鄭美芳

(河南省公路工程局集團(tuán)有限公司,河南鄭州 450000)

論強(qiáng)夯法施工技術(shù)在公路路基處理中的應(yīng)用

鄭美芳

(河南省公路工程局集團(tuán)有限公司,河南鄭州 450000)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了我國(guó)公路建設(shè)的發(fā)展。地基作為公路的重要組成部分,對(duì)公路的安全性以及穩(wěn)定性具有直接的影響。強(qiáng)夯法施工技術(shù)作為處理地基的重要方式,應(yīng)用的范圍較廣泛,可以對(duì)砂土、碎石土、粘性土以及低飽和度的粉土的處理,另外,還適用于濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基中。由于強(qiáng)夯法具有良好的加固效果,經(jīng)濟(jì)效果良好,并且可以縮短施工工期,所以,在公路施工過程中,強(qiáng)夯法扮演著重要的角色,為了確保公路路基的質(zhì)量,本文將對(duì)強(qiáng)夯法施工技術(shù)在公路路基處理中的應(yīng)用進(jìn)行深入的分析及探討。

公路建設(shè) 強(qiáng)夯法 公路路基

近年來，我國(guó)公路工程數(shù)量在不斷地增多，從而推動(dòng)了我國(guó)的公路施工技術(shù)的發(fā)展，公路路基承載著公路所有的壓力，路基質(zhì)量的好壞對(duì)公路的整體質(zhì)量具有嚴(yán)重的影響，因此，要加強(qiáng)對(duì)路基加固的處理。在公路路基的加固施工過程中，強(qiáng)夯法施工技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，不僅在經(jīng)濟(jì)方面取得了一定的成效，還節(jié)約了施工中材料的使用，與此同時(shí)，節(jié)省了人力、物理以及財(cái)力。在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展背景下，強(qiáng)夯法在公路中會(huì)得到充分的應(yīng)用。做好強(qiáng)夯法施工技術(shù)的處理，在很大程度上提高路基的承載能力以及使用壽命，從而使公路更好的服務(wù)于人們的生活。

1　強(qiáng)夯法施工技術(shù)原理

對(duì)于強(qiáng)夯法施工技術(shù)來說，主要是通過使用大型機(jī)械設(shè)備把大噸位的夯錘吊起到一定的位置，再將它自由的下落，這樣就可以將勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，地基就會(huì)受到較大的沖擊力，低級(jí)就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊應(yīng)力及沖擊波，土層空隙就會(huì)被壓縮，致使土體區(qū)域液化，夯擊周圍地點(diǎn)周圍就會(huì)出現(xiàn)裂縫，這樣就會(huì)形成良好的排水通道，孔隙水就會(huì)溢出，氣體排出，土顆粒就會(huì)重新排列，通過振搗壓密固結(jié)，就會(huì)確保地基的承載能力，地基沉陷性及空隙就會(huì)消除，壓縮性就會(huì)降低，這處理地基的方法之一。

就強(qiáng)夯法施工而言，其處理主要分為夯擊成孔、加固下部土體和上部的夯孔。夯擊成孔，通過打夯機(jī)的夯錘與夯實(shí)點(diǎn)的中心位置對(duì)準(zhǔn)，在夯錘放開后的動(dòng)能作用下，經(jīng)過夯擊的土體就會(huì)產(chǎn)生壓縮變形，應(yīng)力就會(huì)以夯錘底部位置向四周進(jìn)行擴(kuò)散，在外界強(qiáng)大的被動(dòng)壓力作用下，夯錘周圍的土體就會(huì)向下部和四周移動(dòng)，這樣就會(huì)使土體的密實(shí)度得到提高。通過多次的夯擊，就會(huì)造成很深空洞的出現(xiàn)，然后再進(jìn)行擠密作業(yè)來確?？妆诘膹?qiáng)度。對(duì)于加固下部土體來說，就是使用機(jī)械向夯坑內(nèi)填入足夠的碎石，在夯錘高空墜落的作用下，將碎石進(jìn)行夯擊，在高壓作用下，碎石就會(huì)向四周運(yùn)動(dòng)，高壓強(qiáng)區(qū)域就會(huì)形成。通過反復(fù)的錘擊，重錘能量就會(huì)得到提高，從而處理好深層軟土地基的加固作業(yè)。上部重錘夯空處理技術(shù)，通過對(duì)孔內(nèi)填入一定量的材料，進(jìn)行夯實(shí)的處理，使之具有擠密性，與此同時(shí)，還要對(duì)孔洞周圍的地基進(jìn)行夯實(shí)作業(yè)。

2　強(qiáng)夯法施工技術(shù)在公路路基處理中應(yīng)用的特點(diǎn)

2.1適用于各類土層

強(qiáng)夯法施工技術(shù)可以對(duì)各類的土層實(shí)施加固，比如說，黃土、粉土、黏性土以及砂性土等。若一般方法無法對(duì)大塊碎石類土、建筑生活垃圾以及工業(yè)廢料構(gòu)成的雜填土進(jìn)行加固處理時(shí)，就可以采用強(qiáng)夯法施工技術(shù)，這樣效果較為明顯，可以對(duì)軟土地基進(jìn)行加固。

2.2應(yīng)用范圍較廣

強(qiáng)夯法施工技術(shù)應(yīng)用的范圍較廣，比如說，重型構(gòu)筑物、民用建筑、工業(yè)、堤壩、機(jī)場(chǎng)跑道、貯倉、設(shè)備基礎(chǔ)、油罐、堆場(chǎng)、港口碼頭、人工島、核電站以及公路及鐵路的路基等。

2.3加固效果較顯著

進(jìn)行地基的處理，可以通過使用強(qiáng)夯法作業(yè)，這樣就可以提高地基的承載能力，使壓縮模量得到有效的提高，干密度也得到了提升，這樣以來壓縮的系數(shù)、空隙就會(huì)得到有效的控制，提高場(chǎng)地的均勻性。另外，也可以消除濕陷性以及膨脹性，防止振動(dòng)液化的產(chǎn)生。

2.4施工機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單

對(duì)于強(qiáng)夯法的施工來說，所使用的機(jī)械設(shè)備則是履帶式起重機(jī)。若存在一定的起吊能力，則可以結(jié)合龍門架進(jìn)行強(qiáng)夯法的使用。

2.5節(jié)省施工材料

一般來說，強(qiáng)夯法就是對(duì)原狀土上能量的施加進(jìn)行處理，就不需要加入建筑材料，這樣以來就可以縮短施工的工期。

2.6節(jié)約造價(jià)

在進(jìn)行強(qiáng)夯施工時(shí)，無需使用材料，這樣就可以有效的節(jié)約施工材料的購(gòu)置、制作、運(yùn)輸以及人工等費(fèi)用，油料的消耗就會(huì)得到有效的控制。

2.7施工速度快

在公路路基施工過程中，對(duì)粗顆粒非飽和土進(jìn)行強(qiáng)夯法的使用時(shí)，施工周期較短。在雨天，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

3　強(qiáng)夯法施工技術(shù)在公路路基處理中應(yīng)用的準(zhǔn)備

(1)在施工期，要掌握施工圖紙的內(nèi)容，要明白設(shè)計(jì)的目的，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)還要進(jìn)行實(shí)地的考察，然后進(jìn)行定位放線。(2)在進(jìn)行強(qiáng)夯法施工前，要挖除公路用地范圍內(nèi)的路基表土、種植土、腐殖土、淤泥以及樹根，確保清表的厚度不低于30cm。為了處理好濕陷、孔洞問題，便于起重設(shè)備的行駛，防止事故的產(chǎn)生，使用推土機(jī)進(jìn)行預(yù)壓作業(yè)。機(jī)械設(shè)備在進(jìn)出場(chǎng)時(shí)，道路要保持一定的高度、寬度、轉(zhuǎn)彎半徑以及路面的強(qiáng)度。若地下水位較高、液化流動(dòng)的飽和砂質(zhì)土以及表層為飽和粘性土?xí)r，為了確保重型機(jī)械在場(chǎng)地能夠正常的運(yùn)行，降低夯錘拔起時(shí)的負(fù)壓，在表面可以鋪設(shè)一定厚度的砂石墊層。另外，為了避免路基表面產(chǎn)生積水現(xiàn)象，在雨期進(jìn)行施工時(shí)，要做好排水溝的挖好工作。(3)在進(jìn)行強(qiáng)夯施工前，為了了解土質(zhì)的具體情況，就需要對(duì)地基實(shí)施試驗(yàn)，若土層存在不均勻，對(duì)鉆孔及原位測(cè)試要進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)地形的具體情況，每隔一定的距離取圖樣進(jìn)行分析，這樣就可以確保最大的干密度、最佳含水量。路基凍融或者下雨導(dǎo)致地表的濕軟，進(jìn)行軟土的清除，將其翻挖晾曬，這樣就可以提高夯實(shí)的質(zhì)量。(4)在進(jìn)行施工前，對(duì)施工參數(shù)要進(jìn)行正確的選擇，提高強(qiáng)夯法的效果。強(qiáng)夯的參數(shù)主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容:有效的強(qiáng)夯深度、夯擊次數(shù)與遍數(shù)、夯點(diǎn)布設(shè)及強(qiáng)夯范圍以及夯擊間歇時(shí)間等。(5)在施工過程中，為了防止現(xiàn)場(chǎng)范圍內(nèi)的地下構(gòu)筑物和各種地下管線被破壞，首先要檢查其位置、標(biāo)高等，并且要采取一定的方法。強(qiáng)夯要距地下障礙物的水平保持一定的距離。為了避免擾民的問題，最好選擇在白天進(jìn)行施工，將午休和晚間休息時(shí)間錯(cuò)開。

4　強(qiáng)夯法的施工技術(shù)及主要參數(shù)

對(duì)于強(qiáng)夯施工技術(shù)來說，首先要進(jìn)行試夯，還要遵循一定的規(guī)律，先深層、次中層、最后表層。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件以及工程的要求來選擇合適的技術(shù)、參數(shù)。為了使強(qiáng)夯法具有較好的成效，夯擊的遍數(shù)要符合施工設(shè)計(jì)的要求，對(duì)高能級(jí)強(qiáng)夯要進(jìn)行三到四遍的夯擊，主要對(duì)深層土層進(jìn)行加固。對(duì)于中能級(jí)強(qiáng)夯來說，要實(shí)施間夯或者復(fù)打作業(yè)。夯點(diǎn)位于主夯點(diǎn)之間以及主夯點(diǎn)上，這樣以來就可

············以強(qiáng)化對(duì)中層土的加固。低能級(jí)強(qiáng)夯的主要目的就是對(duì)表層松土進(jìn)行夯實(shí)。

4.1有效加固深度

地基處理的重要依據(jù)就是選擇有效加固深度，能夠反映出處理的效果。根據(jù)梅納提出的有效加固深度試驗(yàn)來說，與實(shí)際工程相比，計(jì)算公式得出的結(jié)果所達(dá)到的加固深度偏大。另外，葉書磷建議軟土及粘性土的修正系數(shù)為0.5，砂性土為0.7，黃土為0.35—0.5。除此之外，對(duì)于粉質(zhì)粘土、飽和粉土、粘土及淤泥質(zhì)土等地基的處理，有效深度還與排水條件具有一定的聯(lián)系。

4.2最佳夯擊能及夯擊次數(shù)和遍數(shù)

對(duì)于最佳夯擊能來說，通過使地基中出現(xiàn)的孔隙水壓力達(dá)到土的自重時(shí)夯擊能，最佳夯擊能的確定，可以采用最大孔隙水壓力增量值與夯擊次數(shù)的關(guān)系曲線或有效壓縮率與夯擊能的關(guān)系曲線。進(jìn)行每一遍的最佳夯擊數(shù)時(shí)，要確保土體豎向壓縮最大化，側(cè)向位移要控制在最小，由夯沉量曲線或有效夯實(shí)系數(shù)的關(guān)系來確定夯擊次數(shù)，夯擊遍數(shù)根據(jù)地基土的性質(zhì)來確定。

4.3夯點(diǎn)布置和間距

根據(jù)工程的具體情況，正三角形布置可以更好的處理地基問題，確保其具有較好的均勻性，一般情況下，采用正三角形、正方形或是梅花形進(jìn)行布點(diǎn)。另外，正方形的布置，與三角形布置相比，吊機(jī)移位更加方便。夯點(diǎn)間距的確定可以通過采用地基土性質(zhì)、土層厚度、建筑物結(jié)構(gòu)類型和要求處理深度及試夯的方式。

4.4間隔時(shí)間及加固范圍

新的夯擊施工，需要等到孔隙水壓消散后進(jìn)行。間隔的時(shí)間，取決于土的超靜力水壓力消散時(shí)間，根據(jù)地基土的滲透性來確定。一般來說，粘性土較慢，其時(shí)間要大于3—4周，砂土只要2—4min，可進(jìn)行連續(xù)夯擊，一般粘性土為1—2周。其加固范圍要大于建筑物基礎(chǔ)的范圍，這樣以來就可以防止不均勻“邊界”現(xiàn)象的出現(xiàn)。根據(jù)建筑物類型以及重要性等因素進(jìn)行具體放大范圍的確定。

5　施工質(zhì)量檢驗(yàn)

(1)等到強(qiáng)夯施工完成后，需要間隔一段時(shí)間，才能夠檢驗(yàn)地基的質(zhì)量。就低飽和度的粉土和黏性土而言，其地基可取3—4周。(2)通過對(duì)土性應(yīng)該選擇原位測(cè)試和室內(nèi)土質(zhì)的試驗(yàn)，確定質(zhì)量的檢驗(yàn)。另外，重要工程項(xiàng)目要進(jìn)行檢驗(yàn)項(xiàng)目的增加，還可以通過現(xiàn)場(chǎng)大型載荷試驗(yàn)進(jìn)行質(zhì)量的檢驗(yàn)。(3)通過對(duì)場(chǎng)地復(fù)雜程度和建筑的重要性，來確定質(zhì)量檢驗(yàn)的數(shù)量。就簡(jiǎn)單場(chǎng)地上的建筑物而言，每個(gè)建筑物地基的檢驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)該不低于3處。另外，復(fù)雜場(chǎng)地或者重要建筑物地基要通過增加的措施，來加強(qiáng)質(zhì)量的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的深度應(yīng)該高于設(shè)計(jì)處理的深度。

6　結(jié)語

由于強(qiáng)夯法施工簡(jiǎn)單，并且能夠節(jié)約使用的費(fèi)用，強(qiáng)夯法在路基施工中得到了廣泛的應(yīng)用。所以，要根據(jù)工程的實(shí)際情況對(duì)施工進(jìn)行具體分析，并采取有效的措施以確保工程質(zhì)量。

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