公路軟基加固中強(qiáng)夯法施工技術(shù)的應(yīng)用

吳睿軍+雷少鵬

摘 要： 為實現(xiàn)公路工程規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，推動整個道路建設(shè)事業(yè)的進(jìn)步。必須重視施工方式、施工技術(shù)的合理選用。強(qiáng)夯法作為公路工程軟基處理的重要技術(shù)之一，其技術(shù)水平的高低將直接影響到公路工程的整體質(zhì)量，甚至影響到公路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為此，本文主要對強(qiáng)夯法加固機(jī)理、公路軟基施工中強(qiáng)夯法的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞： 強(qiáng)夯法；公路工程；軟基處理；技術(shù)應(yīng)用

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升對公路工程建設(shè)提出了新要求，要求通過創(chuàng)新體制、完善政策，進(jìn)一步提升公路工程建設(shè)力度。強(qiáng)夯法作為公路工程軟基處理的重要方式，其施工效果是否良好直接影響著公路工程的整體質(zhì)量，為此，施工單位必須重視強(qiáng)夯法的應(yīng)用，在規(guī)范施工工藝的同時，不斷改進(jìn)技術(shù)，提高公路建設(shè)的整體質(zhì)量，提升交通運輸行業(yè)的發(fā)展水平。

一、強(qiáng)夯法加固機(jī)理

強(qiáng)夯法是為達(dá)到軟土地基承載力提升的目的，由相應(yīng)高度利用重錘自由下落對土層夯擊，確保地基快速固結(jié)的重要手段。在沖擊力影響下，夯錘能夠沖砌上部土體，進(jìn)而破壞土體結(jié)構(gòu)，以此形成夯坑，且動力擠壓附近土達(dá)到隆起目的。于非飽和土地基，沖擊力對地基土壓密施工過程等同于實驗室擊實實驗，具有顯著擠密效果。于飽和無粘性土而言，在沖擊力影響下，土體極易出現(xiàn)液化現(xiàn)象，相比爆破、振動密實過程，壓密過程具有一致性。于飽和粘性土地基而言，錘擊作用下，受損害的地基土體結(jié)構(gòu)一般位于夯擊點周圍，特定范圍內(nèi)將有超孔隙水壓力出現(xiàn)于地基土體內(nèi)，伴隨時間變化，將漸漸消除孔隙水壓力，以此固結(jié)地基土體、降低孔隙比及提升土體強(qiáng)度。現(xiàn)階段，地基加固選取強(qiáng)夯法的主要分為3種加固機(jī)理，具體如下：

第一，動力密實。動力密實一般用于多孔隙、粗顆粒、非飽和土強(qiáng)夯加固施工，也就是通過沖擊型動力荷載，降低土體內(nèi)孔隙，達(dá)到密實土體及地基土強(qiáng)度提升的目的。在夯實非飽和土環(huán)節(jié)，也就是擠出土內(nèi)空氣的環(huán)節(jié)，因土顆粒相對位移將產(chǎn)生夯實變形現(xiàn)象。

第二，動力固結(jié)。通過動力固結(jié)原理可進(jìn)行細(xì)顆粒飽和土強(qiáng)夯加固。在土內(nèi)沖擊能量增加才能有巨大應(yīng)力波出現(xiàn)，進(jìn)而對土體原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損壞，促使液化現(xiàn)象出現(xiàn)在土體一定位置且出現(xiàn)大量裂縫，以此達(dá)到排水通道增設(shè)，順利排出孔隙水，當(dāng)去除超孔隙水壓力后，才能達(dá)到固結(jié)土體的目的。

第三，動力置換。整式置換與樁式置換為動力置換的主要類型，整式置換是指在淤泥內(nèi)通過強(qiáng)夯方式將碎石整個都納入，其功能與換土墊層基本一致。樁式置換是指在土體內(nèi)利用強(qiáng)夯方式填筑碎石，在軟土內(nèi)可間隔性地夯入一些碎石樁，進(jìn)而達(dá)到樁式碎石墩形成的目的。

二、公路工程軟基施工中強(qiáng)夯法的技術(shù)應(yīng)用

某公路工程全長11.093千米，粉土與粉質(zhì)黏土為該路段地層土質(zhì)。選用強(qiáng)夯法對其進(jìn)行施工，100KN為設(shè)計夯錘重量，選用圓形鑄鋼錘（2.25米直徑）作為錘底。正方形為強(qiáng)夯夯點布設(shè)形式，為確保夯擊效果，必須對試驗段進(jìn)行強(qiáng)夯試驗，該試驗段表面土體液限實際為31.8%，10.5為塑性指數(shù)，13.3%為其含水量最佳值，每立方米最大干密度為1.86克，2.1米為地下水位。

1、施工準(zhǔn)備

公路工程軟基施工前，必須對地表附著物、地質(zhì)條件、地下構(gòu)造物等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，選用有效措施對施工質(zhì)量影響的各種因素進(jìn)行處理。如強(qiáng)夯施工出現(xiàn)的振動影響到周圍建筑物時，必須進(jìn)行監(jiān)測點的設(shè)置，同時選用開挖減振溝等措施進(jìn)行施工，并進(jìn)行現(xiàn)場臨時防護(hù)措施及排水設(shè)施的合理設(shè)置。

2、平整場地

進(jìn)入施工現(xiàn)場前，施工機(jī)械必須對場地進(jìn)行平整施工。如場地平整可選用推土機(jī)進(jìn)行施工，為強(qiáng)夯施工提供便利。并準(zhǔn)確估算夯擊后地面沉降情況，在夯擊情況充分結(jié)合的情況下，確定地面高程。公路工程軟基施工前詳細(xì)查看地下管線與構(gòu)造物位置等，防止破壞情況的大量出現(xiàn)。

3、測量放樣

測量放樣施工必須嚴(yán)格遵循設(shè)計規(guī)定進(jìn)行，6米為夯點間距離。布設(shè)樁形時以正方形為主。在第一遍正方形中心點位置布設(shè)第二遍夯點，各個夯點位置可通過全站儀及鋼尺標(biāo)進(jìn)行標(biāo)示，一般選用的標(biāo)示材料為白灰與木樁，隨后測量各個夯點原地面高程。160kpa與180kpa為夯前原地表檢測的地基承載力，與施工規(guī)定相比較小。施工前期，強(qiáng)夯處理范圍內(nèi)水位與3.5米相比較低，如3.75米等。逐點夯擊，對各點位進(jìn)行夯擊作業(yè)，測量其沉降量與孔隙水壓力，并進(jìn)行詳細(xì)記錄。

4、碎石鋪設(shè)

如飽和細(xì)顆粒土存在于地表內(nèi)或具有較高地下水位時，必須將碎石層鋪筑到亞粘土表面，將其鋪設(shè)厚度在2米范圍內(nèi)進(jìn)行有效控制，碎石鋪設(shè)功能為對承受強(qiáng)夯機(jī)械進(jìn)行持力，同時控制沖擊波出現(xiàn)的上部土層松動情況，并達(dá)到及時消散超靜水壓力的作用。

5、夯點施工

夯擊公路工程軟土地基前，必須準(zhǔn)確標(biāo)注第一次夯擊位置，一般選用的材料為小木樁與石灰，確保其誤差在5厘米以下，為測量地面高程提供便利。夯點施工可分三個階段進(jìn)行，第一階段，公路工程軟基施工前，先對施工場地進(jìn)行平整作業(yè)，對場地標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測，確保其與設(shè)計起夯面標(biāo)高規(guī)定相符合，隨后通過全站儀向施工場地內(nèi)進(jìn)行施工圖角點引測，并進(jìn)行坐標(biāo)控制。通過監(jiān)理人員檢驗后，確保其質(zhì)量符合施工規(guī)定，再選用一般經(jīng)緯儀，根據(jù)施工圖進(jìn)行第一遍夯點布設(shè)，并用白灰標(biāo)識出夯點位置，為夯錘準(zhǔn)確就位提供便利。強(qiáng)夯機(jī)械設(shè)備就位后，應(yīng)先測量夯錘落距，同時選取有效方案，避免夯擊過程出現(xiàn)偏差，保證每擊都能符合相關(guān)規(guī)定，如單擊夯擊能等。于此同時，對就位后的錘頂面標(biāo)高與地面標(biāo)高進(jìn)行測量，為夯坑深度計算提供便利。起重機(jī)就位后，將夯錘向預(yù)定高度起吊，并將脫鉤裝置開啟，等到夯錘脫鉤自行落下后，將吊鉤放下，進(jìn)行錘頂高程的測量。如兩擊無法滿足沉降需求，必須將石塊填實到夯坑內(nèi)，隨后連續(xù)夯擊。確保其符合施工規(guī)定后，方可停止夯擊作業(yè)。

第二階段，完成第一遍夯點施工后，在監(jiān)理工作者的監(jiān)督下，必須進(jìn)行夯坑回填、場地平整機(jī)地面抄平作業(yè)。隨后再次利用全站儀向施工場地內(nèi)進(jìn)行施工圖角點引測，并進(jìn)行坐標(biāo)控制。同時，可選用白灰進(jìn)行夯點標(biāo)識，該施工方式和第一階段相同。

第三階段，該階段為滿夯施工，不需要布設(shè)夯點及觀測夯沉量，只需要對夯擊數(shù)、夯錘落距等進(jìn)行有效控制。平底鑄鋼錘（2.4米）為本工程夯錘，25噸為夯錘重量。完成滿夯施工后，場地整平時，可選用推土機(jī)進(jìn)行施工，平整碾壓標(biāo)高必須符合施工規(guī)定。

三、結(jié)束語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，大量新技術(shù)、新材料被廣泛地應(yīng)用到公路工程建設(shè)行業(yè)，進(jìn)而推動公路事業(yè)的快速發(fā)展。除此之外，在不斷提升工程建設(shè)力度的同時，還大大增加了工程建設(shè)的復(fù)雜程度，這種情況下要求必須不斷提升施工技術(shù)水平。強(qiáng)夯法施工技術(shù)作為高速公路路基施工的重要技術(shù)之一，只有提高施工技術(shù)水平、規(guī)范施工流程，才能將其功能充分發(fā)揮出來，才能實現(xiàn)公路工程經(jīng)濟(jì)效益最大化?！?/p>

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