淺析強夯法在高填方路基處理中的應用

王德武

摘要：法國Menard技術公司于上世紀60年代末首次創(chuàng)用強夯法處理地基法。隨后科學技術的不斷進步，強夯法愈加完善，且被廣泛應用于公路工程施工中。強夯法是指夯錘自由下落產(chǎn)生較為強大的沖擊波，通過此沖擊波達到密實地基的作用，同時在自由下落過程中夯錘的勢能將轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，降低土體內(nèi)孔隙體積，進一步密實土體，提升其強度。目前在濕陷性黃土、雜填土及砂土等地基中強夯法應用較多。地基經(jīng)過處理后，不均能夠提升其強度，還能達到壓縮性減小的作用。為此，將強夯法用于高填方路基，具有良好施工效果。本文通過具體工程案例，對高填方路基處理中強夯法的應用進行了分析與探究。

關鍵詞：強夯法；高填方路基；施工案例

一、工程案例

某公路工程為高填方路段，按照施工現(xiàn)場地質(zhì)勘察實際情況，32m為最大填方高度，設計要求處理后要求在150kpa以上控制地基土承載力特征值，30mpa為變形模量最小值。選取3000KN/m強夯處理法，按照試夯結(jié)果，選取正方形布設夯點，4m為其間距，24t為錘重，2.3m為直徑，選取間隔法跳打次夯點，13擊為單點夯擊數(shù)，4.5m為有效加固深度。當工后沉降與設計要求相符后，可選取粗顆粒土作為填料，如碎石等。

二、高填方路基強夯法施工工藝

1、測量放樣

根據(jù)施工圖規(guī)定，選取水準儀與全站儀進行強夯區(qū)域、點位的確定，且將坐標控制網(wǎng)點基樁安設到強夯范圍外，并將水準點合理布設到其附近，以此對高程、路基沉降加以控制。

2、試夯

試夯應在重錘夯擊施工前進行，便于夯錘落距、沉降量觀測，最后對夯擊總沉降量進行驗證。根據(jù)施工要求，可選取夯擊遍數(shù)、有效加固深度、單點總夯擊能等作為試夯參數(shù)。要求先進行路基土方層施工，當上土厚度在1.5m以上時，即可實施強夯作業(yè)，并對以上工序重復施工，保證填土厚度與施工規(guī)范規(guī)定相符。各個夯點連擊2次為1遍，如兩次夯擊沉降差在5cm以下或兩次夯沉量都小于15cm，則滿足設計規(guī)定。夯擊1遍后沉量量與施工規(guī)定不符時，可選取推土機進行整平作業(yè)，隨后實施第2遍夯擊作業(yè)，保證滿足設計要求。完成試夯作業(yè)后，需校正試夯確定的參數(shù)。大面積施工作業(yè)時無需檢測所有夯點沉降量，只需對夯擊次數(shù)、夯錘落距與夯點搭接等加以重視即可，相比錘底面積，要求在20%以上控制夯印搭接部分，1%為本工程夯點抽檢頻率。

3、強夯施工

選取6t重夯錘，1.65m為夯錘底面直徑。確定夯點位置后，需對地面高程進行準確測量，并做好記錄工作。以路基兩側(cè)邊坡坡腳外1m范圍內(nèi)控制強夯處理寬度，正方形為夯點布設形狀，3m為其間距，10m為第一次夯擊高度，600KN/m為夯擊能量。因第一次夯擊無法達到設計要求，需進行二次夯擊，同樣選取10m作為夯擊高度，600 KN/m為夯擊能量，2.14m²為夯錘底面積，且進行通氣孔設置。通過分析計算得出本工程夯擊有效加固深度為14.7m，與現(xiàn)場土方厚度需求相符。在地表粗平以后，根據(jù)土質(zhì)實際情況分段取樣進行各項試驗，如標準重型擊實、顆粒分析等。隨后將起重機放置到指定位置，保證夯錘與夯點位置對準無誤。每次將夯錘向起重臂最大高度提升，夯錘自由下落，并對錘頂點位置高程進行測量，如出現(xiàn)錘頂偏斜問題，需及時平整坑底。重復夯擊，根據(jù)試夯情況對夯實次數(shù)、控制標準進行確定。夯點滿足設計要求后，選取推土機整平施工。

4、施工監(jiān)測

夯擊施工前必須對錘重、落距進行詳細檢查，保證單擊夯擊能量與施工規(guī)定相符。同時應及時復核夯點放線情況，完成夯擊作業(yè)后，應對夯坑位置進行詳細檢查，避免出現(xiàn)偏移、漏夯等問題。根據(jù)施工規(guī)格規(guī)定，對各個夯點夯擊次數(shù)、夯沉量進行檢查，且做好各項參數(shù)記錄工作，保證施工質(zhì)量。

三、高填方路基強夯法施工質(zhì)量控制

公路工程建設發(fā)展中，路基承載能力和穩(wěn)定性對于工程質(zhì)量有著重要的影響，應根據(jù)工程具體情況，采取相應措施有效處理路基，保證其密實程度滿足施工要求。

高填方路基施工條件極為復雜，施工技術難度大，如何達到路基加固最佳效果極為重要。強夯處理技術是高填方路基常用施工方式，但由于施工條件具有復雜性，必須做好施工質(zhì)量控制工作，具體如下：

1、高填方路基處理中強夯法應用存在的主要問題為工后沉降，如工后沉降過大或存有不均勻現(xiàn)象，極易出現(xiàn)開裂問題，甚至出現(xiàn)工程部分功能缺失現(xiàn)象，導致安全事故發(fā)生，基于此必須對工后沉降問題加以重視。通過現(xiàn)場試夯，按照路基土性質(zhì)進行各項指標參數(shù)的確定，如夯擊能、夯擊遍數(shù)等，為地基工后沉降進行準確確定。根據(jù)工程監(jiān)測結(jié)果顯示，858d為工程沉降觀測總天數(shù)，74d為最后一個階段的天數(shù)，按照施工相關規(guī)范規(guī)定，工程沉降是否滿足穩(wěn)定階段需求，主要決定因素為沉降量、時間。當100d的沉降速率每天在0.01到0.04mm以下時，則表明其滿足穩(wěn)定階段要求。

2、夯擊施工中對其可能產(chǎn)生異常情況進行密切關注，如強夯施工到構(gòu)造物周圍，將對構(gòu)造物造成嚴重損害時，應馬上停止夯擊作業(yè)，且查明原因，及時作出科學有效的處理。如出現(xiàn)彈簧問題，可選取挖除換填法或無機結(jié)合料穩(wěn)定處理法進行施工。其一，挖除換填法。如存在大面積路基強夯彈簧問題，需全部挖除彈簧土及其下部潮濕土層，隨后將較差透水性的填料換填去除，隨后再次進行夯實作業(yè)。

填筑施工不僅能夠提高施工效率，還需做好防水措施，防止雨水滲入基層，再次產(chǎn)生彈簧問題。其二，無機結(jié)合料穩(wěn)定處理。小面積路基彈簧問題，且施工時間緊張的狀態(tài)下即可選取無機結(jié)合料穩(wěn)定處理，按照施工現(xiàn)場具體情況，對土方含水量進行詳細檢測，并確定生石灰、水泥的摻加量，因無機結(jié)合料每多摻加1%，則含水量會隨之降低2%左右，為滿足最佳含水量需求，必須再次進行夯擊作業(yè)。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著經(jīng)濟社會發(fā)展速度的不斷提升，我國公路工程建設規(guī)模逐步擴大，因公路建設具有較高技術標準，因此必須重視路堤填筑施工，特別是高填方路基。高填方路基壓實施工一般選取常規(guī)壓路機械，路基填料密度與施工設計要求相符，但碾壓功能具有局限性，無法解決石塊填料間的不穩(wěn)定嵌鎖骨架問題，導致壓實后仍存有空隙，最終導致沉降量過大。選取強夯法用于公路高填方路基施工，可有效解決以上問題，提升工程質(zhì)量。