試析強(qiáng)夯法在公路軟基處理中的應(yīng)用

田楠楠

摘 要：我國(guó)地域遼闊，地質(zhì)情況復(fù)雜多變，各地區(qū)廣泛分布的軟土給公路正常施工造成一定阻礙，在實(shí)際施工中采取有效措施處理軟基，能夠使路基強(qiáng)度得到保障。作為常見(jiàn)的軟基處理技術(shù)，強(qiáng)夯法已被廣泛應(yīng)用于公路工程建設(shè)中，且加固效果良好，能夠滿(mǎn)足路基承載力要求。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯法；公路工程；軟土路基

1 強(qiáng)夯加固原理

所謂的強(qiáng)夯法，主要是通過(guò)重錘的自由下落對(duì)土層進(jìn)行夯擊，使地基能夠迅速固結(jié)，從而使軟弱地基的承載力大幅提高。一般情況下，施工所用重錘在15t-45t左右，利用起吊設(shè)備將其提升至30m高時(shí)，松開(kāi)掛鉤使其自由下落產(chǎn)生沖擊波，地基土體在短時(shí)間內(nèi)受沖擊能的作用使土顆粒破碎或產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而迅速排出和壓縮土體空隙中的水及氣體，減少空隙體積，形成比較密實(shí)的結(jié)構(gòu)，從而起到夯實(shí)的效果。

強(qiáng)夯加固技術(shù)在雜填土地基、非飽和粘性土以及砂性土中應(yīng)用廣泛，且效果良好。對(duì)于非飽和的粘性土地基，通常采用的方法為分遍間歇夯擊和連續(xù)夯擊兩種，夯擊次數(shù)和夯實(shí)深度需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得知。通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐可知，在200t左右的夯實(shí)能量下，夯實(shí)有效深度一般在5m左右。該加固法發(fā)展起來(lái)的基礎(chǔ)是重錘夯實(shí)法，但其加固機(jī)理區(qū)別于重錘夯實(shí)法。

2 公路軟基處理中強(qiáng)夯法施工工藝

本文以某公路工程為例，該路段地處某港口附近，全長(zhǎng)3.8km，設(shè)計(jì)為雙向四車(chē)道，設(shè)計(jì)車(chē)速為60km/h，局部地段存在濕陷性黃土現(xiàn)象，為了全面消除黃土路基的濕陷性隱患，需要通過(guò)強(qiáng)夯法對(duì)軟基路段進(jìn)行強(qiáng)夯處理，處理路段1660m，處理面積大概為125660㎡，按照設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高軟基的承載力和穩(wěn)定性，從而滿(mǎn)足路基承載力要求。

2.1 施工準(zhǔn)備

1）材料堆放布置。強(qiáng)夯施工主要使用碎石材料，結(jié)合施工特點(diǎn)劃分材料堆放區(qū)和強(qiáng)夯施工區(qū)兩個(gè)作業(yè)面，確保能夠隨時(shí)存用施工材料。與此同時(shí)，可根據(jù)施工進(jìn)度對(duì)材料堆放位置和作業(yè)區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保順利進(jìn)行施工作業(yè)。

2）施工技術(shù)交底。在施工以前，技術(shù)人員需要全面理解設(shè)計(jì)圖紙的意圖，認(rèn)真掌握施工方案，并將施工技術(shù)要點(diǎn)和安全作業(yè)重點(diǎn)向施工人員進(jìn)行交底，最后簽字形成書(shū)面形式保存。

3）機(jī)械設(shè)備配置。在施工前，需要配置齊全施工機(jī)械設(shè)備，并對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行認(rèn)真檢查，避免影響正常施工。配備2臺(tái)QUY50B型強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)行軟基強(qiáng)夯，配備3臺(tái)135KW推土機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地平整，配備3臺(tái)20t振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碎石墊層碾壓，配備3臺(tái)1.25m?挖掘機(jī)進(jìn)行裝土挖溝，配備3臺(tái)3m?裝載機(jī)進(jìn)行堆料上料，配備30輛20t的自卸汽車(chē)進(jìn)行物料運(yùn)輸，配備3臺(tái)50kw發(fā)電機(jī)作為備用電源。

2.2 施工測(cè)量放樣

正式施工前，需要由測(cè)量人員按照設(shè)計(jì)圖紙要求，對(duì)軟基處理范圍和施工規(guī)劃進(jìn)行放樣，并將明顯標(biāo)記設(shè)置在施工區(qū)域內(nèi)。

2.3 場(chǎng)地清理平整

施工人員要按照軟基處理范圍，及時(shí)挖除沿線的樹(shù)根，清理表土的雜物，并購(gòu)買(mǎi)石渣回填溝渠，使其滿(mǎn)足施工要求。隨后使用履帶式推土機(jī)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，利用20t振動(dòng)壓路機(jī)碾壓密實(shí)。施工人員要根據(jù)試驗(yàn)場(chǎng)地的夯沉情況對(duì)強(qiáng)夯后地面沉降值進(jìn)行適當(dāng)估算，從而對(duì)地面高程進(jìn)行明確。施工前需要對(duì)地下管線以及構(gòu)筑物位置進(jìn)行全面勘察，采取有效防護(hù)措施保護(hù)地下物體。

2.4 碎石墊層施工

在強(qiáng)夯施工中，需要將100mm的碎石施工墊層設(shè)置在軟土地基處。在清理平整完施工場(chǎng)地后填筑碎石墊層，施工人員要統(tǒng)一購(gòu)買(mǎi)符合施工標(biāo)準(zhǔn)的碎石材料，運(yùn)距以實(shí)際運(yùn)輸距離為準(zhǔn)，碎石通過(guò)推土機(jī)推開(kāi)攤平，并利用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，確保壓實(shí)度能夠滿(mǎn)足路基承載力要求。

2.5 軟基夯實(shí)作業(yè)

1）清理平整施工場(chǎng)地，用水泵及時(shí)抽排場(chǎng)地內(nèi)積水，整平后將碎石墊層回填作為施工平臺(tái)。

2）場(chǎng)地高程在測(cè)量平整后，需要放樣夯點(diǎn)位置，施工人員可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況測(cè)放控制樁，將其間距控制在3m左右，布點(diǎn)按要求進(jìn)行正方形布設(shè)，并用木樁標(biāo)記點(diǎn)位，控制定位樁距的偏差在50mm左右。

3）第一遍夯點(diǎn)施工。強(qiáng)夯機(jī)就位后，需要檢查夯錘與夯點(diǎn)的位置，并對(duì)夯前錘頂高程進(jìn)行測(cè)量，施工人員與工作面要保持一定的安全距離，然后緩緩吊起夯錘至預(yù)定高度，將自動(dòng)脫鉤裝置開(kāi)啟，夯錘根據(jù)自身重量自由加速下落，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地面的夯擊。在夯錘下落以后，測(cè)量人員要將吊鉤放下，并測(cè)量錘頂高程，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，計(jì)算夯沉量。完成測(cè)量以后，施工人員需要在吊鉤上重新掛入夯錘吊環(huán)，重復(fù)進(jìn)行地面夯擊。一旦起錘因夯坑較深而存在困難，需要立即停止夯擊，將填料通過(guò)推土機(jī)或反鏟填平坑內(nèi)，對(duì)填料數(shù)量進(jìn)行記錄，如此重復(fù)進(jìn)行夯擊、填料、平整，直至施工達(dá)到規(guī)定夯擊次數(shù)和夯沉量，方可對(duì)下一夯點(diǎn)進(jìn)行夯擊作業(yè)。在夯擊施工時(shí)，如果夯點(diǎn)周?chē)鷶D出軟土，需要對(duì)其進(jìn)行清理，并將碎石鋪墊在夯點(diǎn)周?chē)皶r(shí)抽排夯擊坑內(nèi)積水，確保整體工程質(zhì)量。

4）夯坑填料平整。在完成第一篇的全部夯點(diǎn)夯擊后，需要將夯坑用碎石填平，并對(duì)場(chǎng)地高程進(jìn)行測(cè)量。

5）第二遍夯點(diǎn)施工。第一遍夯點(diǎn)施工完成后，在主夯點(diǎn)中間穿插布置第二遍夯點(diǎn)，兩遍夯擊之間控制一定的時(shí)間間隔，第二遍夯擊步驟與第一遍相同，完成第二遍夯擊后進(jìn)行填料整平，并測(cè)量路基標(biāo)高。

6）滿(mǎn)夯施工。在兩遍夯點(diǎn)施工完成后，需要通過(guò)1000KN·m的夯擊能滿(mǎn)夯，滿(mǎn)夯采取1/4夯點(diǎn)搭接進(jìn)行連續(xù)夯擊，并夯實(shí)場(chǎng)表碎石墊層，最后對(duì)場(chǎng)地高程進(jìn)行測(cè)量。

2.6 壓實(shí)及整平

在完成軟基強(qiáng)夯作業(yè)后，需要通過(guò)推土機(jī)對(duì)路基進(jìn)行平整，利用壓路機(jī)對(duì)路面進(jìn)行壓實(shí)，將整平面高程偏差控制在±100mm左右。

3 施工質(zhì)量檢驗(yàn)分析

1）效果對(duì)比。在強(qiáng)夯前，土體的濕陷系數(shù)均超過(guò)0.035，各濕陷系數(shù)樹(shù)枝出現(xiàn)了10倍的變化，濕陷程度出現(xiàn)強(qiáng)烈變化。在強(qiáng)夯施工以后，很大程度上降低了土體濕陷系數(shù)，在地面—2.0m內(nèi)平均降低96%，2.0m以下的土體沿深度方向其降低幅度逐漸減小，并造成濕陷系數(shù)沿深度方向的變化成逐漸增大趨勢(shì)。由此能夠看出，強(qiáng)夯加固施工不但能夠使黃土的濕陷性大范圍消除，而且能夠?qū)ν馏w原有結(jié)構(gòu)造成破壞，徹底改變土體特性。強(qiáng)夯后，5m以上的土體濕陷性基本消除，5—10m的黃土濕陷性本身不大，見(jiàn)過(guò)強(qiáng)夯加固后也基本消失。另外需特殊處理的區(qū)域，含水量已滿(mǎn)足最佳含水量標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)夯效果符合設(shè)計(jì)要求。強(qiáng)夯加固技術(shù)在濕陷性黃土中的應(yīng)用具有明顯效果，不僅能夠在短時(shí)間內(nèi)大幅提高地基承載強(qiáng)度，而且具有施工難度小、施工周期短、成本投入低等特點(diǎn)。

2）質(zhì)量控制。一是施工人員需要對(duì)放線精度和落錘位置及高度進(jìn)行嚴(yán)格控制，每一夯坑位置誤差要控制在0.2m以?xún)?nèi)，提升高度必須達(dá)到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。如果出現(xiàn)傾斜較大的坑底，可用砂土將坑底填平，然后繼續(xù)進(jìn)行夯擊。最后兩擊平均沉降量需要控制在50mm以?xún)?nèi)。二是如果施工趕上雨季，需要將場(chǎng)地內(nèi)積水及時(shí)排除后繼續(xù)進(jìn)行強(qiáng)夯，夯擊過(guò)的場(chǎng)地必須采取有效的排水措施，并封閉交通。三是做好施工過(guò)程中的檢測(cè)和記錄工作，包括對(duì)夯錘重和落距進(jìn)行檢查，復(fù)核夯點(diǎn)放線，對(duì)夯坑位置進(jìn)行檢查，對(duì)每個(gè)夯點(diǎn)的夯沉量和夯擊次數(shù)按要求進(jìn)行檢查，并詳細(xì)記錄各項(xiàng)參數(shù)及施工情況。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，濕陷性黃土地基是公路工程路基施工中常見(jiàn)的不良地質(zhì)，在一定壓力作用下，黃土因浸水等因素結(jié)構(gòu)被逐漸破壞進(jìn)而產(chǎn)生濕陷性，公路工程修建于濕陷性黃土地區(qū)，應(yīng)做好地基處理工作。強(qiáng)夯技術(shù)施工效率高，地基處理效果良好，能夠達(dá)到最佳路基加固作用。通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)可見(jiàn)，該施工方法具有良好加固效果，在消除黃土濕陷性的同時(shí)，還能進(jìn)一步增強(qiáng)黃土強(qiáng)度，對(duì)濕陷性黃土地基處理研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

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