重夯法在路基施工中的應(yīng)用

孟秀元

重夯實際上是將勢能轉(zhuǎn)化為動能，對路基或結(jié)構(gòu)物基底進(jìn)行處理的一種方法，它與強夯的本質(zhì)區(qū)別在于錘的質(zhì)量小，適用于夯實淺層地基或是夯實周邊有構(gòu)造物的地基，以免對周邊構(gòu)造物造成影響或破壞。它是將一定重量的夯錘反復(fù)提升到一定高度，錘自由降落，依靠其所產(chǎn)生的巨大沖擊和振動能量，提高地基的承載力，改善其特性。

由于巨大的沖擊力超過土的強度，使土體產(chǎn)生破壞，從而產(chǎn)生較大的瞬時沉降，土體被豎向壓密。夯擊破壞了土體原來的疏松結(jié)構(gòu)，改變了骨架顆粒間的連接方式，使土顆粒重新排列成致密結(jié)構(gòu)，重夯后土顆粒間絕大部分是邊接觸和面接觸。無論是水平剖面上，還是垂直剖面上，土顆粒已由夯前任意排列變成明顯的定向排列，形成片麻狀結(jié)構(gòu)。這反映垂直方向的壓縮變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水平方向的擠壓變形。隨著土的膠結(jié)物顆粒間距離的縮小，更好地發(fā)揮它們的膠結(jié)作用，大大地提高土體的抗變形和剪切強度。

目前，在公路工程中主要應(yīng)用于構(gòu)造物地基處理，路基軟弱地基處理等項目。

1 工程概況

離石至軍渡高速公路位于山西省西部的呂梁境內(nèi)，由山西路橋第一工程有限責(zé)任公司承建的第一合同段全線溝壑縱橫，填方段多為黃土沖溝，其中K0+865～K 0+894，K1+577.5～K 1+ 687.5，K 2+385～K 2+465填方高度均大于10 m，且地基為濕陷性黃土。設(shè)計處理方法為重夯處理，施工前在K 0+865～K 0+ 894段進(jìn)行重夯的試驗段施工。

2 施工工藝

2.1 準(zhǔn)備工作

1)清除原地面表土。

2)施工放樣:施工前先對重夯范圍進(jìn)行放樣，布設(shè)夯點。測量整平后標(biāo)高，用白灰布設(shè)夯點，夯點定位允許偏差為±50mm。

3)試驗準(zhǔn)備:測定原狀土原干密度、含水量、天然密度、液限、塑限、承載力等指標(biāo)，實測土最大干密度1.98 g/cm3，最佳含水量11.2%，液限25.47，塑限15.30，塑性指數(shù)為9.8。

2.2 機械準(zhǔn)備

1)重夯設(shè)備1臺，錘重100 kN、錘底直徑2.5m，截面平底錘上有 4個排氣孔。2)T180推土機 1臺，東風(fēng)水車 1臺，用于推平夯坑，灑水降塵。

2.3 重夯施工

1)清理平整場地，清除高空和地面障礙物，地面建筑物的安全距離為 17m，地下應(yīng)大于 8m。必要時修建減振溝。布置的夯擊點位置到實地放線，打護(hù)樁，有部分夯擊點位置要根據(jù)實地情況進(jìn)行調(diào)整。2)確定起錘高度，根據(jù)錘重計算夯擊能為 400 kN?m時，錘吊高度為4m。3)重夯每點夯擊6次。進(jìn)行重夯施工:a.吊車就位，按設(shè)計夯擊能校正夯錘落距。b.進(jìn)行主點夯擊:夯點按梅花形布置，按設(shè)計夯點間距及夯擊次數(shù)進(jìn)行。c.夯擊時，夯擊點中心位移偏差應(yīng)小于150mm，當(dāng)夯坑底傾斜大于30°時，應(yīng)將坑底填平后再進(jìn)行夯擊。d.夯擊完畢后推平夯坑，測量整平后標(biāo)高。e.測量夯后標(biāo)高。f.進(jìn)行相關(guān)試驗及檢測工作，確認(rèn)是否達(dá)到處治目標(biāo)，若不滿足設(shè)計要求，須找出原因并采取必要的補救措施。夯擊點數(shù)應(yīng)滿足下列條件:a.單點最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm;b.夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起;c.不應(yīng)使夯坑過深，而發(fā)生起錘困難。當(dāng)單點最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm，擊數(shù)未達(dá)到設(shè)計要求時，終止夯擊;擊數(shù)已達(dá)到設(shè)計要求，而單點的最后兩擊平均夯沉量仍大于50 mm時，繼續(xù)夯擊，直到滿足最后兩擊平均夯沉量不大于 50mm。當(dāng)發(fā)生夯坑過深起錘困難時，應(yīng)及時停止夯擊，并向夯坑內(nèi)回填土料，夯坑深應(yīng)不超過夯錘寬(或直徑)的 1/2。4)現(xiàn)場有效的降、排水措施，滿足要求。

試驗結(jié)束后將試驗數(shù)據(jù)整理，試驗過程及工藝編制試驗總結(jié)上報駐地監(jiān)理工程師，按照批復(fù)的施工方案施工。

2.4 重夯法施工中注意的要點

1)夯擊次數(shù):單擊最后兩擊平均沉降量小于 50mm控制。

2)擊點布置:夯點中心對中心間距為 3.5m。

2.5 檢測手段及方法

1)沉降量檢測:用水準(zhǔn)儀塔尺，配合小鋼尺測量。2)測點位置選擇:根據(jù)填筑面積和錘擊點位置布置。3)為驗證按沉降量控制后，其內(nèi)部壓實度是否可以達(dá)到要求，我們在夯擊完成后，挖坑每50 cm一層，用灌砂法同時檢測壓實度，直至滿足填筑前的原地面壓實質(zhì)量控制指標(biāo)。在施工中我們采用灌砂法同時檢測試樣含水量、干密度，地基承載力，實測承載力 0 cm～30 cm可達(dá)到400 kPa;30 cm～60 cm可達(dá)到520 kPa;60 cm～90 cm可達(dá)到380 kPa。4)為保證挖坑逐層檢測的代表性，我們在同一工作面，不同位置共挖兩個試坑進(jìn)行檢測，將其結(jié)果進(jìn)行對比。

2.6 施工過程中采取的質(zhì)量保證措施

1)開夯前用鋼尺量的方法檢查夯錘和落距，確保單擊能量符合要求。2)重夯施工中夯擊點放線錯誤情況常有發(fā)生。因此，在夯擊前，都對夯點放線進(jìn)行復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯及時糾正。3)在施工過程中，要用水平儀檢測每個夯擊點的沉降量，而水平儀離夯擊點較近，為確認(rèn)夯擊振動對水平儀的影響，特用全站儀對其進(jìn)行了對比觀測，經(jīng)對比確認(rèn)水平儀離夯擊點 15m～20m以外時，夯擊振動對其影響很小，滿足觀測精度要求。4)施工過程中按設(shè)計和試驗要求，檢查每個夯點夯擊的夯沉量，并進(jìn)行詳細(xì)記錄。5)由于重夯施工的特殊性，施工中所采用的各項參數(shù)和施工步驟是否符合設(shè)計要求，在施工結(jié)束后往往很難進(jìn)行檢查，所以要求在施工中對各項參數(shù)和施工情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。6)配備完整的施工、測量、試驗人員，定崗定職三方緊密配合。7)派專人負(fù)責(zé)本項工作，以協(xié)調(diào)各方關(guān)系。8)夯點、夯擊次數(shù)和落距要嚴(yán)格控制，杜絕發(fā)生降低夯能、少夯、漏夯等現(xiàn)象。

2.7 試驗段總結(jié)

1)通過分析施工原始記錄，挖坑試驗各層壓實度，得出結(jié)論:含水量對重夯填筑路堤的質(zhì)量影響比較大。2)重夯影響最佳深度在壓實后表面以下 2.0m～4m之間，壓實度可達(dá)到 93%以上，再往下壓實度則呈遞減趨勢，在3.5 m～4m之間壓實度高度亦可達(dá)到 92%，表層50 cm范圍內(nèi)呈現(xiàn)松散狀態(tài)，無法測壓實度。3)每夯擊點夯擊 5錘～8錘可將夯沉量控制在 50mm以內(nèi)。

綜上所述，用重夯處理濕陷性黃土高填方地基，可以有效消除其濕陷性。

2.8 重夯法的優(yōu)缺點

重夯法具有以下優(yōu)點:快速改善地基承載力效果明顯，影響深度較深，廣泛用于濕陷性黃土地段且施工場地開闊的條件下。其缺點是:機具較為笨重，對于地形復(fù)雜的工地，進(jìn)場比較困難。

2.9 施工過程中采取的安全保證措施

1)在夯實施工中，非施工人員及車輛不得進(jìn)入重夯施工現(xiàn)場。2)吊車就位后一定要檢查門架是否平穩(wěn)。3)大風(fēng)、大雨及晚上不得施工。4)建立完善的安全保證體系，設(shè)立專職安全員負(fù)責(zé)現(xiàn)場安全工作，責(zé)任到人，獎懲分明。5)加強施工車輛管理，機械設(shè)備勤檢修，嚴(yán)禁帶故障作業(yè)。加強機械作業(yè)的安全意識，杜絕帶病作業(yè)，帶情緒作業(yè)。

3 結(jié)語

1)從試驗結(jié)果來看重夯是消除地表淺層濕陷性的有效措施，這樣不僅節(jié)約成本與材料，且施工簡單、速度快，具有一定的經(jīng)濟性和質(zhì)量可靠性。2)由于地區(qū)氣候差異大，水文地質(zhì)條件不一樣，在施工前一定要選一工作位置作為一個試驗點，以確定最佳夯擊能、夯點間距、夯擊遍數(shù)等施工參數(shù)，確保機械的最佳配合，進(jìn)一步保證工程質(zhì)量。

[1] 陳玉磊.淺談軟土路基加固技術(shù)[J].山西建筑，2010，36 (15):279-280.