強(qiáng)夯法施工技術(shù)在市政道路軟土路基處理中的應(yīng)用

張永杰

（甘肅機(jī)械化建設(shè)工程有限公司 甘肅省 730000）

1 引言

近年來，由于科技的不斷發(fā)展，各種道路工程施工技術(shù)不斷創(chuàng)新。在進(jìn)行市政道路工程施工的過程中，軟土路基的處理工程是整個(gè)工程中重要的施工環(huán)節(jié)，軟土路基的質(zhì)量對(duì)整個(gè)道路工程的質(zhì)量具有直接影響。在對(duì)市政道路工程中的軟土路基進(jìn)行處理時(shí)，運(yùn)用強(qiáng)夯法施工技術(shù)，能夠有效的提升復(fù)合地基的承載力，加固深層地基，降低施工對(duì)環(huán)境的影響，保證市政道路工程的質(zhì)量。

2 強(qiáng)夯法概述

2.1 強(qiáng)夯法的概念和特點(diǎn)

強(qiáng)夯法是指為了提升軟弱地基的承載力，運(yùn)用十幾噸或者百噸的重錘，從幾米或者幾十米的高處自由落下，對(duì)土體進(jìn)行動(dòng)力夯擊，使土體強(qiáng)制壓密，降低土體的壓實(shí)性，提高土體強(qiáng)度的方法，又稱為動(dòng)力固結(jié)法。強(qiáng)夯法適用于顆粒粒徑大于0.05mm的粗顆粒土，例如砂土、碎石土、雜填土、回填土、粘性土、粉煤灰以及低飽和度的粉土的施工。由于該種技術(shù)對(duì)環(huán)境的影響較小，成本較低，被廣泛的運(yùn)用于市政道路軟土路基處理施工中。

將強(qiáng)夯法運(yùn)用于道路路基施工中具有較大的優(yōu)勢(shì)，主要包括施工所用的機(jī)械工具和施工工具較為簡單、適用范圍較為廣泛、地基加固效果較好、工期較短和造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)。強(qiáng)夯法最初僅僅應(yīng)用于砂性土和碎石土地基的加固，經(jīng)過不斷的改進(jìn)和完善，強(qiáng)夯法的適用范圍不斷擴(kuò)大。由于強(qiáng)夯法具有眾多優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于各類工程中。

2.2 強(qiáng)夯法相關(guān)原理

（1）動(dòng)力固結(jié)原理。該項(xiàng)原理經(jīng)常被運(yùn)用到對(duì)細(xì)顆粒物的飽和土質(zhì)進(jìn)行夯實(shí)處理的施工中，運(yùn)用巨大的勢(shì)能沖力對(duì)土體進(jìn)行沖擊，破壞土體的原有結(jié)構(gòu)，使其產(chǎn)生對(duì)外溝通的孔隙，將土體內(nèi)的孔隙水排空，粉末化的土質(zhì)在失去空隙壓力以后可以固結(jié)硬化，能夠有效的提升土體的承載力。

（2）動(dòng)力密實(shí)原理。該項(xiàng)原理一般運(yùn)用于非飽和、多空隙以及粗顆粒土體的夯實(shí)加固施工中。運(yùn)用強(qiáng)夯法原理產(chǎn)生的巨大勢(shì)能沖擊，壓縮土體。由于原始的土壤顆粒并不是都是均勻的橢圓形或者圓形等，還存在著許多片狀體，從而使得土壤存在孔隙，強(qiáng)夯法能夠破壞這些結(jié)構(gòu)，使土壤顆粒物質(zhì)的接觸點(diǎn)發(fā)生錯(cuò)位變形，增加土壤顆粒之間的接觸面積，使土體更加密實(shí)，提升土體的承載力。

3 工程概況

某市政道路工程采用強(qiáng)夯法進(jìn)行軟土地基的處理，該道路施工區(qū)域的工程地質(zhì)條件如表1所示。

表1 施工區(qū)域的工程地質(zhì)條件分析

由于新近填土土質(zhì)松散，沒有經(jīng)過分層碾壓，不能滿足道路路基穩(wěn)定性要求，工程力學(xué)性質(zhì)較差。因此，新近填土和素填土是主要施工的地層。

4 強(qiáng)夯法施工技術(shù)在市政道路軟土路基處理中的應(yīng)用

4.1 工程設(shè)計(jì)

提高填土的承載力和密實(shí)度是本工程路基處理施工的主要目標(biāo)，因此，應(yīng)該在結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)道路工程的特點(diǎn)進(jìn)行分析。經(jīng)過分析可知，應(yīng)該采用強(qiáng)夯法進(jìn)行路基的處理。應(yīng)用強(qiáng)夯法進(jìn)行本工程的路基處理時(shí)，工程設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

（1）根據(jù)路基土的類型以及施工規(guī)范中強(qiáng)夯法規(guī)定的加固深度和處理深度，該工程采用的點(diǎn)夯單擊夯擊能選為1500kN·m，采用單擊夯擊能800kN·m滿夯。

（2）夯錘的質(zhì)量選擇為10～15t，夯錐的錘底靜壓為25～40kPa，夯錘上需要有眾多與頂面相通的排氣孔，孔徑為250～300mm。

（3）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯的結(jié)果分析來確定夯點(diǎn)的夯擊數(shù)，最后兩擊的平均夯沉量應(yīng)該在50mm以下，且在夯坑的周圍地面沒有產(chǎn)生較為明顯的隆起。在進(jìn)行試夯之前，應(yīng)該對(duì)單點(diǎn)的夯擊數(shù)進(jìn)行確定，如表2所示。

表2 單點(diǎn)夯擊數(shù)的確定

應(yīng)該先使用兩遍點(diǎn)夯，再進(jìn)行一遍低能量滿夯，在進(jìn)行滿夯時(shí)，應(yīng)該使用低落距錘和輕錘進(jìn)行多次夯擊。強(qiáng)夯點(diǎn)的夯點(diǎn)布置應(yīng)該按照長方形的形式，間距為8m×6m。

（4）應(yīng)該在所有點(diǎn)夯完成之后，用推土機(jī)將夯坑填平。該工程采用山皮土作為夯坑的回填料，最大粒徑小于10cm，含泥量小于20%。

（5）本次工程主要對(duì)素填土和新填土進(jìn)行處理，在強(qiáng)夯施工以后，將土體壓縮擠密，保證土體的密實(shí)度，減少路基的沉降，提高承載力。另外，經(jīng)過對(duì)該區(qū)域地質(zhì)資料的分析可知，該項(xiàng)目的場(chǎng)地地下水上層滯水，但是水量較小，并不會(huì)對(duì)本工程造成明顯影響。在平整完場(chǎng)地之后，應(yīng)該使地下水的標(biāo)高小于場(chǎng)地的標(biāo)高，強(qiáng)夯的時(shí)間間隔應(yīng)該為7d左右。

（6）在進(jìn)行試夯時(shí)，錘底到地面的高度為10m夯錘的質(zhì)量為15t，夯錘錘底為圓形，直徑為2.2m，在指定定夯點(diǎn)進(jìn)行夯擊，通過對(duì)試夯所得到夯擊次數(shù)和夯沉量的關(guān)系分析可知，最佳夯擊次數(shù)為8次。

（7）在試夯之后，地面隆起的范圍為6m，對(duì)工程設(shè)計(jì)參數(shù)作出以下調(diào)整：采用的點(diǎn)夯單擊夯擊能選為1500kN·m，第一遍和第二遍點(diǎn)夯擊數(shù)為6次，夯點(diǎn)的布置間距為6m的正方形；單擊夯擊能800kN·m，滿夯夯擊數(shù)為4次。

4.2 施工設(shè)備和工藝選擇

4.2.1 施工設(shè)備

運(yùn)用強(qiáng)夯法進(jìn)行本工程軟土路基的處理時(shí)，采用的水工設(shè)備包括水準(zhǔn)儀、履帶式起重機(jī)和推土機(jī)各一臺(tái)，12t夯錘1個(gè)，24m高龍門架支撐1套。如果起重機(jī)不能作用于單纜錘進(jìn)行施工，可以利用脫鉤裝置起落夯錘。在具體操作時(shí)，將夯錘掛在脫鉤裝置上，將夯錘吊至既定的高度，運(yùn)用吊機(jī)上的副卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩將鎖卡焊合件吊起，使夯錘可以自由下落，對(duì)路基進(jìn)行夯擊施工。

4.2.2 施工工藝

將強(qiáng)夯法運(yùn)用于市政道路軟土路基處理中的施工工藝主要包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

（1）在進(jìn)行夯擊之前，應(yīng)該將施工場(chǎng)地平整和清理干凈，然后，對(duì)施工場(chǎng)地的高程進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，將第一遍的夯擊位置標(biāo)注清楚；

（2）將起重機(jī)的夯錘與夯擊位置對(duì)準(zhǔn)，對(duì)夯擊前夯頂?shù)母叱踢M(jìn)行測(cè)量；

（3）將夯錘起吊到預(yù)定的高度，在夯錘脫鉤和自由下落之后，將吊鉤放下。測(cè)量錘頂高程時(shí)的高度，如果發(fā)現(xiàn)由于坑底傾斜導(dǎo)致夯錘歪斜，應(yīng)該立即對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，將坑底平整，反復(fù)進(jìn)行此步驟；

（4）然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求中的夯擊標(biāo)準(zhǔn)和夯擊次數(shù)進(jìn)行夯擊，在完成1遍夯擊以后，用推土機(jī)將夯坑填平，并測(cè)量場(chǎng)地的高程；

（5）根據(jù)以上步驟，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成所有夯擊；

（6）在完成所有夯擊以后，應(yīng)該運(yùn)用振動(dòng)壓路碾壓機(jī)對(duì)其進(jìn)行碾壓，夯實(shí)場(chǎng)地表層的松土，夯實(shí)完成之后，再次測(cè)量場(chǎng)地的高程。

4.3 質(zhì)量監(jiān)測(cè)

在完成路基夯實(shí)之后，需要對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。

（1）測(cè)試壓實(shí)度。在500～100m2的范圍內(nèi)任意選擇三個(gè)位置，在夯面下間隔50～100cm處運(yùn)用灌砂法對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)。由于部分路段處理土層較厚，在進(jìn)行開挖之后，對(duì)深層土層進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)。經(jīng)過壓實(shí)度檢測(cè)可知，運(yùn)用強(qiáng)夯法進(jìn)行施工以后，土層的壓實(shí)度提高了4～8%，能夠滿足市政道路路面壓實(shí)度的要求，可以有效的提升路基的質(zhì)量。

（2）在對(duì)該市政道路工程軟土路基強(qiáng)夯施工一個(gè)月以后，運(yùn)用動(dòng)力標(biāo)貫和平板荷載試驗(yàn)，檢測(cè)強(qiáng)夯施工以后的路基承載力。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過強(qiáng)夯處理以后，路基的密實(shí)度和承載力都有了較大程度的提升。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，市政道路工程對(duì)路基的質(zhì)量具有越來越高的要求，將強(qiáng)夯法施工技術(shù)運(yùn)用于市政道路軟土路基處理中，能夠有效地提升軟土路基的壓實(shí)度和承載力。我們應(yīng)該繼續(xù)對(duì)強(qiáng)夯法在軟土路基處理中的施工技術(shù)進(jìn)行分析和探討，不斷提升道路工程的整體質(zhì)量。

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