李雪梅

（云南友源工程造價咨詢有限公司 云南 昆明 650000）

強夯法施工技術(shù)在市政道路軟土路基處理中的應(yīng)用探討

李雪梅

（云南友源工程造價咨詢有限公司 云南 昆明 650000）

在我國經(jīng)濟(jì)體制的不斷完善下，公路道路交通建設(shè)發(fā)展迅猛。在公路工程施工建設(shè)中，經(jīng)常會遇到不良路基，如果處理不好，會導(dǎo)致路基出現(xiàn)沉陷或者路基失穩(wěn)的情況。對于這類路基，會使用強夯法來對軟土路基進(jìn)行處理，具有節(jié)省材料、使用設(shè)備簡單，經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點。基于此，本文對強夯施工技術(shù)在市政道路軟土路基中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

強夯法；市政道路；軟土路基

市政公路的施工質(zhì)量和路基質(zhì)量有比較大的聯(lián)系。在實際施工過程中，經(jīng)常會遇到軟土路基，如果處理不好，會對市政道路后期的運營造成較大的影響。強夯法作為一種常用的軟土路基處理措施，通過利用振動和沖擊力來提升地基的強度，具有良好的適應(yīng)性?，F(xiàn)通過實際案例，對強夯法施工技術(shù)的應(yīng)用措施進(jìn)行探討。

1　案例介紹

某公路工程施工過程中從一段低洼路段穿過，需要使用粉質(zhì)黏土和粉土來作為填土對路基進(jìn)行處理，填土厚度為6～8m。施工工期緊，如果使用常規(guī)的分層碾壓和分層填筑法不能達(dá)到施工要求，景觀研究后決定使用強夯法來對路基進(jìn)行處理。

2　強夯法的定義及其相關(guān)原理

2.1強夯法的定義

強夯法是指利用重物以一定的高度自由墜落時的力量對下面土方進(jìn)行夯實的處理，以此達(dá)到提高土地緊實度，承載力的目的。由于強夯法在作業(yè)過程中需要利用機械的加固處理，所以此法也被稱為動力固結(jié)法。在進(jìn)行城市行政道路建設(shè)施工時，經(jīng)常采用強夯法。常利用塔吊等裝置將重錘提升到數(shù)米的高度，然后放下，利用其自由下落的勢能將土方夯實。當(dāng)前，大型工程施工中強夯法在軟土、沙質(zhì)土、粘土施工中都有廣泛的應(yīng)用[1]。同時由于強夯法在施工過程對周邊影響較小，所以此法常在城市中的建筑群密集地區(qū)適用，如市政道路的建設(shè)。

2.2動力置換的依據(jù)

這項原理又可以分為樁式置換原理和整式置換原理兩種處理形式。其中，樁式置換原理是在施工中利用強大的沖擊力將碎石夯填如土層中，在土壤中形成結(jié)實的碎石墩或者碎石樁。其在樁體內(nèi)部的碎石相互作用力使樁體達(dá)到平衡狀態(tài)。而整式置換原理則是利用強大的夯擊力將碎石整體的填進(jìn)土層中。

2.3動力固結(jié)原理

這項原理常被應(yīng)用到對細(xì)顆粒物質(zhì)的飽和土質(zhì)進(jìn)行夯實處理作業(yè)，其在強夯法基本原理作用下，利用巨大的勢能沖力對作業(yè)土體進(jìn)行沖擊，破壞其原有的土質(zhì)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生對外溝通的縫隙，排空土體里的孔隙水，粉末化的土質(zhì)在失去空隙壓力后，會固結(jié)硬化大幅度提高土體的承載力。

2.4動力密實的依據(jù)

這項原理主要是應(yīng)用于對非飽和、多孔隙、粗顆粒的土體進(jìn)行夯實加固作業(yè)的。它是利用強夯法原理產(chǎn)生的強大勢能沖擊、壓縮土體，原始的土壤顆粒并不都是均勻的橢圓形或圓形等不規(guī)則實體，而是在其間存在片狀體，使土壤存在空隙，強夯法的巨大沖擊力可以破壞這些結(jié)構(gòu)，使土壤結(jié)構(gòu)里原有的顆粒物質(zhì)間的接觸位點錯位變形，增大土壤顆粒間的接觸面積，使土體更加緊實，從而達(dá)到增加土地的承載力的目的。

3　強夯施工的設(shè)計思路

3.1施工準(zhǔn)備階段

①基底處理。在進(jìn)行基底處理前先要將低洼水進(jìn)行抽干處理，繼而使用建筑渣土作為強夯的基底，而且建筑渣土的填筑厚度要控制在80～100mm范圍內(nèi)。②堆填土方。我們可使用重型自卸車進(jìn)行運輸土方，通過推土機將其推平，為了保證路基兩側(cè)夯擊的效果較為顯著，可在夯擊時在每側(cè)設(shè)計一個夯錘直徑，使夯擊的成效性更為突出。

3.2強夯法的主要施工階段

（1）夯擊機具。強夯吊機宜選擇履帶式強夯吊機，而且起吊能力要達(dá)到50t，高度控制在20m，并帶有自動脫鉤裝置。主夯錘要滿足高1.6m，直徑2.2m，底面積3.80m2，滿夯錘重10t，直徑與底面積與主夯錘相同的要求。

（2）夯擊施工的主要技術(shù)參數(shù)。強夯夯點布置應(yīng)選取梅花形較為合適，主副夯點之間的距離為5m。第一步進(jìn)行主夯施工，并且要保證最后兩擊的平均夯沉量要不大于50mm。第二步待主夯施工結(jié)束后，采取同樣的方式在主夯點的中間區(qū)域進(jìn)行副夯施工。夯擊遍數(shù)一般為三次：①主夯，夯點距離為5m，夯擊能為3000kN/m；②副夯，在主夯的中間部位進(jìn)行，夯擊能3000kN/m；③進(jìn)行滿夯，夯點搭接1/3，夯擊能為1000kN/m。

3.3強夯法試驗結(jié)果分析

在進(jìn)行強夯法施工前，首先要進(jìn)行試夯。所謂試夯是明確施工前的具體夯擊次數(shù)以及夯間距等。然后對每次夯實量與地面的變形情況進(jìn)行準(zhǔn)確測定，待平均夯沉量小于50mm以及夯坑周圍土體基本穩(wěn)定時所獲取的夯擊次數(shù)即為本次施工所需的夯擊次數(shù)[2]。圖2中所表示的是夯擊次數(shù)和累計夯沉量之間的關(guān)系曲線。從圖1、圖2中我們可清楚的得到：夯沉量與夯擊次數(shù)的關(guān)系，即夯沉量越高所需的夯擊次數(shù)越少；當(dāng)夯擊次數(shù)達(dá)到7次、8次時，夯沉量隨夯擊能的增大而變大，直至最后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。所以，在該項施工中夯擊次數(shù)應(yīng)為8次，夯擊能采用3000kN/m較為科學(xué)有效。

圖1　夯擊次數(shù)和每擊夯沉量之間的關(guān)系

圖2　夯擊次數(shù)和累計夯沉量之間的關(guān)系曲線

3.4夯后路床的主要施工

待強夯法施工結(jié)束后，路基頂面像路床等部位會出現(xiàn)不同程度的下沉，因而要使路床的強度以及平整度等與標(biāo)準(zhǔn)要求相吻合，可選取5～7%低劑量灰土分層進(jìn)行填筑工作，提供路床的使用效率。

4　強夯法的主要施工設(shè)備以及施工流程

4.1施工設(shè)備

強夯法在使用前要準(zhǔn)備以下設(shè)備，像水準(zhǔn)儀、推土機、履帶式起重機各1臺，24m的高龍門架支撐1套12t的夯錘1個。如果起重機不能在單攬錘上應(yīng)用時，施工人員可使用助脫鉤裝置來協(xié)助其完成。在進(jìn)行具體的操作中要注意將夯錘掛在脫鉤裝置的上方，然后將夯錘吊至固定高度時，使用吊機上副卷揚機鋼絲繩將鎖卡焊合件吊起，這樣便于夯錘自由下落，提高夯實度。如圖3所示。該方法已在全國得到大力的應(yīng)用，而且反響也很高。

圖3　脫鉤裝置

4.2施工主要流程

①將施工場地徹底清理干凈，繼而開始測量場地的高程，確定第一遍夯實的具體方位。②將起重機的夯錘與夯點準(zhǔn)確定位，并且測量出夯前的錘頂高程。③將夯錘固定到預(yù)定的高度范圍內(nèi)，當(dāng)夯錘脫鉤自由下落時，立即放下吊鉤，量出錘頂高程的具體高度。在施工中如果出現(xiàn)坑底有傾斜等現(xiàn)象時，要立即中止夯實工作，將坑底的傾斜現(xiàn)象調(diào)整到位，繼而進(jìn)行下階段的工作。④上述的工作完成后，循環(huán)往復(fù)的進(jìn)行上述前三步，直至全部夯實完成即可[3]。⑤待夯實工作全部結(jié)束后，使用推土機將夯坑進(jìn)行填平處理，并再一次測量場地的高程。⑥使用碾壓機將路面進(jìn)行壓平處理，直到路面全部壓實即可，最后再對場地經(jīng)一次全面的測量。

5　對強夯施工成效的檢驗

強夯法施工結(jié)束后，在進(jìn)行路床灰土施工前要對強夯路基的完成效果進(jìn)行全面的檢測，如發(fā)現(xiàn)問題立即補救，減少不必要的損失。在對強夯法進(jìn)行質(zhì)量檢測中，我們可從以下兩個層面加以著手：

（1）檢測壓實度。施工人員可在500～1000m3范圍內(nèi)隨意選取三處，從夯面下距離50～100cm使用灌砂法對土壓實度指標(biāo)進(jìn)行全面的測定，由于存在部分路段的土層較厚，因而在開挖中對這些區(qū)域要格外重視，仔細(xì)全面的檢測該區(qū)域的壓實度，檢測的標(biāo)準(zhǔn)是較未處理之前相比，強夯土層密度提高到4～8%即可算完合格，可在市政道路的路面壓實中進(jìn)行安全應(yīng)用。

（2）通過采取具體的措施進(jìn)行檢測我們發(fā)現(xiàn)，強夯法處理路基效果顯著，與設(shè)計的要求相吻合。在道路排水施工中應(yīng)用強夯法處理路基，開挖后發(fā)現(xiàn)土體的密實度很高，而且強夯法的有效應(yīng)用也使得排水溝槽兩側(cè)壁的直立面更加穩(wěn)固，在很大程度上增加了其使用年限。

6　結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，在市政道路的軟土路基施工中強夯法的應(yīng)用越來越廣泛。它的優(yōu)點在于一方面可最大限度的提高地基的承載力，在地基的深層加固中發(fā)揮著重要作用；另一方面強夯法較為環(huán)保，在施工中不會造成一定的污染，也會節(jié)省一部分費用。當(dāng)前，強夯法已經(jīng)被許多國家所認(rèn)可，并已投入到施工建設(shè)中，隨著強夯法在實踐應(yīng)用中不斷改進(jìn)與完善，其在未來的市政道路施工中的作用將會越來越重要。

[1]張慶國.強夯法加固機理與應(yīng)用[M].濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2003：56～57.

[2]吳海.淺談強夯法在高填方地基中的應(yīng)用[J].山西建筑，2009，35（23）：129～130.

[3]張佳璐.強夯法在地基處理工程中的應(yīng)用[J].鐵道建筑，2009（06）：88～ 90.

U416.1

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1673-0038（2015）18-0213-02

2015-4-10

李雪梅（1987-），女，四川成都人，助理工程師，從事市政造價工作。