強夯在公路軟土地基處理中的應用

劉建中

[摘 ?要]目前處理可軟弱地基的方法主要有強夯振沖碎石樁、砂樁等，而強夯法具有設備簡單、施工便捷、適應范圍廣、節(jié)省材料、降低投資、工期短等優(yōu)點，已被實踐證明是一種較好的、行之有效的地基處理方法，本文對強夯法處理軟土路基進行了探討。

[關鍵詞]公路工程 ?軟土地基 ?軟土處理 ?強夯法

中圖分類號：TU690 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）23-0214-01

一、強夯原理及適用范圍

軟土地基的孔隙比較大，含水量較高，承載力較低，在外部荷載特別是長期荷載作用下，土的沉降變形較大，極易破壞其上路基的穩(wěn)定性并影響行車質量。強夯原理在于通過重物夯擊對軟土施以強大的外部作用力，減小土的孔隙比，排除孔隙水，降低含水量;軟土在排水固結后結構得到改善，承載力提高，承受外界荷載時土的沉降量較小，從而提高路基的穩(wěn)定性。強夯適用于含水量較高的粘性土、濕陷性黃土地基施工，此外還可用于碎石、砂土及人工填筑地基施工。我公司所施工的青島至蘭州公路（寧夏境）東山坡至毛家溝高速公路A5合同段，濕陷性黃土段落主要分布于渝河河谷階地，屬于隴西地區(qū)黃土，為馬蘭黃土、黃土狀粉土。該段主要為農(nóng)田地區(qū)，表層0-2.3m為粉土，土質較均勻，下覆角礫層。本合同段非自重濕陷性黃土段落共長6640m，其中采用重錘強夯法處理的段落共3002m，共計113573㎡。

二、確定施工參數(shù)

①機械設備的確定。強夯施工采用30t以上帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機或其他專用設備。采用履帶式起重機時，在臂桿端部設置輔助門架或采取其他安全措施，防止落錘時機架傾覆。夯錘錘重及夯錘底面面積根據(jù)設計文件要求的單擊夯擊能確定。夯錘底面采用圓形，夯錘中對稱設置若干個上下貫通的氣孔。自動脫鉤采用開鉤法或用付卷筒開鉤。②夯錘落距確定。錘重按下式初步確定：影響深度=系數(shù)×（錘重×落距）×1/2，落距根據(jù)單擊夯擊能和錘重確定，③夯擊遍數(shù)的確定。夯擊遍數(shù)設計為3 遍，具體工程分主夯、副夯、滿夯3 種，以主、幅夯為主。一般第一遍隔一點跳夯，第二遍補第一遍空隙，第三遍為低能量滿夯全幅滿夯，達到錘印彼此搭接。④夯擊次數(shù)確定。強夯施工每一遍內各個夯點的夯擊次數(shù)，嚴格按圖紙設計夯擊次數(shù)，并同時滿足點夯的夯擊能量不小于2250kN·m，滿夯的夯擊能量不小于1200kN·m，夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起，不因夯坑過深而使起錘困難，且以使土體豎向壓縮最大而側向位移最小為原則。每個夯擊點安排專人檢查和記錄擊數(shù)，保證強夯質量。⑤夯擊點的布置，夯擊點布置與夯擊點位置可根據(jù)路基底平面形狀布置。⑥夯擊遍數(shù)間隔時間確定。具體間隔時間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間。凡是產(chǎn)生超孔隙水壓力、夯坑周圍出現(xiàn)較大隆起時，不能繼續(xù)夯擊，要等超孔隙水壓力大部分消散后，再夯下一遍。在一遍中若干夯擊次數(shù)后出現(xiàn)上述情況，也要遵循這一要求，停止夯擊，等超孔隙水壓力大部分消散后，再夯下一遍。具體間隔時間可根據(jù)工藝性試夯確定。施工時首先保證夯擊遍數(shù)間隔時間，并做詳細記錄，其次可根據(jù)實際情況調整施工流水順序，安排合理的流水節(jié)拍，力爭使各區(qū)段間達到連續(xù)夯擊，確保強夯質量。

三、施工方法

定出控制軸線、強夯場地邊線，釘木樁或點白灰標出主、副夯點位置，并測量場地高度，設水準基點。分段進行強夯，順序從邊緣夯向中央，一排一排夯，起重機直線行駛，從一邊向另一邊進行。起重機就位，使夯錘對夯點位置。測量夯前錘頂高程，確保夯擊能。夯擊時應按試驗和設計確定的強夯參數(shù)進行，起吊夯錘保持勻速，夯位應準確，不得高空長時間停留，嚴禁急升猛降防錘脫落。待夯錘自由下落后，放下吊鉤、測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜時，應及時將坑底整平。

停止作業(yè)時，將夯錘落至地面。夯錘起吊后，臂桿和夯錘下及附近15m 范圍內嚴禁站人。有建筑50m 范圍內不宜采用強夯措施。強夯開始時應檢查是否處于中心，若有偏心時，應采取在錘邊焊鋼板或增加混凝土等辦法使其平橫，防止夯錘傾斜。夯坑隨夯隨填，不過夜，以防積水，并視天氣情況變化而定。施工過程中，必須做好施工記錄，強夯過程中應對各項參數(shù)及施工情況作好詳細質量記錄。按設計規(guī)定次數(shù)及控制標準，完成各夯點的夯擊。點夯完成后用推土機整平場地，最后用低能量滿夯一遍。干燥天氣進行強夯時宜灑水降塵。當風力大于5 級時，應停止強夯作業(yè)，以防機械傾倒，保證安全。為防止飛石傷人，現(xiàn)場工作人員應戴安全帽。在夯擊時，所有人員應退出安全線以外，機械設備應嚴格按照操作規(guī)范進行操作。夯錘上應設通氣孔，如遇堵塞，應立即開通，加強強夯施工過程的監(jiān)測，施工中應有專人負責監(jiān)測工作。

四、技術措施

施工現(xiàn)場應設排水溝，以利地表積水及時排出場外，夯坑內積水應及時排出。根據(jù)勘察地質報告表明場地內填土絕大部分天然含水率較大，可能在施工過程中出現(xiàn)部分無法強夯區(qū)域，應會同監(jiān)理、設計、建設單位及時采取措施處理。強夯應分段施工，由邊向中，沿著地下水的排池方向施工，以免破壞天然排水通道的連續(xù)性形成“水囊”而造成的隱患。終夯條件：按設計要求最后兩擊平均夯沉量小于50mm。根據(jù)地質勘察報告提供的填土層天然含水率平均值，如果大大超過了最佳含水率，加之現(xiàn)在施工正是雨水較多的季節(jié)，因此對強夯施工質量會有很大影響，而且工期要求緊，不能按有關規(guī)定進行試夯;對于在施工過程中需建設、設計、監(jiān)理及施工各方加強聯(lián)系及時溝通，強夯完工后及時按規(guī)定進行檢測，為設計提供可靠數(shù)據(jù)。

五、強夯質量控制

按設計要求確定夯擊主、副點位置。夯擊時夯錘的氣孔要暢通，夯錘落地時應基本水平。各夯點應放線定位，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差及漏夯應及時糾正。強夯施工時應對每一夯擊點的單夯夯擊能量、夯擊次數(shù)和每次夯沉量等進行詳細記錄。各施工班組必須嚴格按照設計文件確定的施工參數(shù)進行施工，牢固樹立全局觀念，服從統(tǒng)一指揮按照質量認證質量條例控制質量。施工前認真閱讀施工技術文件，并層層進行技術交底，做到所有施工人員對設計要求、質量標準、施工方案人人心中有數(shù)。每打一個夯點，記錄員應對號進行記錄，并在施工圖上圈記，避免錯位和漏夯，發(fā)現(xiàn)偏差和漏夯時糾正。

強夯施工中根據(jù)場地地形考慮，排除地面水，排除方法采用以下方式：當自然條件允許時，可結合推土，利用自然坡排除積水到場地下，該工程主要考慮采用此種方式排水。如自然條件不好，可在場外設排水溝，利用抽積水到排水溝排走。隨時自檢，發(fā)現(xiàn)不合格，馬上返工直到合格;落點平穩(wěn)，夯位準確，如有錯位填平再夯;滿夯須錘與錘相交1/3，如此反復，夯完后進行場地平整及表面壓實。強夯下沉量控制采用鋼尺或水準儀測標高控制，最后兩擊平均夯沉量應不大于50mm，夯坑周圍不應有過大的隆起，發(fā)現(xiàn)有隆起時應預壓或小能量夯擊。為防止強夯對臨近建筑物或先有管溝造成不利影響，須在臨近建筑物或先有管溝與強夯區(qū)之間開挖防震溝予以預防。

結語：

強夯法處理軟土地基，施工操作簡便，投入人力和設備資源少、施工速度快，對砂土液化地基的處理效果尤為良好，在公路施工中是相對理想的軟土地基處理方式。

參考文獻：

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