道路路基設(shè)計(jì)中強(qiáng)夯法處理地基的應(yīng)用

蔡晗

摘要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)的工程項(xiàng)目日漸增多，其規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，道路工程施工也是其中之一。道路工程施工過(guò)程中，路基處理是十分關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，路基承載了道路的大量載荷，所以，路基良好的施工質(zhì)量之于道路整體的施工質(zhì)量起到十分重要的作用。鑒于此，本文先對(duì)強(qiáng)夯法進(jìn)行了概述，然后重點(diǎn)研究了道路路基設(shè)計(jì)中強(qiáng)夯法的應(yīng)用，以期能夠?qū)υ擁?xiàng)技術(shù)在道路路基設(shè)計(jì)中的應(yīng)用起到一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：道路路基設(shè)計(jì);強(qiáng)夯法;處理;地基;應(yīng)用

1強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法（dynamic consolidation;Heavy Tamping）指的是為提高軟弱地基的承載力，用重錘自一定高度下落夯擊土層使地基迅速固結(jié)的方法。其又稱(chēng)動(dòng)力固結(jié)法，利用起吊設(shè)備，將10-40噸的重錘提升至10-40米高處使其自由下落，依靠強(qiáng)大的夯擊能和沖擊波作用夯實(shí)土層。強(qiáng)夯法主要用于砂性土、非飽和粘性土與雜填土地基。對(duì)非飽和的粘性土地基，一般采用連續(xù)夯擊或分遍間歇夯擊的方法;并根據(jù)工程需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以確定夯實(shí)次數(shù)和有效夯實(shí)深度。現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)表明：在100-200噸米夯實(shí)能量下，一般可獲得3-6米的有效夯實(shí)深度。

2強(qiáng)夯法在道路路基設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

2.1增加地基深度

在進(jìn)行道路路基設(shè)計(jì)工作中，強(qiáng)夯法作為應(yīng)用范圍非常廣泛的一種地基處理方式，需要考慮強(qiáng)夯法的種種作用效果。除了加固土壤顆粒聯(lián)結(jié)密度之外，強(qiáng)夯法施工過(guò)程中產(chǎn)生的巨大沖擊力量也可以幫助增加地基深度。對(duì)于道路路基建設(shè)而言，加深地基深度能夠有效地幫助提高路基安全質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)道路建設(shè)的高穩(wěn)定性。其作用效果對(duì)于粉土和黃土等黏性土質(zhì)尤為顯著，采用強(qiáng)夯法能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的施工操作同時(shí)實(shí)現(xiàn)增大土層強(qiáng)度和加深地基深度兩個(gè)施工效果，不僅施工操作簡(jiǎn)單，對(duì)于施工人員的技術(shù)水平要求較低，同時(shí)也能降低不必要的材料消耗。強(qiáng)夯法的有效加固深度如表1所示。

2.2強(qiáng)夯夯擊

在道路建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用強(qiáng)夯法能夠降低操作難度，但在具體施工過(guò)程中仍然要遵循規(guī)范施工操作。強(qiáng)夯法由于在施工中會(huì)產(chǎn)生巨大的沖擊力，因此操作時(shí)務(wù)必要注意施工順序。對(duì)土地的夯擊不能是亂序，應(yīng)遵循施工規(guī)則，從深到淺。著重針對(duì)深層土質(zhì)，由深到淺、由里及表，才能實(shí)現(xiàn)地基的強(qiáng)度加固;對(duì)表層土質(zhì)進(jìn)行加強(qiáng)需要應(yīng)用推土機(jī)進(jìn)行壓實(shí)處理。底層地基經(jīng)過(guò)巨大沖擊力的夯擊之后，土壤顆粒之間的聯(lián)結(jié)變得更緊密，不易產(chǎn)生空隙。強(qiáng)度增加的同時(shí)能夠產(chǎn)生更好的支持力度，減少對(duì)表層道路路基產(chǎn)生的影響。而表層土壤的夯實(shí)有推土機(jī)完成，因此土質(zhì)相對(duì)更為松散一些。強(qiáng)夯法雖然操作較為簡(jiǎn)單，但在施工過(guò)程中仍有一些細(xì)節(jié)處理需要注意。夯擊過(guò)的土地雖然已經(jīng)產(chǎn)生了較強(qiáng)的內(nèi)部壓力，但在施工過(guò)程中仍要注意后續(xù)工序中產(chǎn)生的夯擊力度對(duì)其產(chǎn)生的影響，盡量避免對(duì)已經(jīng)處理過(guò)的路基造成縫隙、降低施工質(zhì)量。因此通常在強(qiáng)夯法地基處理過(guò)程的最后，需要以低能量對(duì)整體路基進(jìn)行滿夯。根據(jù)土地結(jié)構(gòu)和土質(zhì)的不同，采用強(qiáng)夯法時(shí)需要注意的施工細(xì)節(jié)也有所不同。針對(duì)砂土等松散土質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)夯法施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)格外注意地基的沉降問(wèn)題。由于土質(zhì)本身的屬性影響，在進(jìn)行地基夯實(shí)的過(guò)程中容易出現(xiàn)形變現(xiàn)象。這一問(wèn)題導(dǎo)致了道路路基工程質(zhì)量的嚴(yán)重下降，不僅會(huì)影響表層土，也會(huì)對(duì)持力層造成影響，使得地基質(zhì)量出現(xiàn)變化，發(fā)生下沉現(xiàn)象。應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際情況進(jìn)行具體分析，根據(jù)不同的土質(zhì)采用不同型號(hào)大小的夯錘，降低強(qiáng)夯難度，保證路基工程質(zhì)量。

2.3間歇時(shí)間

間歇時(shí)間指的是相鄰兩次夯擊之間的具體的時(shí)間間隔，需要結(jié)合孔隙水壓力的消散加以確立。孔隙水壓力的最大值往往出現(xiàn)在結(jié)束夯擊操作的一刻。在各次實(shí)際通過(guò)的總體夯擊能量偏大時(shí)，孔隙水壓力會(huì)消耗一定的時(shí)間。針對(duì)砂性土，通常需要3-4分鐘的時(shí)間。而針對(duì)軟粘土，一般需要1-4周的時(shí)間。所以，針對(duì)軟粘土而言，緊鄰兩次夯擊的間歇時(shí)間在滲透相對(duì)較小的粘性土中通常需要保持在四周之上，但對(duì)于滲透相對(duì)較大的砂性土可以持續(xù)執(zhí)行夯擊操作。

2.4夯擊點(diǎn)位置選擇

對(duì)路基處理采用強(qiáng)夯法一般適用于大型道路建設(shè)，大型道路建設(shè)中需要進(jìn)行施工作業(yè)的地基面積較大，施工任務(wù)量繁重，強(qiáng)夯法能夠快速有效地進(jìn)行施工處理。因此，在選擇夯擊點(diǎn)時(shí)需要采用科學(xué)合理的計(jì)算方法，根據(jù)施工規(guī)劃和施工設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合分析。夯擊點(diǎn)的選擇主要以等邊三角形的方式進(jìn)行布局設(shè)計(jì)。不同的道路工程項(xiàng)目也會(huì)相應(yīng)受到土質(zhì)、地況等因素的影響，夯擊點(diǎn)的選擇不是一成不變的。應(yīng)確定具體的夯擊點(diǎn)位置，對(duì)夯擊點(diǎn)之間的距離進(jìn)行調(diào)整。受土地類(lèi)型和地況的影響，夯擊點(diǎn)間距需要根據(jù)具體的項(xiàng)目工程參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。夯擊點(diǎn)之間的距離要求需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，對(duì)于部分項(xiàng)目而言，夯擊點(diǎn)越近意味著施工重點(diǎn)越近。當(dāng)夯擊點(diǎn)之間的距離近到一定程度時(shí)會(huì)導(dǎo)致整體工程中夯擊點(diǎn)分布密集，影響對(duì)淺層地基的夯擊效果。在強(qiáng)夯法應(yīng)用較為廣泛的軟土地道路路基工程中，針對(duì)夯擊點(diǎn)的布置有通用的間距參數(shù)，以夯錘的直徑大小為參考標(biāo)準(zhǔn)，夯擊間距大概是其大小的三倍左右。進(jìn)行夯擊施工時(shí)，施工中產(chǎn)生的壓力會(huì)對(duì)路基中的土壤結(jié)構(gòu)持續(xù)產(chǎn)生影響，使得土壤顆粒和孔隙水之間產(chǎn)生的壓力大小發(fā)生變化，最終會(huì)影響施工結(jié)束后的土層變化，影響路基強(qiáng)度。因此夯擊施工過(guò)程不僅要關(guān)注夯擊點(diǎn)，還要注意施工過(guò)程中土層產(chǎn)生的變化。針對(duì)路基變化適當(dāng)對(duì)施工周期進(jìn)行調(diào)整，為路基中土壤壓力轉(zhuǎn)換提供緩解。

2.5夯擊范圍

使用強(qiáng)夯法的實(shí)際處理范圍需要超過(guò)基礎(chǔ)范圍，至于放大的具體范圍需要結(jié)合結(jié)構(gòu)的重要作用以及種類(lèi)等眾多方面加以確立。一般情況下，對(duì)于超過(guò)基礎(chǔ)外邊緣各側(cè)的實(shí)際寬度需要保持在設(shè)計(jì)處理深度的1/3-1/2，同時(shí)需要超過(guò)三米。而針對(duì)存在潛在液化的地層，超出基礎(chǔ)各側(cè)的寬度需要大于實(shí)際設(shè)計(jì)中的處理深度。

3結(jié)束語(yǔ)

道路路基處理中，強(qiáng)夯法的使用較為普遍，通過(guò)對(duì)該種方法的運(yùn)用可以顯著加強(qiáng)地基處理質(zhì)量，為工程后續(xù)施工提供有力保障。該項(xiàng)技術(shù)最為明顯的優(yōu)勢(shì)是具有十分寬廣的適用范圍，眾多土壤結(jié)構(gòu)中都可以進(jìn)行應(yīng)用，即便是較為難以處理的軟土地基，強(qiáng)夯法也可以收獲十分良好的應(yīng)用效果，保證了工程地基施工良好的質(zhì)量，同時(shí)大幅節(jié)約了各種工程材料的投入，有效縮短了工程施工周期，正是因?yàn)樵擁?xiàng)技術(shù)眾多方面的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)使得其在目前道路地基的處理中備受重視，且具有十分廣闊的發(fā)展空間。

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