淺談強(qiáng)夯法在高填方路基施工中的應(yīng)用

鄧?yán)? 楊莉莉

摘 要：根據(jù)實(shí)際路基施工應(yīng)用淺析了基于重錘夯實(shí)法的強(qiáng)夯法處理地基的作用機(jī)理及其實(shí)現(xiàn)的施工效果和意義，并結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目從施工機(jī)具的選擇、參數(shù)的確定以及施工注意事項(xiàng)等方面對(duì)強(qiáng)夯法的施工要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單探討。其中，施工機(jī)具的選擇包含了對(duì)相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)的需求和施工前期的準(zhǔn)備，而參數(shù)的確定則著重于對(duì)夯擊次數(shù)和夯沉量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，施工要點(diǎn)討論以施工完成符合標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。與此同時(shí)，根據(jù)施工要點(diǎn)對(duì)工程項(xiàng)目實(shí)施提出了施工過程中的質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)和具體的實(shí)施方法。

關(guān)鍵詞：路基施工 施工方法 強(qiáng)夯法 作用機(jī)理

中圖分類號(hào)：U46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）07（a）-0088-01

工程施工中的地基處理方式按照傳統(tǒng)分法可以分為包括深層密實(shí)法、換土墊層法、化學(xué)加固法、排水固結(jié)法、加筋法以及熱學(xué)法在內(nèi)的6種主流方式。作為深層密實(shí)法的一種典型，強(qiáng)夯法是法國(guó)Menard技術(shù)公司于20世紀(jì)60年代首創(chuàng)并投入到施工應(yīng)用中的，我國(guó)是1978年9月引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)。該方法在實(shí)現(xiàn)上具有設(shè)備簡(jiǎn)單、效益明顯，并在實(shí)際工作中廣泛應(yīng)用于工程項(xiàng)目施工。

1 作用機(jī)理

強(qiáng)夯法發(fā)展的基礎(chǔ)是重錘夯實(shí)法，其地基處理的機(jī)理是：使用起重機(jī)械吊起夯錘至一定高度后自由落下，利用沖擊能給地基土體沖擊和振動(dòng)，使土體顆粒重新排列，并排除空隙中的空氣和水，從而提高地基的強(qiáng)度，降低低級(jí)的壓縮性。

2 工程應(yīng)用及施工要點(diǎn)

在重慶的市政道路施工中，很多路床都是建立在前期場(chǎng)平后的工程上，經(jīng)常碰到5～20 m的高填方地段，由于前期的場(chǎng)平施工的壓實(shí)度的達(dá)不到路基要求，或因場(chǎng)地限制路堤的填筑方式復(fù)雜，不易碾壓密室，給后續(xù)道路施工增加的困難。為了保證路基的穩(wěn)定，滿足道路施工的相關(guān)規(guī)范要求，大都選擇了使用強(qiáng)夯法進(jìn)行路基加固處理。

工程概況：某道路位于重慶市北部新區(qū)，屬于大型產(chǎn)業(yè)園的配套路網(wǎng)工程，擬建線路沿線場(chǎng)地屬淺丘地貌，線路縱線地形變化較大。路基經(jīng)前期平場(chǎng)施工后，挖方段與高填方段相間，填方方式下部為拋填，上部分層壓實(shí)，填料以塊石和碎石為主，直徑5～30 cm，砂礫和粘性土充填，厚度6～10 m，因拋填松散，厚度較大，設(shè)計(jì)采用強(qiáng)夯法進(jìn)行加固處理。

2.1 施工機(jī)具的選擇

強(qiáng)夯法地基處理技術(shù)是利用重錘在自由降落過程產(chǎn)生的沖擊能和振動(dòng)實(shí)現(xiàn)地基的加固處理技術(shù)。出于安全考慮和相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)要求，施工設(shè)備必須采用具有自動(dòng)脫鉤能力的起重機(jī)，并在其臂桿前端設(shè)置相應(yīng)的輔助設(shè)備，避免在落錘的工程中起重臂劇烈顫抖造成損傷或發(fā)生起重機(jī)傾覆事故。以保障施工設(shè)備和人員的安全。

在使用強(qiáng)夯法對(duì)地基加固前，應(yīng)對(duì)地基的實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和了解。

2.2 確定強(qiáng)夯參數(shù)

為了安全保障和施工標(biāo)準(zhǔn)的需求，在強(qiáng)夯施工前，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試夯（也稱為施工實(shí)驗(yàn)）。相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)可以參考有關(guān)文獻(xiàn)，此處不再贅述。

2.2.1 夯點(diǎn)夯擊次數(shù)

各夯擊點(diǎn)的夯擊次數(shù)，應(yīng)使土體的豎向壓縮最大，而側(cè)向的位移最小的原則。按照現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯次數(shù)和夯沉量之間的關(guān)系曲線，夯擊的次數(shù)可以通過以下條件進(jìn)行唯一確定。

（1）平均夯沉量在實(shí)際項(xiàng)目實(shí)施中，最后兩下的數(shù)值可以由以下標(biāo)準(zhǔn)決定：T<4000 kN·m時(shí)M=50 mm；40006000 kN·m時(shí)，M=200 mm（其中T為單擊夯擊能，M為平均夯沉量）。

（2）當(dāng)夯擊周圍地面出現(xiàn)過大隆起時(shí)，擊數(shù)少于預(yù)先設(shè)計(jì)的錘擊數(shù)，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加點(diǎn)夯遍數(shù)，避免夯擊周圍發(fā)生不合理的隆起，施工參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況確定。

（3）在實(shí)際工作中，當(dāng)夯沉量未達(dá)到施工收錘標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)填入風(fēng)化材料并繼續(xù)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行夯實(shí)，直到施工效果符合收錘標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)試夯采集的數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)吻合本，工程采用點(diǎn)夯兩遍，滿夯一遍的方式施工，點(diǎn)夯夯擊能采用3000 kN·m，滿夯采用1000 kN·m。

強(qiáng)夯施工參數(shù)如下：

①?gòu)?qiáng)夯方式夯擊能（kN·m）夯擊次數(shù)夯擊間距夯點(diǎn)布置。

②點(diǎn)夯3000 9～13（兩遍總計(jì)）第一遍為5～7次，第二遍為4～6次6×6m 正方形（梅花形）布置。

③滿夯10001D/4搭接。

在強(qiáng)夯開始施工時(shí)，由技術(shù)人員旁站，收集數(shù)據(jù)及時(shí)與設(shè)計(jì)方溝通，根據(jù)實(shí)際情況做適當(dāng)調(diào)整。

2.2.2 夯擊間隔的設(shè)計(jì)

工程實(shí)施中，夯擊由于機(jī)械原因，在實(shí)施上有一定的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔取決于土中超靜孔隙水壓力的消散程度。具體工程實(shí)施中由于施工環(huán)境的不同，夯擊的時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的夯坑積水、人工填土的滲透性能等施工環(huán)境進(jìn)行綜合性調(diào)整。

2.2.3 夯擊深度的要求

為防止夯擊能量在土中損失，應(yīng)保證夯坑深度不超過1.1m。否則，應(yīng)向坑內(nèi)回填填料，填料應(yīng)滿足路基填料的要求。

3 施工質(zhì)量的管理

在施工上，必須對(duì)夯擊施工進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備。同時(shí)，施工時(shí)必須杜絕產(chǎn)生“真空效應(yīng)”和“氣墊效應(yīng)”，傳統(tǒng)處理方法可以在夯錘上設(shè)置排氣孔；確保夯錘的施工狀態(tài)符合要求（自由下落），若有特殊情況（如傾斜下落）應(yīng)特別處理，確保工程夯擊質(zhì)量與能量；滿夯時(shí)，夯擊面積在施工要求上應(yīng)當(dāng)大于四倍的夯擊塔面積，并在夯擊完畢后對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行推平處理；在施工的同時(shí)，測(cè)試和檢測(cè)應(yīng)貫穿于整個(gè)工程實(shí)施，對(duì)夯擊的施工效果，施工質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)工和記錄，并及時(shí)進(jìn)行必要的夯擊調(diào)整。

4 結(jié)語(yǔ)

該文對(duì)強(qiáng)夯法加固地基的處理機(jī)理和施工工藝以及施工工藝質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，并提出了施工質(zhì)量控制要點(diǎn)和施工建議，強(qiáng)夯法加固地基機(jī)理是一個(gè)復(fù)雜的問題，今后我們要通過不斷地實(shí)踐進(jìn)一步認(rèn)識(shí)它，從而更好地掌握它的施工工藝。

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