強(qiáng)夯法在受局限區(qū)域路基加固中的應(yīng)用

◎ 牟志杰　煙臺(tái)市市政養(yǎng)護(hù)管理處

強(qiáng)夯法在受局限區(qū)域路基加固中的應(yīng)用

◎ 牟志杰煙臺(tái)市市政養(yǎng)護(hù)管理處

為滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求，各種道路建設(shè)不斷增多，然而，受多種因素影響，一些區(qū)域路基在使用中出現(xiàn)了問(wèn)題，這就需要應(yīng)用到加固處理，而加固效果最好的莫過(guò)于強(qiáng)夯法。強(qiáng)夯法處理路基施工工藝簡(jiǎn)單、工期較短、造價(jià)低，但需要考慮是否會(huì)對(duì)附近的建（構(gòu)）筑物造成影響甚至損壞，在這種受局限區(qū)域路基如何確定強(qiáng)夯參數(shù)，達(dá)到加固地基的目標(biāo)，同時(shí)根據(jù)已成熟的研究經(jīng)驗(yàn)，確定是否符合安全距離，避免對(duì)附近構(gòu)筑物造成破壞。因此，本文將從強(qiáng)夯法基本情況入手，結(jié)合影響強(qiáng)化效果的因素，重點(diǎn)研究強(qiáng)夯法在受局限區(qū)域路基加固中的應(yīng)用情況。

強(qiáng)夯法強(qiáng)夯參數(shù)安全距離

對(duì)于受局限區(qū)域路面坍塌來(lái)說(shuō)，施工難度較大，不便操作，為彌補(bǔ)這一不足，就需要應(yīng)用到一定的技術(shù)增強(qiáng)路面強(qiáng)度，強(qiáng)夯法作為一種新型方法，可以有效增強(qiáng)路面強(qiáng)度，防止路面出現(xiàn)坍塌等情況。但在利用強(qiáng)夯法的過(guò)程中，還需要注意一些問(wèn)題，只有這樣才能保證施工順利完成。因此，有必要研究強(qiáng)夯法在受局限區(qū)域路基加固中的應(yīng)用。

1.強(qiáng)夯法概述

1.1強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法又稱“動(dòng)力壓實(shí)法”或“動(dòng)力固結(jié)法”，一般是通過(guò)8-30噸重的夯錘，落距控制在8-20米，在計(jì)算確定參數(shù)后，通過(guò)反復(fù)對(duì)所處理路基施加沖擊能，從而可以有效提高路基土的強(qiáng)度。

1.2強(qiáng)夯法優(yōu)缺點(diǎn)

之所以將強(qiáng)夯法應(yīng)用到受局限區(qū)域中，主要是由于它所需設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，只要有一定的起重機(jī)、水準(zhǔn)儀以及夯錘等即可，所需資金投入也很少，同時(shí)，還能夠減少對(duì)周圍環(huán)境的破壞，不僅可以有效提高路基土層的均勻程度，減少路基差異沉降出現(xiàn)的可能性，還具有工期短，經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，當(dāng)強(qiáng)夯法被應(yīng)用到加固地基中以后，可以增強(qiáng)填料與原地面的緊密度，有效避免了路面坍塌等問(wèn)題的出現(xiàn)。然而，在利用強(qiáng)夯法的過(guò)程中，還存在一些問(wèn)題，主要在于地基中存在軟夾層時(shí)，夯擊力傳遞會(huì)受到影響，加固效果也會(huì)隨之降低。這也是應(yīng)用強(qiáng)夯法加固路基中需要重點(diǎn)注意的問(wèn)題，防止出現(xiàn)不良情況。

2.影響強(qiáng)夯效果的因素

2.1夯錘質(zhì)量與落距

影響強(qiáng)夯效果最主要的因素是夯錘質(zhì)量與差距，通常情況下，夯錘質(zhì)量越好，距離地面的差距越大，夯擊時(shí)所產(chǎn)生的能量也就越大，只需要少量夯擊就可以完成夯實(shí)。但值得注意的是，盡管夯錘質(zhì)量與差距會(huì)帶來(lái)較好的夯實(shí)效果，但同時(shí)也會(huì)消耗大量能量，因此，并改變夯錘越重效果越好的錯(cuò)誤觀念。在實(shí)際施工中，應(yīng)聯(lián)系土質(zhì)與加固實(shí)際選擇合適的夯錘質(zhì)量與距離地面距離。

2.2夯點(diǎn)布置措施

夯點(diǎn)布置措施也會(huì)影響夯實(shí)效果，一般來(lái)講，在利用強(qiáng)夯法的過(guò)程中通常會(huì)采用正方形或三角形的布置方式，但在實(shí)際使用中具體選擇哪種方式還需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐鼗再|(zhì)等內(nèi)容確定。在首次夯實(shí)的過(guò)程中，夯擊點(diǎn)應(yīng)控制在夯錘直徑的三倍左右，然后隨著間距不斷縮短，這樣不僅可以保證夯擊深度，還可以強(qiáng)化夯實(shí)效果。

2.3夯擊停歇時(shí)間

夯擊停歇時(shí)間也是影響夯實(shí)效果的重要因素。在利用強(qiáng)夯法的過(guò)程中，夯擊頻率通常會(huì)受到土層孔隙水壓力消失速度影響，由于土層不同，空隙狀況也會(huì)不同，所以要獲得良好的夯實(shí)效果，就要聯(lián)系施工地土質(zhì)確定夯擊停歇時(shí)間。如果施工地土質(zhì)以砂性土為主，由于該種土質(zhì)滲透性較好，水分消失過(guò)快，這就需要增強(qiáng)夯實(shí)次數(shù)；如果土質(zhì)為黏性土，滲透能力差，水分不易流失，就需要增加夯擊停歇時(shí)間，做好夯實(shí)處理。

2.4土層厚度

夯擊效果高低也與土層厚度有直接關(guān)系。一般來(lái)講，土層越薄，越容易夯實(shí)；土層越厚，在夯實(shí)的過(guò)程中所受到的沖擊力也就越大，夯實(shí)效果也就越差。

3.強(qiáng)夯法在受局限區(qū)域路基加固中的應(yīng)用實(shí)例分析

在某機(jī)場(chǎng)航站區(qū)道路路基施工中，由于前期土石方施工中存在回填寬度不足，回填土壓實(shí)度經(jīng)檢測(cè)，不能滿足路基壓實(shí)度要求等問(wèn)題，同時(shí)考慮此處路基填筑高度在5-7米范圍，整體反挖回填工程量較大，工期較長(zhǎng)，屬于典型的受局限區(qū)域路基。為做好加固處理，保證路面在后期能夠正常使用，因此考慮采用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。但是此處強(qiáng)夯范圍與外側(cè)石砌體河道凈距離在12-16米間，需要確定是超過(guò)安全距離，防止強(qiáng)夯可能對(duì)河道墻體造成破壞。同時(shí)設(shè)計(jì)了以下施工設(shè)計(jì)圖。

通過(guò)上圖可以得知，在該路段需要將強(qiáng)夯寬度控制在22米，反挖回填寬度也則控制在9-12米之間，臺(tái)背寬度則要控制在4米左右，只有這樣的設(shè)計(jì)才能達(dá)到加固路基的作用，做好路基設(shè)計(jì)工作。同時(shí)，實(shí)際設(shè)計(jì)完成以后還發(fā)現(xiàn)，在確定強(qiáng)夯法處理方案后，需要解決兩個(gè)問(wèn)題。

3.1強(qiáng)夯參數(shù)的確定

我國(guó)常用如下經(jīng)驗(yàn)公式估算有效加固深度：有效加固深度H≈α

其中M為夯錘重量（噸），h為夯錘落距（米），α為修正系數(shù)，根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002，碎石土修正系數(shù)范圍為0.6-0.75。

根據(jù)有效加固深度8米計(jì)算，夯擊能確定為1200kN·m。根據(jù)夯擊能確定其他強(qiáng)夯參數(shù)：夯錘重量為10噸，夯錘落距為12米。

圖1　機(jī)場(chǎng)航站受局限區(qū)域路基施工示意圖

3.2避免對(duì)砌體河道造成破壞的安全距離

根據(jù)東南大學(xué)巖土工程研究所方磊等的研究，安全距離S與強(qiáng)夯能量的相互關(guān)系式可以歸納為S=其中K為經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)，可以取1.1-1.2，W為夯錘重量（噸），h為夯錘落距（米），所以本工程的安全距離為12米。

最終確定施工方案為，對(duì)原狀路基范圍實(shí)施強(qiáng)夯處理，夯擊能為1200 kN·m，第一遍夯點(diǎn)按5米×5米方格網(wǎng)布設(shè)，第二遍在第一遍夯點(diǎn)間內(nèi)插布設(shè)。補(bǔ)填路基范圍采用反挖分層回填方式處理，以保證安全距離。同時(shí)，確定了施工順序，為保證施工順利完成，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：第一，確保施工場(chǎng)地清潔；第二，重視場(chǎng)地高程測(cè)量，尤其要將首次夯實(shí)位置確定；第三，讓起重機(jī)夯錘準(zhǔn)確落在需要夯實(shí)的部位，且保證高程合理；第四，保證夯錘與地面之間的距離在10米左右，待到夯錘自然落下，確定好高程高度，如果在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)坑底傾斜的情況，就要馬上糾正，保證坑底平整；第五，重視夯實(shí)次數(shù)，控制還夯實(shí)時(shí)間。

根據(jù)確定的施工方案，在保證安全距離的前提下順利完成強(qiáng)夯，安全距離以外的塊石砌體河道構(gòu)筑物沒(méi)有受到振動(dòng)波及。這說(shuō)明強(qiáng)夯可以在受局限區(qū)域路基中發(fā)揮良好作用，從而達(dá)到節(jié)省工期和經(jīng)濟(jì)性雙重效果。此外，夯實(shí)順序也是影響夯實(shí)效果的重要內(nèi)容，在夯實(shí)中還要注意與當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的聯(lián)系，并做好夯實(shí)檢查工作，主要了解在夯實(shí)中是否對(duì)附近建筑物或其他設(shè)施造成不利影響。同時(shí)，由于剛夯實(shí)完的路面承載能力較差，也容易受雨水沖刷，這就需要做好防護(hù)工作，防止在養(yǎng)護(hù)中受到不良因素的影響，造成不必要的破壞。

4.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上研究得知，強(qiáng)夯法是現(xiàn)階段一種常用的加固地基方法，因其效果好、操作方便被應(yīng)用到各個(gè)施工場(chǎng)地中。受局限區(qū)域路基是一種特殊的現(xiàn)象，施工難度較大，要求也就為特殊，要加固受局限區(qū)域路基就需要應(yīng)用強(qiáng)夯法來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣不僅能可以節(jié)省資金投入，還可以減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，還可以有效防止路面在使用中出現(xiàn)問(wèn)題。因此，本文聯(lián)系實(shí)際情況，分析了強(qiáng)夯法及其優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合應(yīng)用強(qiáng)夯法真實(shí)案例，研究利用強(qiáng)夯法給受局限區(qū)域路基加固所帶來(lái)的好處，希望能為相關(guān)人士帶來(lái)有效參考，做好路基加固工作。

［1］張沁兵等，強(qiáng)夯加固有效深度的計(jì)算與分析，山西建筑第34卷，第四期，2008年2月，146頁(yè).

［2］方磊等，強(qiáng)夯振動(dòng)影響與構(gòu)筑物安全距離研究，東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），第31卷第3期，2001年5月.

［3］宋立龍.高速公路路基施工中強(qiáng)夯法技術(shù)的應(yīng)用［J］.黑龍江科學(xué)，2014，01：112.

［4］葛傳勇.強(qiáng)夯法在軟土路基加固中的應(yīng)用及舉例［J］.科技創(chuàng)業(yè)家，2014，07：37-38.

［5］李華，韓尚宇，李紅.低能強(qiáng)夯法在臺(tái)背填料加固中的應(yīng)用研究［J］.路基工程，2013，05：117-120.