強(qiáng)夯法在公路軟基路堤工程中的應(yīng)用探討

黃秋楊

【摘 要】在軟土路基上修建公路，尤其高等級(jí)公路，其使用性能直接受到軟土路基的影響，因此掌握影響軟土路基變形規(guī)律和沉降因素，找到合適的處理方法，成為公路工程建設(shè)中亟待解決的問題。論文主要結(jié)合某高速公路軟基路堤工程的應(yīng)用，對(duì)強(qiáng)夯法在軟基路堤處理中的應(yīng)用做了探討和闡述。

【關(guān)鍵詞】強(qiáng)夯法；公路軟基；公路工程

1 工程背景

軟基路堤處理的方式多中多樣，各有優(yōu)缺點(diǎn)，公路對(duì)路基沉降的要求很高，路基失穩(wěn)或過量沉降等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，因此在工程施工過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的工程需要選擇合適的處理方法。軟基路堤變形規(guī)律及處理方法一直是公路建設(shè)關(guān)注的課題，論文以南方某高速公路施工標(biāo)段為依托，開展了軟基路堤處理方法的研究，主要研究公路軟基強(qiáng)夯處理工程，重點(diǎn)介紹強(qiáng)夯法的工藝、施工方法及施工控制等。

2 強(qiáng)夯法在公路軟基路堤工程中的應(yīng)用

2.1 施工準(zhǔn)備

（1）平整場(chǎng)地

在施工機(jī)具進(jìn)入場(chǎng)地之前，首先用推土機(jī)平整場(chǎng)地，以便于強(qiáng)夯施工，并根據(jù)試驗(yàn)場(chǎng)地的夯沉情況估算強(qiáng)夯后地面沉降值，依此確定地面高程。施工前應(yīng)查清場(chǎng)地內(nèi)的地下管線和地下構(gòu)筑物的位置及標(biāo)高，并采取必要措施，防止受到施工損害。

（2）鋪碎石

在地表有飽和細(xì)顆粒土和地下水位較高時(shí)，在亞粘土表面鋪設(shè)2m厚碎石層，不僅可作為承受強(qiáng)夯機(jī)械的持力層，還可減少?zèng)_擊波造成的上部土層的松動(dòng)，還助于加速強(qiáng)夯產(chǎn)牛的超靜水壓力的消散。

（3）夯實(shí)點(diǎn)定位

強(qiáng)夯前，應(yīng)采用小木樁或用石灰標(biāo)出第一遍夯擊點(diǎn)的位置，其偏差個(gè)大于5cm，并測(cè)量地面高程。

（4）單點(diǎn)試夯

單點(diǎn)試夯試驗(yàn)采用3000KN·m的單擊夯擊能，選用圓臺(tái)形鑄鐵夯錘，錘重20t，錘底直徑2.3m，錘底靜壓力40kPa，夯錘落距15m，試驗(yàn)點(diǎn)間距15m。

單點(diǎn)夯應(yīng)布置測(cè)試地表位移（包括豎向、水平位移），記錄每次夯沉量，測(cè)定夯坑深度。通過測(cè)試地表位移（豎直、水平位移），記錄每擊夯沉量，得出單點(diǎn)夯擊次數(shù)與夯坑下沉量及夯坑周圍地表變形之間的關(guān)系，畫出夯擊次數(shù)和夯沉量之間的關(guān)系曲線，由此確定最佳夯擊次數(shù)。以夯坑的豎向壓縮量最大，而夯坑周圍隆起量最小為原則。同時(shí)兩遍夯擊之間應(yīng)有一定的時(shí)間間隔，以利于土中超靜孔隙水壓力的消散，因此在試夯前埋設(shè)孔隙水壓力傳感器，通過試夯確定超靜孔隙水壓力的消散時(shí)間，來確定兩遍夯擊之間的間隔時(shí)間。

（5）試驗(yàn)區(qū)試夯

在高填方基底范圍內(nèi)選擇25×25m，面積為625m2的范圍進(jìn)行試夯。先初步采用夯擊能3000KN·m夯三遍，夯點(diǎn)間距6×6m，第一遍每點(diǎn)夯13擊，第二遍每點(diǎn)夯10擊，第三遍每點(diǎn)夯7擊，第二遍與第一遍錯(cuò)開半格，2遍間隔時(shí)間為2周。最后用低能量1000KN·m滿夯一遍，錘印搭接1/3左右。

（6）吊機(jī)就位進(jìn)行強(qiáng)夯

吊機(jī)就位，測(cè)量夯前錘頂高程，然后按施工設(shè)計(jì)圖的次序進(jìn)行強(qiáng)夯。首先按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊，夯錘每次脫鉤下落后應(yīng)測(cè)量錘頂高程。若夯錘歪斜，應(yīng)及時(shí)將坑底整平，然后換夯點(diǎn)重復(fù)施工。完成第一遍夯點(diǎn)的夯擊，繼而用推土機(jī)推平，填滿夯坑，并測(cè)量地面高程，如此反復(fù)繼續(xù)，直到在規(guī)定的間隔時(shí)間后，逐次完成全部夯擊遍數(shù)。最后一遍用低能量搭夯，落距可降低為3～5m。

2.2 強(qiáng)夯法施工工藝

（1）清理平整施工場(chǎng)地；

（2）在亞粘土表面鋪設(shè)2m厚碎石墊層，碎石墊層粒徑不大于40mm，含泥量<5%，地層應(yīng)寬出路基邊腳2m；

（3）標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置，并測(cè)量場(chǎng)地高程；

（4）起重機(jī)就位，夯錘置于夯點(diǎn)位置；

（5）測(cè)量夯前錘頂高程；

（6）將夯錘起吊到預(yù)定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程；

（7）重復(fù)步驟六，按規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊；

（8）換夯點(diǎn)，重復(fù)步驟4～7，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊；

（9）用推土機(jī)將夯坑填平，并測(cè)量場(chǎng)地高程；

（10）在規(guī)定的間隔時(shí)間后，按上述步驟完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，將場(chǎng)地表層夯實(shí)，并測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。

3 強(qiáng)夯法施工質(zhì)量控制措施

3.1 施工中的質(zhì)量控制

施工中的質(zhì)量控制主要有以下四點(diǎn)：機(jī)具設(shè)備質(zhì)量控制；夯錘落距控制；夯錘夯沉量控制；詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)施工記錄。

（1）機(jī)具設(shè)備控制

強(qiáng)夯機(jī)械設(shè)備控制，主要體現(xiàn)為夯錘的質(zhì)量、直徑、高度的控制，本合同段夯錘質(zhì)量采取20t。夯錘內(nèi)部采用70角鋼對(duì)拉十字焊接，同時(shí)在距底板鋼板20cm處，沿圓周斜拉70角鋼焊接，吊環(huán)采用鋼板制作，與底板鋼板貼邊焊接，增強(qiáng)夯錘整體連接性，夯錘直徑為2.3m，錘底靜壓力40kPa，夯錘落距15m。夯錘設(shè)置四個(gè)直徑200mm上下貫通的通氣孔，減小錘底與土體形成真空產(chǎn)生的強(qiáng)吸附力和下落時(shí)間的空氣阻力，充分保證夯擊能的有效性。

（2）夯錘落距控制

在脫鉤器鋼絲繩上設(shè)置刻度點(diǎn)，嚴(yán)格控制夯錘起吊高度，不到夯錘落距的高度，堅(jiān)決不進(jìn)行夯實(shí)。20t夯錘起吊15m，保證強(qiáng)夯質(zhì)量。

（3）夯沉量控制

場(chǎng)地平整后架設(shè)水準(zhǔn)，強(qiáng)夯前測(cè)量場(chǎng)地高程。點(diǎn)夯時(shí)水準(zhǔn)測(cè)量夯錘頂面標(biāo)高，嚴(yán)格控制強(qiáng)夯最后兩擊的平均夯沉量小于等于50mm。點(diǎn)夯后進(jìn)行滿夯，同時(shí)測(cè)量滿夯后場(chǎng)地高程，計(jì)算強(qiáng)夯后場(chǎng)地下沉量。

（4）詳細(xì)的施工現(xiàn)場(chǎng)記錄

控制好錘重，對(duì)夯點(diǎn)間距進(jìn)行嚴(yán)格把握，記好第一、二、三遍的夯擊次數(shù)，控制好第二遍以第一遍錯(cuò)開的間距，以及兩遍之間的間隔時(shí)間，記錄好各遍夯后的場(chǎng)地沉降量?？刂坪米詈笠槐榈牡湍芰繚M夯，做好錘印搭接1/3左右。

施工時(shí)監(jiān)理對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)第一手資料進(jìn)行詳細(xì)記錄，包括強(qiáng)夯的錘重、落距、每遍夯擊次數(shù)、最后兩擊強(qiáng)夯沉陷量等，做到資料詳細(xì)齊全，保證施工質(zhì)量。

3.2 施工操作質(zhì)量控制

（1）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)控制

強(qiáng)夯施工要進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)序，這兩次轉(zhuǎn)序是由監(jiān)理和施工單位質(zhì)檢員共同進(jìn)行，第一次轉(zhuǎn)序在點(diǎn)夯后進(jìn)行，第二次轉(zhuǎn)序在滿夯后進(jìn)行。

施工場(chǎng)地的強(qiáng)夯質(zhì)量檢驗(yàn)由施工單位質(zhì)檢員和監(jiān)理共同負(fù)責(zé)，監(jiān)理員在現(xiàn)場(chǎng)有否決權(quán)。對(duì)每次夯擊的落距進(jìn)行檢查，嚴(yán)格控制夯錘落距及點(diǎn)夯的每遍次數(shù)，施工單位質(zhì)檢員必須認(rèn)真填寫原始資料。

最后兩擊沉陷量必須有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量員檢測(cè)，只有監(jiān)理認(rèn)可后，才可轉(zhuǎn)入到下一工序施工，無現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量員檢測(cè)的夯點(diǎn)一律視為不合格，要求進(jìn)行補(bǔ)夯。

滿夯必須作到錘印相互搭接，由現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢員及監(jiān)理工程師檢測(cè)，檢測(cè)合格后方可進(jìn)行轉(zhuǎn)序。

（2）試驗(yàn)檢測(cè)控制

強(qiáng)夯后7～14d，由施工單位中心試驗(yàn)室對(duì)強(qiáng)夯處理后地基承載力進(jìn)行抽檢，監(jiān)理工程師必須在場(chǎng)。承載力檢驗(yàn)采用原位測(cè)試與室內(nèi)土工試驗(yàn)同步進(jìn)行。對(duì)地基進(jìn)行靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入及載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格后，方可進(jìn)行下一道工序的施工。

4 結(jié)語

強(qiáng)夯法由于其具有設(shè)備簡(jiǎn)單、施工速度快、運(yùn)用范圍廣、節(jié)約材料、效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，在各類地基處理措施中，強(qiáng)夯加固被認(rèn)為是一種既經(jīng)濟(jì)又快捷的技術(shù)措施之一。因此強(qiáng)夯法處理地基的領(lǐng)域非常廣泛，在工業(yè)與民用建筑、公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)跑道以及港口碼頭等均有廣泛應(yīng)用而迅速得到推廣，并且取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，現(xiàn)在成為我國地基處理的一項(xiàng)重要技術(shù)。

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[責(zé)任編輯：鄧麗麗]