強夯法在公路軟土地基處理中的應(yīng)用探究

蘇昌鷹

（青海省海西公路橋梁工程有限責(zé)任公司，青海 西寧 810000）

強夯法在公路軟土地基處理中的應(yīng)用探究

蘇昌鷹

（青海省海西公路橋梁工程有限責(zé)任公司，青海 西寧 810000）

在處理公路的軟土地基時，強夯法是最常見的一種方法，它主要是通過把夯錘反復(fù)地從一定高度下落從而產(chǎn)生沖擊，當(dāng)下落時可以將地基夯實，最終可以改善地基。由于應(yīng)用這種方法的投資是較少的，并且適用的范圍也是非常廣泛的，設(shè)備簡單，效果卻非常明顯，一般可用于承載力較高的地基。在應(yīng)用這種方法時主要在交通道路以及民用建筑等一些設(shè)施當(dāng)中，本文主要針對強夯法的一些應(yīng)用做出分析，可以為公路事業(yè)獻(xiàn)出一份力量。

軟土地基施工；強夯法；應(yīng)用

在處理地基時會應(yīng)用強夯法，這種方法適用的范圍也是比較廣泛的，一般在處理砂土地基、粉土地基、粘性土地基以及碎石土地基以及填土等方面效果都比較理想。這種方法可以減少壓縮性，也可以提高地基的強度，并且還可以降低土的濕陷性以及它的抗振動液化能力，所以，在處理地基時這種方法適用的范圍是很寬泛的。雖然這種方法普遍應(yīng)用，但也不是萬能的，在處理飽和度高的粘性土?xí)r就達(dá)不到理想的效果，對此，我們在應(yīng)用這種方法時必須要根據(jù)處理的具體情況來應(yīng)用，應(yīng)謹(jǐn)慎選取。

一、什么是強夯法

所謂強夯法又可以稱作是壓實法或者是動力固結(jié)方法。應(yīng)用這種方法時主要是通過把重錘反復(fù)地提高到一定的高處，然后再使其重重地落下，從而達(dá)到夯實地基的目的，同時要減少地基的壓縮性來提高它的強度。這種方法開始是應(yīng)用在20世紀(jì)的50年代，有著很長時間的歷史，是由英格蘭的工程師研究出來的，而首先應(yīng)用這種方法的則是在法國倡議的，在我國的應(yīng)用時間并不是太長。在應(yīng)用強夯法時，早些時候主要是用來處理碎石和砂土的，而施工方法隨著不斷地改進(jìn)是用來提高排水功能的，所以這種方法慢慢地被現(xiàn)在應(yīng)用到了強夯地基當(dāng)中。通過長時間地考證，該方法在施工時比較簡便，并且有著良好的加固效果，材料也相對節(jié)約，方便施工，施工方便，施工的時間也比較短等一些優(yōu)勢，所以這種方法的傳播速度已經(jīng)非常廣泛了。通過多年以來在公路施工時的實踐，這種方法已經(jīng)更加普遍地用在濕陷性黃土地基，碎石土地基，粘性土地基，素填土地基以及砂土地基等路基的處理中。強夯法適用的范圍是非常廣泛的，還可以應(yīng)用在塑性指數(shù)較高的土質(zhì)中，或者是淤泥、有著較高飽和度的粘土地基當(dāng)中。其中，表現(xiàn)較為突出的有幾點，喪失了抗剪強度、壓實強度不夠的、承載力不強的、表層土?xí)霈F(xiàn)橡皮土的、固結(jié)沉降能力差的，對這些地基處理都有一定的作用。由于施工技術(shù)隨著不斷的改善，在當(dāng)前所應(yīng)用的強夯法中也有了一些新工藝的進(jìn)展。在處理公路地基時，還可以采取人工排水的方法再加上強夯法，從而可以更加便捷地消散壓力，使土體固結(jié)，再通過回填碎石以及塊石等材料，強夯排開軟土。其目的就是為了把軟土與砂石樁有效地復(fù)合在一起。但是應(yīng)用這種方法時也會存在一些缺陷，在施工時由于強夯振動所以會產(chǎn)生很大的噪音，只適用在加固公路地基的處理，從而來提高路基處理后發(fā)生沉陷的問題，或是出現(xiàn)跳車等現(xiàn)象。

二、主要原理

如果我們在處理地基的非飽和土?xí)r應(yīng)用強夯法，必須要做好壓密，由于在夯擊時土體會產(chǎn)生一些液化的狀態(tài)，它的振動效果爆破基本是一樣的。但在處理飽和粘性土?xí)r的效果并不是非常明顯，然而處理成功的例子也是存在的，首先就要破壞土的結(jié)構(gòu)，讓其產(chǎn)生一些孔隙水壓力，再形成一個排水通道，從另一個方面來看，也就是說，應(yīng)用這種方法來處理軟土地基時最重要的一個原理就是通過重錘自下落時所產(chǎn)生沖擊最終達(dá)到夯實地基的目的。通過上下沖擊來振動對土中會產(chǎn)生一定的波進(jìn)行傳播，也就是我們所說的守恒定律，把地基看作是一個有彈性的空間，當(dāng)夯錘下落時，可以把重力轉(zhuǎn)換為重能，夯錘重力下落卻小，則它的動能會越大，當(dāng)落下的一瞬間，其大部分的重力都轉(zhuǎn)換成了動能，當(dāng)夯擊地面時會把動能分為兩個部分，第一部分，當(dāng)土體和夯錘產(chǎn)生摩擦?xí)r會產(chǎn)生一定的熱能，也就是沖擊時產(chǎn)生的振動，形成剪切波，壓縮波進(jìn)行傳播。第二部分就是向四周傳播聲波。通過強夯理論可以把這兩個部分解釋為當(dāng)出現(xiàn)較大的壓縮波時可以通過液相運動，并且增加水的壓力，也可以讓土顆粒產(chǎn)生錯位現(xiàn)象，從而解體軟土地基的骨架。而最終讓剪切波把軟土的顆粒達(dá)到一個密實狀態(tài)。此外，我們也可以應(yīng)用豎向分量的方法對軟土進(jìn)行松動，可以達(dá)到一個水平分量的作用讓軟土更加密實。

三、強夯法的施工應(yīng)用

（一）公路地基在施工時，我們必須要設(shè)計出一套有效的施工方案，也就是說必須要確定好夯擊的面積、次數(shù)、間距、夯擊能以及夯點的具體位置和間歇點的參數(shù)等要求，都應(yīng)全面的了解掌握。此外，我們在進(jìn)行施工前也要做好試驗，把需要強夯的地段作為一個標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確無誤地測出地基最大的承載力以及影響的深度等。我們在選擇試驗點時也是有具體要求的，必須要選在地質(zhì)情況比較合理并且具有各項指標(biāo)達(dá)到物理力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的地段進(jìn)行。同時，我們在進(jìn)行試驗時，必須要記錄好每個數(shù)據(jù)值，并且繪制出全面的各項指標(biāo)關(guān)系圖，了解夯擊的數(shù)量，水壓力的增量，夯坑隆起的體積以及面積等方面的數(shù)值，再繪制成圖，更為清晰地看出夯前夯后的對比，再通過數(shù)據(jù)來分析曲線的流程，掌握強夯法各個參數(shù)，經(jīng)過對比后再制定出作業(yè)方案。

（二）處理軟土路基前，必須要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。首先要根據(jù)設(shè)計圖紙找到需要測量放樣的具體位置，再確定強夯路線，如果是周圍有一些建筑物并且會影響其穩(wěn)定性的，就必須要先做好隔振溝的準(zhǔn)備，再對其周邊的淤泥開挖，保護(hù)好耕植土，整平作業(yè)場地，也可以利用壓路機對路基進(jìn)行碾壓，再處理好臨時排水系統(tǒng)，防止在路基范圍內(nèi)有水進(jìn)入，再計算出夯后可能發(fā)生的變形數(shù)值，所以這就需要進(jìn)行鋪設(shè)一些礦渣或者是粗集料等。把基礎(chǔ)工作鋪設(shè)好，可以準(zhǔn)備起重機，必須要根據(jù)設(shè)定好的參數(shù)進(jìn)行夯擊作業(yè)，在此過程中，必須要保證平穩(wěn)落錘，準(zhǔn)確地夯位，一旦坑底出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象時就會導(dǎo)致夯錘不穩(wěn)，必須要及時地用石料填平。在夯擊的過程當(dāng)中應(yīng)按照一定的順序進(jìn)行，分段夯擊，可以采用梅花型順序作業(yè)，在夯擊時也應(yīng)該有節(jié)拍地進(jìn)行，同時要有連續(xù)性，而在施工時必須要確保有充足的間歇時間，有完整的遍數(shù)，當(dāng)夯擊全部結(jié)束后，再根據(jù)施工方案做一個滿夯處理，把表層土做夯實處理，再進(jìn)行準(zhǔn)確地測量。

（三）在處理軟土路基時必須要保證強夯法的最終效果，所以，在此施工過程中，必須要確定好夯擊的深度、次數(shù)、體積、沉量、開口大小以及下沉值、夯沉量、加固的效果、水壓力等問題都必須要全面地了解，在施工現(xiàn)場一定要控制好技術(shù)指標(biāo)，做到?jīng)]有偏差。

四、控制好強夯的質(zhì)量

（一）對路基進(jìn)行施工前必須要做好準(zhǔn)備，平整場地并且清理干凈，對場地要進(jìn)行鋪設(shè)墊層，準(zhǔn)確找到夯擊的位置，對場地的調(diào)程進(jìn)行測量，對準(zhǔn)夯錘的位置，制定好標(biāo)高，一定要預(yù)定好錘起的高度，等到脫鉤自由落下后再放吊鉤，在此期間如果發(fā)現(xiàn)坑底出現(xiàn)了傾斜的現(xiàn)象應(yīng)及時地校正，避免出現(xiàn)夯錘歪斜的問題。必須要根據(jù)夯擊前所制定的次數(shù)以及控制的范圍來操作，應(yīng)對一個點夯擊完成后再進(jìn)行下一下點的作業(yè)，最后將夯坑填平。在設(shè)計好的間隔時間以后，反復(fù)地將以上步驟再繼續(xù)，直到完成規(guī)定的夯擊次數(shù)為止，最后以滿夯結(jié)束。最后把地基場地整體進(jìn)行夯實處理，測量場地的高程。一旦發(fā)現(xiàn)還存有積水時必須要及時排除，確保強夯的質(zhì)量。此外，在進(jìn)行強夯作業(yè)時會對周圍的建筑物產(chǎn)生一定的影響，所以提前要做好隔離準(zhǔn)備。

（二）在做好處理地基的準(zhǔn)備后，在施工前也要做好相應(yīng)的試驗測定，必須要準(zhǔn)確地校正設(shè)計參數(shù)，再對機械設(shè)備全面地考核其性能，有據(jù)可查。在進(jìn)行試夯時，必須要準(zhǔn)備一塊試區(qū)，從而來對比夯擊能的參數(shù)，以便提供選擇的論據(jù)。對此，可以從幾個方面來進(jìn)行。（1）充分地掌握處理地基時的強夯設(shè)計方案，并對出處提出意見，更加科學(xué)合理地完善設(shè)計方案。（2）在施工現(xiàn)場應(yīng)用的機具以及輔助裝置要提前檢查好，防止出現(xiàn)安全問題。（3）在夯實過程中必須要記錄好作業(yè)的數(shù)據(jù)，包括夯擊的深度、大小、體積以及沉量等都要詳細(xì)記錄，并且在每遍夯實后也要填寫好各項數(shù)值作為參考。（4）進(jìn)行強夯時，如果附近有建筑物等，必須要對其進(jìn)行前后監(jiān)測，對比出差距。夯前與夯后的對比是非常重要的，施工時一定要注意。

結(jié)語

公路施工當(dāng)中，強夯法是最常見的一種方法，它主要是通過把夯錘反復(fù)地從一定高度下落從而產(chǎn)生沖擊，當(dāng)下落時可以將地基夯實，最終可以改善地基。由于應(yīng)用這種方法的投資是較少的，并且適用范圍也非常廣泛，設(shè)備簡單，效果卻非常明顯，一般可用于承載力較高的地基，所以，在處理地基時這種方法適用的范圍是非常廣泛的。

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