道路路基處理中強夯法的施工技術(shù)

薛克龍 陳振

臨沂西城建設(shè)服務(wù)中心，中國·山東 臨沂 276000

1 引言

隨著城市間和城市內(nèi)交通的快速發(fā)展，人們的出行對交通運行質(zhì)量有著較高的需求，為使道路在運行使用中能夠平穩(wěn)，其路基建設(shè)質(zhì)量極為重要。在道路工程項目中，各單位人員需加大對路基加固的重視度，長久考慮降低其使用時可能產(chǎn)生的不良影響，避免工程壽命的縮短。在處理道路軟土路基的過程中，強夯法施工技術(shù)應(yīng)用廣泛。

采用強夯法對道路軟基處理和加固，施工機具相對較為簡便，且便于施工與管理，消耗資金較其他方法少，同時有著較快的施工速度。強夯法在使道路路基承載力提高的同時，還可提高穩(wěn)定性，增強土基的抗液化能力，提高路基土體的均勻程度，使道路在使用過程中發(fā)不均勻沉降的概率降低。[1]在論文中筆者對強夯法的作用原理以及在市政道路工程中的軟件處理應(yīng)用進行介紹說明。

2 道路軟土地基的問題

2.1 不均勻沉降

隨著市政工程建設(shè)規(guī)模的擴大增多，道路施工作為市政的基礎(chǔ)，路網(wǎng)范圍廣，施工工程周期較長。在路基工程中，當遇到軟土?xí)r，路基會產(chǎn)生不均勻沉降，這種沉降對工程的建設(shè)質(zhì)量有很大的影響，對于道路工程，會導(dǎo)致公路的使用性能變差，耐久性能降低，使用年限縮短，嚴重時會出現(xiàn)安全隱患，威脅到人民的出行安全。故在道路路基工程中，應(yīng)該嚴格控制路基沉降，軟土土層進行需要進行處理加固，保證存在軟土地質(zhì)時，路基工程的施工質(zhì)量。

2.2 邊坡穩(wěn)定性比較差

軟土路基道路施工工程中，現(xiàn)場自然條件復(fù)雜，可能出線路基邊坡穩(wěn)定性的較低問題，解決這一問題的方法在于加強軟弱地基處理。同時，由于軟土地質(zhì)周邊的自然條件及氣象問題，也容易使邊坡發(fā)生失穩(wěn)。

2.3 土路基的強度比較低

在軟土地質(zhì)情況中，土體的強度和承載力不高，且土體顆粒結(jié)合稀疏，如果不進行處理，受到結(jié)構(gòu)層傳遞下來的作用，產(chǎn)生壓力和振動，會使路基土發(fā)生不均勻變形，產(chǎn)生沉降，嚴重時會使道路發(fā)生大沉降變形，對道路的使用性能產(chǎn)生不好影響。因此，在進行道路工程中，出現(xiàn)軟土地質(zhì)，需要對其進行加固處理，保證建設(shè)質(zhì)量。

3 強夯法作用機理及特點

3.1 作用機理

目前，軟土地基使用強夯法的作用機理，主要有以下這三種[2]：

一是動力固結(jié)。利用施工機械的重力勢能轉(zhuǎn)化為土體中的沖擊能，在土體中產(chǎn)生巨大的應(yīng)力效應(yīng)，使土體原有結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，部分土體出現(xiàn)液化現(xiàn)象，且土中間產(chǎn)生縫隙，排水通道變多，使土中孔隙水放出，變成強度較高土體。

二是動力密實。對于不飽和土、粗粒以及多孔隙土等，使用強夯法原理是動力密實。該原理是降低土體孔隙率，使得土體密實度提高，提升土基的強度。

三是動力置換。分為整式置換和樁式置換的兩種形式。整式置換是將碎石整體夯擊擠入軟土中，作用原理類似于使用土墊層。樁式置換是將碎石夯擊填入土中，夯擊時在平面上有一定的間隔，形成有間隔的碎石樁，其作用原理類似于振沖法形成的復(fù)核樁，使整體變?yōu)閺?fù)合土基，這種樁式置換方法共有三種形式：動力置換砂柱；動力置換碎石樁；動力置換擠淤。

3.2 作用特點

一是適用土體條件廣。強夯法適用較多種類的土體地質(zhì)，包括粉土、砂性土、黃土等。對于大塊碎石土類、建筑垃圾、工業(yè)廢渣料構(gòu)成的雜土等難處理的涂料，強夯法有較大處理加固優(yōu)勢，處理效果也較為良好。

二是工程使用范圍廣。能使用于多種構(gòu)筑物的基礎(chǔ)處理，如民用建筑、工業(yè)建筑、重型構(gòu)筑物、堤壩、設(shè)備基礎(chǔ)、貯倉、機場跑道、油罐、港口碼頭、人工島、核電站及公路鐵路路基等工程中使用。

三是加固處理效果良好。處理后的土體承載力和強度得到增強，土體干密度提高，減少土體空隙量，使場地土體均勻，土中的膨脹性和濕陷性現(xiàn)象得到消除，使土體不產(chǎn)生震動液化現(xiàn)象。

4 強夯法施工技術(shù)

4.1 準備工作

試夯是準備工作中極其重要的一部分，對軟土路基基進行試夯，可以得到自然地質(zhì)條件下的施工參數(shù)。通過選擇一些有代表性的標準路段進行試夯，作為參考路段，就可以為正式夯擊施工時提供參考參數(shù)。路段試夯完成后，需對這些代表性路段路基土體進行相關(guān)數(shù)據(jù)檢測，后對得到的土體數(shù)據(jù)設(shè)計分析，根據(jù)這些工作，可得出實際施工時強夯法的施工參考指標。在試夯過程中，對現(xiàn)場與設(shè)計不相符的參數(shù)進行調(diào)整，得到可以指導(dǎo)施工的參數(shù)，得到標準段夯擊強度。

4.2 準備夯實場地

首先，工作人員使用相關(guān)測量儀器，結(jié)合設(shè)計圖紙與現(xiàn)場實際狀況進行勘查。

其次，放出邊樁位置，并對進行保護，同時需對現(xiàn)場進行清除表面雜土處理，包括對垃圾雜物的清理以及構(gòu)造排水臨時橫坡，路基填挖交界處做成單向橫坡以及施工場地的土地整平工作。

最后，在夯實準備中，由于地質(zhì)變化、自然氣候和人為施工等對場地變化影響，施工工作人員需要提前對工地上可能出現(xiàn)的不良情況進行預(yù)估，制定特殊情況下的應(yīng)急處理預(yù)案，明確路基夯實位置及標高，查明在夯實范圍的地下構(gòu)筑物位置，如管網(wǎng)、豎井、涵洞等，避免在夯擊過程中對其產(chǎn)生破壞。

4.3 開展夯實施工

完成以上準備并且標注完對應(yīng)點位后就可開展夯實工作，此過程使用夯實機械進行施工：

①將夯錘對準夯實點位，記錄夯錘到地面的垂直距離。

②機械將夯錘吊起，并且預(yù)留出安全距離。

③夯錘脫鉤，使得對路基進行夯擊，記錄夯錘頂面到地面距離。

以上為一次完整的夯實流程。在實際的點位強夯工作過程中，往往需要進行四次以上的夯擊?？偟膩碚f，進行倒數(shù)兩次的夯擊過程中，路基的沉降量要保證在5cm之內(nèi)，如果不滿足這個要求，需要根據(jù)現(xiàn)場情況增加夯擊的次數(shù)，直到達到要求為止[3]。

5 強夯法施工注意事項

強夯法是道路軟基處理措施，不可代替路基施工的壓實工作。強夯過程中，要與施工狀況相對應(yīng)準確記錄各項施工參數(shù)，根據(jù)設(shè)計規(guī)定與要求檢查夯擊數(shù)與夯擊沉入量。

強夯工程機械可選用帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機或其他專用設(shè)備。選用履帶式起重機時，可在上部臂桿端部位置，設(shè)置輔助門架，或采取其他安全措施，來防止落錘時機架傾覆。

當場地表土軟弱或地下水位較高，夯坑底有水，施工受到影響時，可采用人工降低地下水位或鋪填一定厚度的滲水性材料，使地下水位低于坑底面以下2m?？觾?nèi)或場地積水也需要及時排除。

施工前應(yīng)查明場地范圍內(nèi)的地下構(gòu)筑物和各種地下管線的位置及標高等，并采取必要的措施，以免因施工而造成損壞。當強夯施工所產(chǎn)生的振動對鄰近建筑物或設(shè)備會產(chǎn)生有害的影響時，應(yīng)設(shè)置監(jiān)測點，并采取隔振或防振措施消除強夯對鄰近建筑物的有害影響。

若突發(fā)下雨情況，應(yīng)及時覆蓋夯坑，做好場地排水。由于夯錘落地會激起雜物，故需做好預(yù)防碎石塵土的飛濺措施，駕駛夯實機械人員要做好安全防護，且能熟練了解操作規(guī)程來應(yīng)對各種特殊情況。管理人員需不定期檢查夯實場地的安全措施，預(yù)估和處理可預(yù)見行的安全隱患，保證工程建設(shè)施工安全。

若在軟基中出現(xiàn)彈簧土，需在夯擊處設(shè)置排水通道，加速豎向排水，或利用碎石來置換彈簧土。若夯實中遇到土搗現(xiàn)象，可增加墊層厚度調(diào)整夯擊參數(shù)進，增強排水來解決。若落錘后拔出困難，可調(diào)整夯錘面積來實施夯擊，加大面積來解決。

6 結(jié)語

綜上所述，在市政道路工程中，軟土地基的出現(xiàn)是較為常見的問題，需要采取方法來有效解決這一問題，強夯法作為軟基處理的眾多方法之一，由于施工機具簡單，造價用低，故適用于較多項目工程，但此方法也有許多缺點，如機具移動緩慢、測試時間長等。因此，必須根據(jù)現(xiàn)場工程情況進行分析，因地制宜，采取有效措施施工，保證工程質(zhì)量。