路基強(qiáng)夯技術(shù)在公路工程中施工中的應(yīng)用

秦鈺娟 魯乾坤

【摘要】強(qiáng)夯技術(shù)最早產(chǎn)生于法國，作為一種地基加固技術(shù)，主要是通過中水與落距過程中形成的沖擊波、沖擊能和動應(yīng)力，對地基實(shí)現(xiàn)加固的一種形式。強(qiáng)夯法的運(yùn)用能夠有效提升地基土的強(qiáng)度，不僅能夠使土的壓縮性降低，而且在一定程度上還能將土的抗液化性能得到改善。以下就是針對某地區(qū)的工程項(xiàng)目對關(guān)于強(qiáng)夯技術(shù)在公路工程路基施工中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

【關(guān)鍵詞】公路工程；路基加固；強(qiáng)夯技術(shù)；

軟土路基處理的方式相對較多，優(yōu)缺點(diǎn)各不相同。公路對路基沉降的要求較高，經(jīng)常出現(xiàn)路基失穩(wěn)或過量沉降等現(xiàn)象，所以在公路施工過程中，應(yīng)與實(shí)際的工程相結(jié)合，選用合適的處理方法。軟基路堤變形規(guī)律和處理方法一直是公路建設(shè)關(guān)注的要點(diǎn)。本文主要以某公路施工標(biāo)段為基礎(chǔ)，開展了軟土路基處理方法的研究，主要分析了公路軟基強(qiáng)夯處理工程，重點(diǎn)論述了強(qiáng)夯法的工藝、施工方法和施工控制要點(diǎn)等。

一、強(qiáng)夯法的施工加固原理

強(qiáng)夯法是通過強(qiáng)大的夯擊能對地基產(chǎn)生的沖力，并在地基中形成沖擊波，在沖擊力的作用下，夯錘沖切上部土體，破壞土體結(jié)構(gòu)，構(gòu)成夯坑，并通過動力對周圍土實(shí)施擠壓。強(qiáng)夯法加固地基的加固原理存在三種不同：動力密實(shí)、動力固結(jié)及動力置換，地基土的類型和強(qiáng)夯施工工藝對其產(chǎn)生決定性影響。以動力密實(shí)的原理為基礎(chǔ)，運(yùn)用強(qiáng)夯加固多孔隙、粗顆粒、非飽和土的過程，則稱之為沖擊型動力荷載，減少了土中的孔隙，使土體達(dá)到密實(shí)狀態(tài)。進(jìn)一步將地基土的強(qiáng)度得到提升。整式置換是運(yùn)用強(qiáng)夯將碎石整體向淤泥內(nèi)擠入，期作用原理一般與換填墊層類似。

二、強(qiáng)夯技術(shù)的施工特點(diǎn)

1.于各類土層相適應(yīng)：在各類砂性土、粉土、一般粘性土、黃土、人工填土等工程加固中得到應(yīng)用，與其他技術(shù)措施相結(jié)合，也可在軟土地基加固中進(jìn)行使用。

2.廣闊的應(yīng)用范圍：在工業(yè)廠房、設(shè)備基礎(chǔ)、民用建筑、油罐、鐵道、公路、橋梁、港口碼頭以及機(jī)場跑道等工程地基的加固中得到應(yīng)用。

3.顯著的加固效果：地基通過強(qiáng)夯處理后，可能使地基承載力及壓縮模量得到提高，消除膨脹性和濕陷性，避免振動液化現(xiàn)象出現(xiàn)。

4.深度的有效加固：與國內(nèi)外的工程情況相結(jié)合，通常情況下，強(qiáng)夯法加固深度可達(dá)到6～8m。

5.簡便的施工機(jī)具：履帶式起重機(jī)時(shí)強(qiáng)夯施工的主要機(jī)械設(shè)備。

6.節(jié)省材料：通常情況下強(qiáng)夯處理是在原狀土上對夯擊能量進(jìn)行施加，不需要添加其它建筑材料，對建筑材料的購置、運(yùn)輸以及打入地下的施工費(fèi)用得到一定程度地節(jié)省，大大縮短了施工周期。

7.工程造價(jià)的節(jié)省：由于強(qiáng)夯工藝不需要建筑材料，因此在建筑材料的購置、運(yùn)入、制作及打入方面的費(fèi)用有所節(jié)約，所以具有低廉施工造價(jià)的特點(diǎn)。

8.制作較快：只要施工工藝相符，強(qiáng)夯工藝無需制作建筑材料，從而縮短了工程施工周期。

三、路基強(qiáng)夯技術(shù)在公路工程施工中的應(yīng)用

1.工程概況

某公路第十四標(biāo)段運(yùn)用強(qiáng)夯施工技術(shù)夯實(shí)處理多段路基原地面，對于超過6m填方高度的路段，每填4m都應(yīng)進(jìn)行一次重夯加固。K250+549～K250+720段屬于軟土地基，兩層30cm手?jǐn)[片石砂礫填縫處理以后，運(yùn)用強(qiáng)夯施工的方法實(shí)施夯實(shí)加固。目前以該軟土地基作為例子，對強(qiáng)夯施工工藝在公路工程中的應(yīng)用進(jìn)行了簡述。

2.施工方案的確定

由業(yè)主、監(jiān)理及施工單位三方通過對軟土地基進(jìn)行了兩次調(diào)查，運(yùn)用挖掘機(jī)直接進(jìn)行1.5m深的深坑開挖，與土工試驗(yàn)相結(jié)合，判斷該路段屬于軟土地基，因此應(yīng)對其進(jìn)行軟土地基處理。施工單位將施工方案上報(bào)，由監(jiān)理、業(yè)主批準(zhǔn)后即可進(jìn)行施工作業(yè)。最后所確定的方案如下：第一層手?jǐn)[片石為30cm，采用砂礫進(jìn)行填縫處理并用砂礫將片石表面調(diào)平。采用20T光輪振動壓路機(jī)對其進(jìn)行碾壓，使其達(dá)到無輪跡狀態(tài)即可。第二層施工方法與第一層相同。完成兩層施工后運(yùn)用強(qiáng)夯施工技術(shù)對其進(jìn)行重夯加固處理。

3.施工工藝

（1）運(yùn)用25t的履帶式起重機(jī)作為施工機(jī)械，夯錘選用重量為12.5t的鑄鐵錘，錘底直徑為2.5m。選用拉索牽引拖錘式拖錘器。在施工國恒忠，應(yīng)從軟基處理范圍兩側(cè)邊緣夯擊至中心，為了便于施工，應(yīng)運(yùn)用隔行夯擊，強(qiáng)夯施工的施工工藝為：

布置第一遍夯點(diǎn)→準(zhǔn)確測定砂礫頂面標(biāo)高→機(jī)械入場→測量夯錘高度→每次夯擊下沉量的測量→第一個(gè)夯點(diǎn)夯擊完成→第二遍夯擊開始→滿夯→砂礫頂面標(biāo)高的測量→施工完成。

（2）單擊夯能和滿夯的施工參數(shù)分別為1250KN·m、1000KN·m。

（3）布置夯點(diǎn)：夯點(diǎn)之間應(yīng)有5m的間隔，完成第一、二遍夯擊以后，可進(jìn)行滿夯。滿夯施工時(shí)，相鄰夯點(diǎn)彼此應(yīng)有1/4的搭接。

（4）確定單點(diǎn)夯擊數(shù)。與單點(diǎn)最后兩擊夯坑下沉出在5cm以下的方法相結(jié)合，對單點(diǎn)夯擊次數(shù)進(jìn)行確定。2遍主夯和最后一遍滿夯為夯擊的次數(shù)。并分析該路段的全部夯點(diǎn)夯沉量。

4.沉降觀測

強(qiáng)夯施工結(jié)束后，可開展填土施工，并對沉降板進(jìn)行埋設(shè)。運(yùn)用δ16mm鋼板制作成20cm的矩形，使其作為沉降板底座。運(yùn)用φ20鋼管中間焊接絲桿進(jìn)行連接，使其作為沉降桿進(jìn)行使用。在底座中心直接對底節(jié)沉降桿進(jìn)行焊接，沉降桿長度應(yīng)控制在23～25cm范圍內(nèi)。與填土高度相結(jié)合進(jìn)行逐節(jié)加高。采用內(nèi)徑為φ30的鍍鋅鋼管包裹沉降桿，并用管箍實(shí)施連接。確保沉降板能隨著地基進(jìn)行自由沉降，便于對軟基處理后地基沉降量的觀測。在完成軟基處理以后，每10進(jìn)行一次沉降觀測，將數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確記錄，便于對軟基處理后的效果試試總結(jié)分析。以5個(gè)月的測量數(shù)據(jù)為依據(jù)，軟基處理后的前兩個(gè)月總沉降量為5cm，以后不再有沉降出現(xiàn)。

四、施工中常見的問題及處理方法

1.土搗

土搗產(chǎn)生的原因是由于墊層厚度較薄，第一遍夯坑過深，導(dǎo)致第二遍點(diǎn)夯時(shí)出現(xiàn)土搗現(xiàn)象。在處理時(shí)，應(yīng)運(yùn)用調(diào)整施工工藝的方法，對墊層厚度增加，調(diào)整強(qiáng)夯施工參數(shù)，并加強(qiáng)排水處理。

2.彈簧土

與規(guī)定壓實(shí)度所需要的含水量相比，土的含水量較高而造成無法壓實(shí)的粘性土體則被稱之為彈簧土。當(dāng)?shù)鼗鶠檎承酝燎矣休^大含水量存在，基本達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，夯打后地基會有踩上去顫動的感覺。在處理彈簧土?xí)r通常會采用以下方法：為了使土體的排水固結(jié)得到加快，在夯點(diǎn)間設(shè)置豎向排水通道，注重排水工藝，將局部“彈簧土”挖除，然后換用混石進(jìn)行填筑，并將原有的夯擊施工改為翻曬處理。

3.拔錘難度較大。對于拔錘困難的問題來說，一般可運(yùn)用以下方法進(jìn)行改善：將夯錘底面積改變，選擇接地比壓力下且錘底面積較大的行水；對場內(nèi)排水和沉降進(jìn)行加大；疏通夯錘中部的通氣孔，并調(diào)整強(qiáng)夯施工參數(shù)即可。

五、結(jié)語

綜上所述，作為一種地基處理技術(shù)，強(qiáng)夯法在公路工程施工中的應(yīng)用已基本達(dá)到成熟。由于施工過程中所使用的機(jī)械設(shè)備較少、施工成本較低、施工速度較快以及作業(yè)處理效果好的特點(diǎn)，所以較為普遍的應(yīng)用于公路路基施工處理中。在公路路基施工中運(yùn)用強(qiáng)夯法技術(shù)時(shí)，應(yīng)與施工作業(yè)處理地區(qū)的實(shí)際情況相結(jié)合，合理確定強(qiáng)夯施工作業(yè)參數(shù)，嚴(yán)格按照相關(guān)施工作業(yè)技術(shù)規(guī)范實(shí)施管理，促使強(qiáng)夯路基的處理效果得到有效保障，提升公路路基的承載力。

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