diǎn)以及施工中的具體應(yīng)用，總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)促進(jìn)公路工程的進(jìn)一步發(fā)展具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：軟土路基；強(qiáng)夯法；公路工程；施工

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

公路工程在促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起著非常重要的作用，公路工程的建設(shè)數(shù)量越來(lái)越多。在軟土地基上施工，加強(qiáng)軟土地基施工的質(zhì)量，保證交通運(yùn)輸?shù)母咝нM(jìn)行，是施工人員和技術(shù)人員的責(zé)任。在軟土地基上進(jìn)行公路工程的施工，需要結(jié)合地形、地質(zhì)、水文、土體、氣候等多種因素，采用恰當(dāng)?shù)姆绞剑瑢?duì)軟弱地基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。強(qiáng)夯法則恰恰是在公路施工過(guò)程中常用的一種地基加固方法，其主要工作原理是將起重機(jī)械8t～30t（最重可達(dá)200t）的夯錘起吊到6m～30m（最高可達(dá)40m）高度后，對(duì)準(zhǔn)施工前測(cè)量的夯點(diǎn)，在固定位置進(jìn)行垂落，通過(guò)重力作用對(duì)地基造成強(qiáng)大的沖擊能量，從而使松散的土體變緊實(shí)的一個(gè)過(guò)程。

1 強(qiáng)夯法施工參數(shù)的確定

《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)強(qiáng)夯法加固軟土地基做了詳細(xì)明確的要求，在采用強(qiáng)夯技術(shù)施工前，必須到施工現(xiàn)場(chǎng)，選取合適的地點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)技術(shù)的適用性和實(shí)際的處理效果進(jìn)行檢測(cè)和確定。其中，最重要的是加固的深度、加固的范圍大小、夯擊的速度、夯擊點(diǎn)位置分布等都是需要著重注意的，這些指標(biāo)合格之后，才能進(jìn)行接下來(lái)的大面積施工。具體來(lái)說(shuō)，分以下步驟進(jìn)行：

（1）重視有效加固深度。有效加固深度又稱(chēng)為有效影響深度，具體的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)因加固目的的不同而進(jìn)行相應(yīng)改變。在反映和評(píng)估強(qiáng)夯技術(shù)施工效果時(shí)，有效加固深度是關(guān)鍵參數(shù)，同時(shí)也直接影響著地基處理方案的選擇。

（2）夯擊設(shè)備及夯擊能的確定。使用強(qiáng)夯法加固地基時(shí)，為切實(shí)提高夯實(shí)效果，保證施工的順利進(jìn)行，必須選擇合理的夯擊設(shè)備及夯擊能，最大程度的提高公路建設(shè)質(zhì)量。

（3）夯點(diǎn)布置和夯點(diǎn)間距。地基土的類(lèi)型和處理深度直接影響著夯點(diǎn)及夯擊方式的選擇，夯位排布通常有3種類(lèi)型：分別是梅花形排列、夯點(diǎn)中心間呈等邊三角形排列、正方形網(wǎng)格排列等。只有合理布置夯點(diǎn)，才能最大程度的保證夯實(shí)的效果，節(jié)省施工費(fèi)用，在確定夯點(diǎn)的間距時(shí)，應(yīng)結(jié)合加固地基土的特性和要求達(dá)到的深度，注意間接不能太小，但也不宜過(guò)大。

（4）夯擊次數(shù)與夯擊遍數(shù)。作為強(qiáng)夯設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，夯擊次數(shù)需要結(jié)合土的性質(zhì)、土的厚度、土的分離程度、土的壓縮能力等確定。根據(jù)得到的具體數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場(chǎng)試夯的情況，確定夯擊的次數(shù)。

（5）夯擊范圍和間隔時(shí)間。為了保證土體之間孔隙水壓力的及時(shí)消散，相鄰次數(shù)的夯擊之間應(yīng)保持合理的時(shí)間間隔，間隔時(shí)間的長(zhǎng)短，需要根據(jù)壓力消散的時(shí)間和現(xiàn)場(chǎng)試夯的結(jié)果確定。

2 公路工程軟基施工中強(qiáng)夯法的應(yīng)用

某公路工程全長(zhǎng)11.093km，路段地層土質(zhì)主要以粉土和 粉質(zhì)黏土為主。采用強(qiáng)夯法對(duì)其進(jìn)行施工，設(shè)計(jì)夯錘重量為100kN，錘底選用圓形鑄鋼錘（直徑2.25m）。強(qiáng)夯夯點(diǎn)布設(shè)形式為正方形，為確保夯擊效果，首先對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)，該試驗(yàn)段地下水位為2.1m，表面土體液限實(shí)際為31.8%，塑性指數(shù)為10.5，含水量最佳值為13.3%，土體最大干密度為1.86g/m3。

（1）施工準(zhǔn)備。公路工程軟基施工前，需要綜合考慮影響施工質(zhì)量的各種因素，比如，水文條件、地形特點(diǎn)、地質(zhì)構(gòu)造、土體顆粒大小等，經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)查，安排專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行分析，采取相對(duì)應(yīng)的措施，將這些客觀因素造成的負(fù)面影響降到最低值。在實(shí)際的施工過(guò)程中，如果對(duì)周?chē)慕ㄖ锘蛘呒夹g(shù)設(shè)施造成破壞，必須設(shè)置有效的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，改用開(kāi)挖減振溝的方式進(jìn)行施工，必要時(shí)安排相關(guān)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)進(jìn)行檢查和防護(hù)，保證各項(xiàng)設(shè)施和施工技術(shù)的合理性。

（2）平整場(chǎng)地。為減少施工過(guò)程中的阻礙，在施工之前，需要采用相關(guān)的機(jī)械設(shè)備對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的土地進(jìn)行平整。如果場(chǎng)地平整度能夠達(dá)到相關(guān)要求，可選用推土機(jī)進(jìn)行施工，使施工快速高效的進(jìn)行。除此以外，需要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)夯擊后的地面沉降數(shù)值進(jìn)行估算，從而確定地面的高程。為防止地面出現(xiàn)不同程度的破壞，在公路工程軟基施工前，需要詳細(xì)查看并確認(rèn)地下管線與構(gòu)造物位置。

（3）測(cè)量放樣。在進(jìn)行測(cè)量放樣時(shí)，首先需要保證夯點(diǎn)間距離為6m，選取正方形為布設(shè)樁形的主體，施工方式和技術(shù)選擇也必須嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)的規(guī)定和要求。第2遍夯點(diǎn)的布設(shè)需要在第1遍正方形的中心點(diǎn)位置，此后，可選用全站儀或者鋼尺標(biāo)，標(biāo)示各個(gè)夯點(diǎn)的位置。通常情況下，選用白灰與木樁作為標(biāo)示材料，在此基礎(chǔ)上，對(duì)各個(gè)夯點(diǎn)原地面高程進(jìn)行測(cè)量。在采用夯實(shí)技術(shù)前，檢測(cè)出的地表中地基承載力為160kPa與180kPa，這個(gè)數(shù)值小于施工的標(biāo)準(zhǔn)。施工前期，需要采取逐點(diǎn)夯擊的方式對(duì)各個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行夯擊，縮小強(qiáng)夯處理范圍內(nèi)水位與規(guī)定數(shù)值的差距。作業(yè)之后，需要對(duì)水位的沉降量和孔隙水之間的壓力進(jìn)行測(cè)量，詳細(xì)記錄相關(guān)數(shù)值。

（4）碎石鋪設(shè)。如果地表內(nèi)或地下水位較高的地方存在著飽和細(xì)顆粒土，需要在亞黏土表面鋪筑碎石層，鋪設(shè)厚度控制在2m范圍內(nèi)，對(duì)地表土進(jìn)行保護(hù)。碎石的鋪設(shè)能夠增加強(qiáng)夯機(jī)械的夯擊動(dòng)力，同時(shí)控制因沖擊波造成的頂部土層出現(xiàn)的松動(dòng)情況，對(duì)超靜水產(chǎn)生的壓力及時(shí)進(jìn)行消散。

（5）夯點(diǎn)施工。對(duì)公路工程軟土地基夯擊前，為了促進(jìn)測(cè)量地面高程工作的順利進(jìn)行，需要用石灰或者小木樁對(duì)第一次夯擊的位置進(jìn)行標(biāo)注，并保證誤差不超過(guò)5cm。具體來(lái)說(shuō)，夯點(diǎn)施工可分以下3個(gè)階段進(jìn)行：

第一階段，公路工程軟基施工前，首先對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)地考察，對(duì)于地面凹凸明顯的地方進(jìn)行平整作業(yè)，采用相應(yīng)機(jī)械設(shè)備，再次測(cè)量場(chǎng)地的標(biāo)高數(shù)值，保證符合設(shè)計(jì)起夯面標(biāo)高的規(guī)定。然后，借助全站儀對(duì)施工場(chǎng)地內(nèi)的圖角點(diǎn)進(jìn)行引測(cè)，并檢驗(yàn)坐標(biāo)的準(zhǔn)確性。當(dāng)監(jiān)理人員檢測(cè)并達(dá)到規(guī)定要求后，選用一般經(jīng)緯儀，按照施工圖的設(shè)計(jì)要求，在現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)第一遍夯點(diǎn)，為了使夯錘準(zhǔn)確達(dá)到相應(yīng)位置，需要用白灰標(biāo)識(shí)出夯點(diǎn)位置，提高施工的便捷程度。

第二階段，第一遍夯點(diǎn)施工完成后，需要讓監(jiān)理人員對(duì)夯點(diǎn)及夯擊力度進(jìn)行檢驗(yàn)，合格之后，繼續(xù)進(jìn)行場(chǎng)地平整、夯坑回填等工作。接下來(lái)，需要重復(fù)進(jìn)行第一階段的工作，再次利用全站儀對(duì)施工場(chǎng)地內(nèi)的圖角點(diǎn)進(jìn)行引測(cè)，同樣保證坐標(biāo)控制的準(zhǔn)確性，并采用白灰進(jìn)行夯點(diǎn)標(biāo)識(shí)。

第三階段，滿夯施工階段。這一階段不需要再次進(jìn)行夯點(diǎn)布設(shè)及夯沉量觀測(cè)等工作，只需要采取合理措施，有效控制夯擊數(shù)和夯錘落距等數(shù)據(jù)。本工程選用的是長(zhǎng)度為2.4m、重量為25t的平底鑄鋼錘。滿夯施工完成后，可選用推土機(jī)對(duì)土地進(jìn)行平整，同時(shí)控制碾壓標(biāo)高符合施工的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

3 強(qiáng)夯法施工質(zhì)量控制

施工工作完成后，需要進(jìn)行后期的質(zhì)量控制，主要包括兩個(gè)部分。首先，在施工過(guò)程中，施工單位需要安排相關(guān)人員，嚴(yán)格檢查每個(gè)夯點(diǎn)的施工質(zhì)量。在檢查的過(guò)程中，采取標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、十字板試驗(yàn)等方法，使夯點(diǎn)經(jīng)過(guò)多次重復(fù)夯擊，保證測(cè)定的結(jié)果符合預(yù)期效果，完工后進(jìn)行下一步的施工。此外，監(jiān)理人員在施工過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。一批夯點(diǎn)施工完成后，監(jiān)理單位要抽查30%以上的夯點(diǎn)，當(dāng)質(zhì)量的合格率達(dá)標(biāo)時(shí)，才能進(jìn)行下一批次的夯點(diǎn)施工，確保每一批的夯點(diǎn)都能符合處理效果。具體來(lái)說(shuō)，包括以下幾點(diǎn)：

（1）強(qiáng)夯施工，必須依照設(shè)計(jì)階段確定的技術(shù)參數(shù)，保證施工的準(zhǔn)確，在施工過(guò)程中，對(duì)夯后控制數(shù)值及時(shí)進(jìn)行記錄。

（2）施工結(jié)束后，安排專(zhuān)業(yè)人員，以?xún)芍転闀r(shí)間間隔，借助專(zhuān)業(yè)的儀器設(shè)備，檢測(cè)地基加固質(zhì)量。

（3）在室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將夯擊后的路基土物理力學(xué)性能指標(biāo)與夯擊前進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)數(shù)據(jù)的計(jì)算，分析判斷強(qiáng)夯加固效果是否達(dá)標(biāo)。

（4）效果判斷的方法。檢測(cè)判斷強(qiáng)夯加固效果時(shí)，通常采用原位復(fù)檢、十字板試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等方法。

結(jié)語(yǔ)

在公路工程的施工過(guò)程中，不可避免地會(huì)經(jīng)過(guò)軟土地基段，但是，氣候、水文、地形、地質(zhì)等因素會(huì)對(duì)施工的正常進(jìn)行造成很大的阻礙，影響公路工程的質(zhì)量。強(qiáng)夯法的出現(xiàn)解決了軟土松散的問(wèn)題，在科學(xué)的施工方案和合理的施工工藝的作用下，采用強(qiáng)夯法能夠?qū)浲吝M(jìn)行加固，使施工中的軟土體達(dá)到設(shè)計(jì)階段的規(guī)定要求，從而促進(jìn)工程進(jìn)度的正常進(jìn)行，保證公路工程的質(zhì)量，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和發(fā)展中發(fā)揮出更加積極有效的作用。

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