高速公路軟基處理應(yīng)用的強(qiáng)夯法施工分析

周曉璽，伍洲，黃媛

（貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州貴陽 550000）

0 引言

強(qiáng)夯法是地基處理方法中比較常見的一種，針對高速公路大面積地基處理而言，強(qiáng)夯法沒有規(guī)范可以遵循，因此，對高速公路軟基處理應(yīng)用的強(qiáng)夯法施工技術(shù)進(jìn)行研究和探討具有重要意義[1]。本文結(jié)合工程實(shí)踐，對強(qiáng)夯法相關(guān)參數(shù)、強(qiáng)夯法的施工步驟、施工工藝及質(zhì)量措施進(jìn)行探討。

1 強(qiáng)夯法概述

強(qiáng)夯法，也稱之為加固法，是通過重錘在一個(gè)固定的高度自由下落到地面上，對地基產(chǎn)生震動和沖擊力，從而起到有效的加固作用[2]。數(shù)據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)夯法最大夯擊力量可以達(dá)到每米50 mm。強(qiáng)夯法之所以被廣泛應(yīng)用，一方面可以大大減少地基壓縮性，另一方面還可以促進(jìn)地基強(qiáng)度的提升，適用于各種工程土體類型[3，4]。

具體而言，強(qiáng)夯法的加固原理是利用短時(shí)間的對土壤的振動和沖擊力，使得路基土壤密度和結(jié)構(gòu)等發(fā)生物理變化。強(qiáng)夯法對高速公路地基進(jìn)行加固處理可以有效確保工程質(zhì)量，大大提高工程效果[5]。除此之外，強(qiáng)夯法還有其它優(yōu)點(diǎn)：首先，強(qiáng)夯法的加固效果顯著，由于地基土體的壓縮空間比較大，其它方法達(dá)不到同樣的效果，而強(qiáng)夯法可以利用重力在短時(shí)間對土體密度進(jìn)行改善，同時(shí)提高地基的承載能力；其次，強(qiáng)夯法的應(yīng)用范圍比較廣泛，對土體不挑剔，哪怕是碎土石、粉土、沙礫土等都可以起到加固的作用；最后，強(qiáng)夯法方便而又經(jīng)濟(jì)，采用其它加固法一般需要機(jī)械設(shè)備、建筑材料輔助，而強(qiáng)夯法施工消耗少，比較經(jīng)濟(jì)[6]。

2 強(qiáng)夯法在高速公路軟基處理中的應(yīng)用

首先，對高速公路軟基施工地周邊土壤進(jìn)行勘測，對加固深度進(jìn)行確定，同時(shí)還要注意實(shí)際加固深度要大于有效加固深度。這是由于單獨(dú)夯實(shí)土體過程中土體會由于側(cè)向約束力不大，垂直重力而造成土體向外擠壓[7]，因此，在采用群夯的過程中，土體在夯實(shí)的前提下進(jìn)行加固，所以土體不會被打飛。

其次，應(yīng)當(dāng)按照具體的工程地質(zhì)情況對間距夯點(diǎn)位置進(jìn)行科學(xué)合理的選擇[8]。布局方式一般是選擇等腰三角形、等邊三角形、正方形等方式，如此布局方式可以確保每一遍夯實(shí)都發(fā)揮作用。

再次，針對高速公路路基進(jìn)行夯實(shí)處理需要超過8遍，如夯實(shí)土體是粗沙礫，不用達(dá)到8遍也可以，如果是淤泥和細(xì)顆粒土體則相反。對地基工程進(jìn)行夯實(shí)一遍之后，要間隔一段時(shí)間再夯實(shí)。通常來說，黏土的滲水性交叉，因此每一次夯實(shí)的間隔時(shí)間小于28 d[9]。

最后，強(qiáng)夯法應(yīng)用過程中要注意土壤的濕陷性，如果土體是濕陷性黃土，則土體重力會讓土體發(fā)生變形壓縮，夯點(diǎn)周邊土體可以當(dāng)做是夯實(shí)的樁體，也可以把樁體的面積近似地認(rèn)為是夯錘的底面積。因此，如果針對的土體不同，則承載力值域范圍也有所區(qū)別[10]。

3 強(qiáng)夯法的施工技術(shù)及施工工藝

3.1 準(zhǔn)備工作

高速公路軟基處理應(yīng)用強(qiáng)夯法施工前先對施工場地進(jìn)行整平，然后進(jìn)行試夯，對夯實(shí)高度和沉降度進(jìn)行記錄。對待夯實(shí)的地基地質(zhì)情況進(jìn)行考察，產(chǎn)生的資料進(jìn)行搜集后，才可以開始施工。這是強(qiáng)夯法必須要做的準(zhǔn)備工作，在夯實(shí)時(shí)產(chǎn)生問題可以及時(shí)應(yīng)對，也可以有資料可查。另外，試驗(yàn)人員在夯實(shí)之前要開展土體試驗(yàn)，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以此保證夯實(shí)強(qiáng)度符合要求。

3.2 布置夯實(shí)現(xiàn)場

夯實(shí)地基前先對夯實(shí)現(xiàn)場進(jìn)行清掃和加固處理，確保夯實(shí)是在一個(gè)相對平整的施工場地，提前一段時(shí)間對夯實(shí)點(diǎn)進(jìn)行分格處理。如夯實(shí)位置地下水的水位很高，土體是飽和黏土，則先在夯實(shí)區(qū)域鋪灑約為0.2 m的砂石，對夯錘操作有所幫助，并減少負(fù)壓力。

3.3 操作注意事項(xiàng)

夯實(shí)地點(diǎn)土體平整后，要按照測量結(jié)果進(jìn)行布局，起重機(jī)和夯錘處于合理的位置，相關(guān)施工技術(shù)人員提前測量夯錘的標(biāo)高，對夯擊次數(shù)進(jìn)行調(diào)控，確定其可以在程序可控范圍內(nèi)完成任務(wù)。第一次夯擊后利用機(jī)械設(shè)備推平土壤，對夯實(shí)地基高度和標(biāo)高進(jìn)行對比，如有誤差則重新定位。假如夯實(shí)場地存在一定量的積水，則要采取一定措施排出積水，針對無法排水的地基，先鋪灑砂石對其含水量進(jìn)行稀釋，以便進(jìn)行連續(xù)夯擊。第一次夯擊后等待一定時(shí)間然后二次夯擊，為追趕工期也可以適當(dāng)減少間隔時(shí)間，或者增加次數(shù)，以達(dá)到所需夯擊效果。

3.4 質(zhì)量控制措施

盡管強(qiáng)夯法具備很多優(yōu)勢，然而施工質(zhì)量的好壞依然需要諸多質(zhì)量控制措施。第一，施工前利用諸多方法對參數(shù)和施工技術(shù)進(jìn)行確定；第二，具體實(shí)施之前對周邊場地進(jìn)行平整，對施工現(xiàn)場的夯擊位置和設(shè)備位置進(jìn)行標(biāo)記，利用放線的方式定點(diǎn)，做好地基排水措施，對施工現(xiàn)場夯點(diǎn)位置進(jìn)行標(biāo)注，實(shí)際施工中也要對準(zhǔn)位置，假如出現(xiàn)意外的傾斜情況，則及時(shí)糾正。強(qiáng)夯前對夯錘的重度和落距大小進(jìn)行測量，為單夯做準(zhǔn)備；第三，對夯擊放線進(jìn)行重復(fù)審核，每一次夯實(shí)后要檢查是否符合規(guī)范，對技術(shù)質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行記錄。

3.5 路基夯實(shí)效果檢測方法

夯實(shí)效果主要是夯實(shí)之后的數(shù)據(jù)結(jié)果，對夯實(shí)后的夯點(diǎn)沉降值進(jìn)行測量，不平整的土地進(jìn)行平整處理，對沉降度進(jìn)行檢測。土體夯實(shí)后對定點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，對得出的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行對比，以觀察其是否符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

4 工程實(shí)例

某高速公路分布有560 m的可液化土，土體厚度約為2.5～7.8 m，液化等級是輕微至嚴(yán)重。按照該區(qū)域強(qiáng)夯經(jīng)驗(yàn)分析，針對單一可液化土深度在10 m以內(nèi)，決定使用強(qiáng)夯法對地基進(jìn)行處理。

（1）強(qiáng)夯加固深度。加固深度主要是由液化土分布情況進(jìn)行確定，按照梅納公式對不同深度的液化土所需的夯擊能量進(jìn)行計(jì)算，可以得出經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的取值大約是0.53。

（2）夯擊能量。主夯和副夯一般選擇1 500 kN·m、2 000 kN·m、2 500 kN·m三種夯擊能，對應(yīng)滿夯時(shí)的能量分別選擇 700 kN·m、850 kN·m、1 000 kN·m。

（3）夯點(diǎn)布置和間距。夯點(diǎn)選擇正方形布置方式，主夯和副夯時(shí)1 500 kN·m、2 000 kN·m以及2 500 kN·m的夯點(diǎn)間距分別是3.5 m、4.0 m、4.5 m。

（4）單點(diǎn)夯擊次數(shù)和夯擊遍數(shù)。單點(diǎn)夯擊數(shù)是在夯擊能是2 500 kN·m時(shí)選擇3擊，2 000 kN·m時(shí)選擇擊4擊。

（5）間歇時(shí)間，該路段強(qiáng)夯的遍擊間歇時(shí)間是72 h，實(shí)際施工中要利用試夯深入確定。

（6）鋪設(shè)碎石墊層。該路段強(qiáng)夯法對路段表層土質(zhì)進(jìn)行確定，其承載力是80～180 kPa，為促進(jìn)強(qiáng)夯作業(yè)面的強(qiáng)度的提升，在強(qiáng)夯路段地表根據(jù)單點(diǎn)夯擊能分別鋪設(shè)0.5 m（1 500 kN·m）厚、0.6m（2 000 kN·m）厚以及0.7 m（2 500 kN·m）厚的碎石墊層。

（7）試夯。正式施工前是試夯的流程，試夯路段的長度是50 m，主要目的是對原數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正，以便進(jìn)行大面積、大規(guī)模施工。

5 結(jié)語

總而言之，針對高速公路路基處理而言，強(qiáng)夯法是一種有效果、經(jīng)濟(jì)方便的處理辦法，因此得以廣泛應(yīng)用。同時(shí)，強(qiáng)夯法是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要對諸多因素進(jìn)行綜合考慮，才可以確保高速公路軟基處理質(zhì)量。

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