淺談強(qiáng)夯法在路基工程中的應(yīng)用

【摘 要】文章首先簡(jiǎn)述了強(qiáng)夯法相關(guān)概述，然后分析了強(qiáng)夯法的施工工藝，最后重點(diǎn)探討了夯實(shí)效果檢測(cè)。

【關(guān)鍵詞】強(qiáng)夯法；路基；施工；應(yīng)用

一、前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路交通量明顯增大，人們對(duì)高速公路的工程質(zhì)量也日益重視。在公路路基施工中，強(qiáng)夯施工方法由于加固效果顯著，可取得較高的承載力，且具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、快速、有效等優(yōu)點(diǎn)，因而在路基工程處理中被廣泛使用。

二、強(qiáng)夯法相關(guān)概述

1、強(qiáng)夯法的技術(shù)原理

強(qiáng)夯法即強(qiáng)力夯實(shí)法，又稱(chēng)動(dòng)力固結(jié)法。是指把8-40t的重錘通過(guò)大型履帶式起重機(jī)提到高處（一般為6-40m）使其自由落下，從而達(dá)到對(duì)土進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)的效果的一種地基新加固方法。該方法適用于人工填土、濕陷土、黃土。通常情況下，采用連續(xù)或分遍間歇的方法對(duì)非飽和的粘性土地基進(jìn)行夯擊；同時(shí)，為了確保夯實(shí)次數(shù)和有效夯實(shí)深度，應(yīng)根據(jù)工程需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。事實(shí)證明，要想獲得3～6m的有效夯實(shí)深度，需要在100～200噸米夯實(shí)能量下進(jìn)行夯擊。

2、強(qiáng)夯施工法的優(yōu)點(diǎn)

強(qiáng)夯法作為一種地基處理加固技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、快速、有效等優(yōu)點(diǎn)，具體體現(xiàn)于以下幾個(gè)方面：其一，整體施工的速度得到提升，與壓路機(jī)碾壓比較，雖然單位工程量的造價(jià)有所提高，但是由于縮短工期帶來(lái)的效益也是比較顯著的。其二，在普通路基填筑中，填料中如果有粒徑>20cm的礫料，在攤鋪碾壓時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一定的困難，而采用強(qiáng)夯法施工對(duì)填料粒徑要求就不是特別嚴(yán)格，骨料粒徑可達(dá)到40～50cm。經(jīng)過(guò)我們多年的工程實(shí)踐與觀察，40～50cm礫料經(jīng)強(qiáng)夯夯實(shí)后，大部分已被擊碎與周?chē)耐两Y(jié)合為一體。其三，在高填方中，由于用強(qiáng)夯夯實(shí)路基影響深度較深，因此可加強(qiáng)填料與原地面之間的結(jié)合。

三、強(qiáng)夯法的施工工藝

1、強(qiáng)夯施工步驟

（一）、首先進(jìn)行原有屯土地面高程的測(cè)量，并考慮強(qiáng)夯下沉后所增加的土方量，測(cè)量后計(jì)算計(jì)算現(xiàn)有屯土地面高程填至路基設(shè)計(jì)標(biāo)高以上30cm（預(yù)估強(qiáng)夯整體下沉量）所需要的土方量。

（二）、清理好強(qiáng)夯范圍的場(chǎng)地，按照計(jì)算的土方量進(jìn)行松填土，松填土完畢后用推土機(jī)進(jìn)行整平，并用壓路機(jī)靜壓一遍。

（三）、根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)夯點(diǎn)進(jìn)行布置

擺正夯擊的準(zhǔn)夯點(diǎn)，將裝有自動(dòng)脫鉤裝置的夯錘提到設(shè)計(jì)高度，使夯錘自由落下，夯擊夯點(diǎn)，當(dāng)夯機(jī)傾斜大于30度時(shí)，應(yīng)將夯坑填平后在進(jìn)行夯擊。重復(fù)上述步驟，直至最后兩擊的下沉量小于5cm。注意保證夯點(diǎn)周?chē)鷽](méi)有明顯起降，并記錄好每次夯擊的下沉量，每一夯點(diǎn)的夯擊能、夯擊錘數(shù)。把夯機(jī)夯錘移動(dòng)到下一個(gè)夯點(diǎn)，按上述步驟進(jìn)行下一夯點(diǎn)的夯擊。第一遍夯點(diǎn)全部夯完后，用推土機(jī)整平，精置4天后，（精置的時(shí)間根據(jù)回填土性質(zhì)而定）按第二遍的夯點(diǎn)的布置，夯擊能進(jìn)行第二遍夯擊。第二遍夯擊后，用推土機(jī)整平，靜置4天后，按第三遍的夯擊能進(jìn)行第三遍場(chǎng)地滿夯。第三遍夯擊后，用推土機(jī)整平并測(cè)量高程是否達(dá)到路基設(shè)計(jì)標(biāo)高。若達(dá)到路基設(shè)計(jì)標(biāo)高，直接用壓路機(jī)進(jìn)行封面碾壓。若達(dá)不到則填筑找平層（不少于20cm）用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。

2、強(qiáng)夯的質(zhì)量與安全保證措施

施工前由項(xiàng)目總工程師對(duì)強(qiáng)夯施工隊(duì)伍的技術(shù)負(fù)責(zé)人及操作層進(jìn)行技術(shù)交底，確保嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工。施工班組人員嚴(yán)格按照國(guó)家操作規(guī)程作業(yè)。施工班組在交接班的過(guò)程應(yīng)檢查機(jī)維護(hù)機(jī)械設(shè)備，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理。施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)布置安全標(biāo)志及宣傳牌、進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)人員，一律佩戴安全帽，嚴(yán)禁夯機(jī)底下站人。施工人員中嚴(yán)禁酒后上崗，遇到六級(jí)及以上等級(jí)風(fēng)力、大雨、大霧應(yīng)立即停止施工。強(qiáng)夯場(chǎng)地周?chē)械叵鹿艿兰敖ㄖ飼r(shí)，應(yīng)在地下管道及建筑物10～15以外挖防振溝，確保周邊地下管道及建筑物的安全。

3、施工技術(shù)參數(shù)的確定

施工技術(shù)參數(shù)包括有效加固深度、錘重和落距、單位夯擊能、夯擊點(diǎn)布置及間距、夯點(diǎn)的夯擊數(shù)與夯擊遍數(shù)、兩遍夯擊的間歇時(shí)間、加固處理范圍等。施工技術(shù)參數(shù)的確定也是強(qiáng)夯設(shè)計(jì)的驗(yàn)證和修改過(guò)程。

有效加固深度強(qiáng)夯法的有效加固深度通過(guò)試夯得知該工程的有效加固深度在5.5米左右（該工程的路基平均填土高度僅為4.5米），到目前為止，還沒(méi)有理論公式可以確定土的有效加固深度。

錘重和落距錘重和落距是影響夯擊能和加固有效深度的重要因素，直接決定每一擊的夯擊能。故法國(guó)路易·梅那總結(jié)得出了土有效加固深度的經(jīng)驗(yàn)公式為h≈（TH）1/2（T—錘重（噸）H—落距（米））。3、單位夯擊能錘重與落距的乘積為夯擊能。整個(gè)場(chǎng)地總夯擊能除以加固范圍的面積為單位夯擊能。單位夯擊能根據(jù)土的類(lèi)別、有效加固深度等綜合考慮。在一般情況下，對(duì)于粗顆粒土可取1000～3000（KN*m）/m2，細(xì)顆粒土可取1500～4000（KN*m）/m2。本工程的回填土為粗顆粒建筑渣土，其單位夯擊能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試夯確定約為2000（KN*m）/m2。

夯擊點(diǎn)的布置及間距夯擊點(diǎn)布置一般采用正方形或菱形布置。夯擊點(diǎn)的間距一般根據(jù)土的性質(zhì)和要求的處理深度等確定。加固土層厚、土質(zhì)差、透水性差、含水率高的粘性土，如果夯擊定太密，相鄰夯擊點(diǎn)的加固效應(yīng)將在淺處疊加而形成硬殼層，影響夯擊能向深部傳遞，因此夯擊間距宜大；。加固土層薄、透水性強(qiáng)、含水率低的砂質(zhì)土間距宜小些。為了使深層土得以加固，一般第一遍的夯擊點(diǎn)間距取5～9米，以后各遍夯擊間距可與第一遍相同，也可以適當(dāng)減小。下一遍的夯擊點(diǎn)往往布置在上一遍夯點(diǎn)的中間，最后一遍以較低的夯擊能進(jìn)行重疊搭接滿夯，以確保近表土層的均勻性和較高的密實(shí)度。

夯點(diǎn)的夯擊數(shù)與夯擊遍數(shù)夯點(diǎn)的夯擊數(shù)是指單個(gè)夯點(diǎn)一次連續(xù)夯擊次數(shù)。夯擊遍數(shù)指經(jīng)一定的連續(xù)夯擊數(shù)，對(duì)整個(gè)場(chǎng)地的一批點(diǎn)完成一個(gè)夯擊過(guò)程叫一遍。夯點(diǎn)的夯擊數(shù)應(yīng)根據(jù)夯擊數(shù)和夯沉量的關(guān)系曲線確定。地基處理規(guī)范中規(guī)定，當(dāng)滿足最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm，或當(dāng)單擊夯擊能較大時(shí)，夯沉量不大于100mm的擊數(shù)。一般每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊數(shù)為3～10擊。夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)土的性質(zhì)確定，一般情況下，可采取2-3遍后在以低能量滿夯一遍。本工程夯擊遍數(shù)為3遍（包括低能滿夯）。

兩遍夯擊的間隔時(shí)間兩遍夯擊之間應(yīng)有一定的間隔時(shí)間，以利于土中超靜孔隙水壓力的消散，間隔時(shí)間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時(shí)間。對(duì)于滲透性較差的粘性土的間隔時(shí)間，應(yīng)不少于3～4周，對(duì)于透水性好的土質(zhì)，可以連續(xù)夯擊不需要間隔時(shí)間。本工程為建筑渣土，滲透性較好，第一遍夯擊后精置了4天，第二遍夯擊后未靜置就進(jìn)行了滿夯。

加固處理范圍強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，每邊超出設(shè)計(jì)加固深度的1/2～2/3。并且不宜少于3米。本工程加固范圍超過(guò)路基坡腳外3米。

4、施工要點(diǎn)

強(qiáng)夯施工前，應(yīng)先平整場(chǎng)地，查明場(chǎng)地范圍內(nèi)的地下構(gòu)造物的標(biāo)高。須采用必要措施（如挖隔振溝），以免因強(qiáng)夯施工而造成破壞。路基填土或挖方都應(yīng)考慮強(qiáng)夯范圍內(nèi)的預(yù)留夯沉量相當(dāng)?shù)耐翆雍?。?dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，夯坑底積水影響施工時(shí)，宜采用人工排水或鎮(zhèn)填一定厚的松散性材料，強(qiáng)夯應(yīng)分段進(jìn)行，從邊緣向中間進(jìn)行，回填土宜控制含水量在最佳含水量范圍內(nèi)。夯擊時(shí)應(yīng)按試驗(yàn)和設(shè)計(jì)確定的強(qiáng)夯參數(shù)進(jìn)行，落錘應(yīng)保持平穩(wěn)，夯位準(zhǔn)確，做好施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)和記錄。作為質(zhì)量控制的依據(jù)。

四、夯實(shí)效果檢測(cè)

夯實(shí)效果的檢測(cè)是為了確保公路工程路基施工能達(dá)到國(guó)家及行業(yè)的設(shè)計(jì)基本要求和規(guī)范要求。夯實(shí)效果檢測(cè)工作的開(kāi)展是在主夯、副夯和滿夯之后進(jìn)行，夯實(shí)效果檢測(cè)工作不僅僅是對(duì)夯點(diǎn)沉降量檢測(cè)，還需用路基彎沉檢測(cè)法對(duì)實(shí)施強(qiáng)夯后的路基回彈彎沉實(shí)施檢測(cè)。實(shí)施檢測(cè)時(shí)，需保持施工場(chǎng)地的平整度，使其橫縱坡和夯前保持一致，用壓路機(jī)對(duì)場(chǎng)地靜壓后，再檢測(cè)各夯擊點(diǎn)的沉降量和路基土體的總沉降量。另外，對(duì)路基主體實(shí)施強(qiáng)夯時(shí)，有必要選定測(cè)定范圍內(nèi)的壓實(shí)點(diǎn)，并檢測(cè)土壤中顆粒物的大小、土壤中的含水量以及土壤的干密度值等數(shù)據(jù)。完成夯實(shí)工作后，還需對(duì)路基土體各層壓實(shí)度比較分析，以使壓實(shí)度符合公路工程路基施工標(biāo)準(zhǔn)。此外，為了保證公路路基質(zhì)量，在公路工程路基施工過(guò)程中，需通過(guò)落實(shí)強(qiáng)夯法來(lái)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的保證，首先，在運(yùn)用強(qiáng)夯法施工前，需采取相關(guān)性實(shí)驗(yàn)確定強(qiáng)夯技術(shù)參數(shù)，只有依靠科學(xué)的參數(shù)，才能使施工過(guò)程合理的開(kāi)展。另外，做好施工現(xiàn)場(chǎng)障礙物清理工作，以使場(chǎng)地保持平整，對(duì)施工場(chǎng)地周?chē)呐潘疁锨龊枚c(diǎn)放線。將第一遍夯點(diǎn)標(biāo)明，起重機(jī)作業(yè)時(shí)，確保夯錘對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志位置，若因場(chǎng)地不平整而導(dǎo)致夯錘傾斜，需提前用路基土將施工場(chǎng)地填平，且還要精確分析夯錘錘重及落距大小，這樣才能使單機(jī)強(qiáng)夯作業(yè)按要求完成。夯擊的放線需嚴(yán)格檢查及審核，夯擊放線的偏差和漏夯都會(huì)造成對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、路基穩(wěn)定性的不良影響。夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)及煤機(jī)的夯沉量都需要按照設(shè)計(jì)施工圖紙實(shí)施定期檢查。

五、結(jié)束語(yǔ)

施工時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，合理規(guī)劃，強(qiáng)化路基路面的施工管理，嚴(yán)格按照相關(guān)要求實(shí)施，完善強(qiáng)夯法施工技術(shù)，從而不斷優(yōu)化路基施工的質(zhì)量，縮短工期，提高工作效率，為企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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