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

劉帥

市政道路是城市交通運(yùn)行的重要命脈，也是維持城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，因此，市政道路的工程質(zhì)量，也逐漸受到各方關(guān)注。在市政道路各分部分項(xiàng)工程中，軟土路基的處理質(zhì)量，會(huì)對(duì)工程整體的穩(wěn)定性造成較大影響，考慮到牽一發(fā)而動(dòng)全身的可能，針對(duì)軟土路基的技術(shù)管理，選擇合適的施工技術(shù)，應(yīng)引起施工單位人員的高度重視。強(qiáng)夯法是軟土路基處理中常用的施工技術(shù)，本文將對(duì)強(qiáng)夯法進(jìn)行重點(diǎn)討論。

一、強(qiáng)夯法技術(shù)定義

強(qiáng)夯法是土方夯實(shí)技術(shù)的一類，是將重物用起重機(jī)提升至一定高度（通常低至10m，高至40m），通過自由落地的運(yùn)動(dòng)形式，完成重物勢(shì)能到動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，達(dá)到夯擊土層的效果，增加地基的固結(jié)效果。強(qiáng)夯法也有動(dòng)力固結(jié)法的別稱，通常在遇到雜填土、非飽和黏性土、砂性土?xí)r，會(huì)以強(qiáng)夯法為主要施工技術(shù)方案。強(qiáng)夯法在應(yīng)用之前，應(yīng)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定夯實(shí)深度和夯實(shí)次數(shù)。強(qiáng)夯法并不會(huì)因?yàn)檩^大的夯擊力量，對(duì)施工環(huán)境附近產(chǎn)生較大負(fù)面影響，因此，在實(shí)現(xiàn)土地夯實(shí)質(zhì)量提升的同時(shí)，也可以最大程度避免影響附近居民的正常生活，因此該方法限制性較小，即使城市密集建筑群中，也可以采用此種方法，具備較大推廣潛力。

二、強(qiáng)夯法技術(shù)原理

強(qiáng)夯法技術(shù)原理包括動(dòng)力置換、動(dòng)力固結(jié)、動(dòng)力密實(shí)等。具體來說，動(dòng)力置換就是在填土階段，若遇到碎石結(jié)塊的現(xiàn)象，則將其砸碎，避免土壤質(zhì)量受到影響的同時(shí)，也可以令碎石互相之間施加作用力，令樁體趨于平衡，夯擊力越大，碎石進(jìn)入土層就會(huì)越容易。動(dòng)力固結(jié)原理就是在原有土質(zhì)中將細(xì)顆粒物質(zhì)夯實(shí)其中，在巨大動(dòng)能的作用下，破壞土質(zhì)結(jié)構(gòu)，將土壤縫隙中的空氣與水排除干凈，避免土體完整性受到影響，令土體承載力得到提升。動(dòng)力密實(shí)原理，是因?yàn)橥寥李w粒并非絕對(duì)均勻，強(qiáng)夯法打磨土質(zhì)顆粒，依靠摩擦作用令土壤顆粒接觸面積進(jìn)一步增加，增加土體緊實(shí)度和承載力。

三、強(qiáng)夯法施工技術(shù)應(yīng)用

某市項(xiàng)目距離主城區(qū)13km，工程占地總面積2135公頃。項(xiàng)目標(biāo)段施工面積91公頃，土質(zhì)填挖地帶開挖土方臺(tái)階，回填時(shí)夯擊補(bǔ)強(qiáng)土質(zhì)。

1.施工技術(shù)和材料標(biāo)準(zhǔn)

清理土體表面之后，若施工現(xiàn)場(chǎng)含水量較高，對(duì)正常施工造成負(fù)面影響，應(yīng)當(dāng)鋪設(shè)施工墊層，施工墊層材料可選擇建渣或風(fēng)化石料，厚度應(yīng)控制在0.5m以下。建渣主要為混凝土、磚塊、碎石等，粒徑應(yīng)控制在30cm以下。有機(jī)質(zhì)含量控制在3%以下。若其中混入泥質(zhì)砂巖或中風(fēng)化砂巖等，粒徑應(yīng)控制在40cm以下。置換料應(yīng)為外購硬質(zhì)石料，粒徑在40cm以下，軟化系數(shù)應(yīng)在0.75以下。若粒徑在30-40cm之間，則顆粒含量應(yīng)在30%以下，含泥量應(yīng)低于5%。在鋪設(shè)施工墊層時(shí)，應(yīng)將施工墊層厚度因素可能對(duì)置換墩長產(chǎn)生的影響考慮在內(nèi)。除此之外，強(qiáng)夯法在施工時(shí)，若涉及滿夯工序，則其應(yīng)在點(diǎn)夯施工工序后續(xù)進(jìn)行。實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合點(diǎn)夯過后土體壓實(shí)狀況、坑深度和填料材質(zhì)等，判斷能都可通過沖擊碾壓，替代滿夯施工。如果施工面積較大，則應(yīng)當(dāng)依照現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)狀況，先選擇若干具有代表性的位置，完成試夯，試夯過程應(yīng)形成施工記錄書面文件，具體應(yīng)包含不同夯擊點(diǎn)的次數(shù)、每次夯擊的土體沉降量，夯擊能量，夯擊中是否涉及補(bǔ)料等情況。針對(duì)夯擊時(shí)遇到的施工特殊情況，同樣應(yīng)在施工記錄中體現(xiàn)。夯擊施工時(shí)，可能遇到不同工作面同時(shí)施工的情況，此時(shí)應(yīng)當(dāng)特別注意控制施工進(jìn)度，保持進(jìn)度的一致性。臨近工作面高差，應(yīng)控制其低于4m，若高差值與碾壓層厚相等時(shí)，搭接時(shí)應(yīng)采用碾壓方式。若工作面高差在高度上超過碾壓層厚，但是在4m以下，搭接時(shí)采用強(qiáng)夯方式。若工作面都是應(yīng)用強(qiáng)夯搭接，則應(yīng)令搭接范圍在20m或以上；若碾壓工藝搭接，則搭接范圍應(yīng)控制在5m以下。

2.施工準(zhǔn)備

首先應(yīng)嚴(yán)格核對(duì)施工圖紙，對(duì)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行復(fù)核，完成夯點(diǎn)布置圖的繪制。準(zhǔn)備用于強(qiáng)夯法施工的設(shè)備，包括脫鉤裝置、起重設(shè)備、夯錘等。同時(shí)檢查設(shè)備性能，各項(xiàng)設(shè)備不能出現(xiàn)異常現(xiàn)象；其次，應(yīng)做好地表處理工作，設(shè)置排水溝等排水設(shè)施，將土體上的雜物全部清除，包括草皮、淤泥等，通過運(yùn)輸車向指定位置運(yùn)送。晾干地標(biāo)之后，推平地表。

最后是做好施工工藝試驗(yàn)，具體包含以下方面工作：第一，觀測(cè)地面沉降高度。夯擊過后，對(duì)夯擊坑本身和附近地面隆起、沉降值進(jìn)行有效記錄，大致預(yù)估地基處理效果；第二，觀測(cè)空隙水壓力，沿著夯擊點(diǎn)方向，依照深度距離的不同，完成空隙水壓力測(cè)頭的埋設(shè)，對(duì)夯擊階段地基土體中空隙水壓力進(jìn)行測(cè)量，總結(jié)其在地基土體中水平和深度方向上變化規(guī)律的不同，進(jìn)而為后續(xù)夯擊能量的確定提供參考，明確兩次相鄰夯擊過程間隔時(shí)間，以及科學(xué)的夯擊點(diǎn)間距等；第三，測(cè)定側(cè)向位移與深層沉降量，也就是土體因深度的不同，產(chǎn)生的豎向位移差異，從而明確強(qiáng)夯法夯擊影響范圍和加固深度。在明確各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，通過錘體自身質(zhì)量和落距的乘積，得到夯擊點(diǎn)夯擊能量，記錄包括夯擊能量、間隔時(shí)間、總體間歇時(shí)間等各項(xiàng)參數(shù)，明確施工工藝細(xì)則，做好施工準(zhǔn)備。

3.施工流程

做好施工準(zhǔn)備之后，依照施工現(xiàn)場(chǎng)情況，明確強(qiáng)夯參數(shù)，點(diǎn)夯過后，測(cè)量工作面標(biāo)高，后續(xù)重復(fù)平整場(chǎng)地、點(diǎn)夯和標(biāo)高測(cè)量工作。之后進(jìn)行滿夯施工，并對(duì)施工結(jié)果進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，若未能通過檢測(cè)，則需要重新平整場(chǎng)地，并重復(fù)點(diǎn)夯、標(biāo)高測(cè)量等施工工序；若通過檢測(cè)，則在監(jiān)理人員驗(yàn)收過后，可過渡至下道工序。

4.施工方法

第一，采用推土機(jī)等施工機(jī)具，完成場(chǎng)地的平整，為后續(xù)施工創(chuàng)造施工條件；第二，布置夯點(diǎn)。點(diǎn)夯施工時(shí)，以4m為標(biāo)準(zhǔn)控制夯點(diǎn)之間的距離，點(diǎn)和點(diǎn)之間應(yīng)組成正方形，邊長4m。放線時(shí)應(yīng)注意誤差的控制，保證其在5cm以下，夯點(diǎn)位置應(yīng)當(dāng)用小木樁等做標(biāo)記，避免現(xiàn)場(chǎng)遺漏；第三，確定落距。確定落距時(shí)應(yīng)當(dāng)依照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，當(dāng)連接好脫鉤拉索起重機(jī)吊鉤之后，將測(cè)繩或鋼尺記載脫鉤器吊鉤上，令脫鉤器進(jìn)一步提升。脫鉤器吊鉤和底面之間的距離，也就是夯錘自身和重物落距兩者之和，這時(shí)方可有效連接起重機(jī)前方和脫鉤器拉鎖下端；第四，推平夯坑。在首次點(diǎn)夯施工完成后，應(yīng)將夯坑重新推平，為后續(xù)夯擊做準(zhǔn)備。需要注意的是，為保證土體的均勻性，二次點(diǎn)夯的夯點(diǎn)應(yīng)避開首次選定的夯點(diǎn)，保證施工交替進(jìn)行。同時(shí)回填應(yīng)及時(shí)，避免對(duì)后續(xù)強(qiáng)夯施工造成負(fù)面影響；第五，點(diǎn)夯施工測(cè)量。測(cè)量點(diǎn)應(yīng)兼顧每隔起夯面高程，明確每次夯擊土體的沉降量。測(cè)量使用的水準(zhǔn)儀，應(yīng)經(jīng)過提前校準(zhǔn)，在同樣高程位置架設(shè)，避免對(duì)夯沉量的記錄結(jié)果準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響；第六，平整夯坑之后，應(yīng)進(jìn)行滿夯，通常夯擊次數(shù)應(yīng)控制在4次左右，且最后數(shù)次夯沉量，應(yīng)控制在5cm以內(nèi)。

5.施工注意事項(xiàng)

若強(qiáng)夯法施工面積較大，施工單位應(yīng)組織試夯，試夯之前應(yīng)充分考察施工現(xiàn)場(chǎng)和填料狀況，試夯區(qū)域應(yīng)為正方形，邊長應(yīng)超過30m。強(qiáng)夯施工各參數(shù)質(zhì)量允許偏差，應(yīng)進(jìn)行有效控制。其中，夯錘落距允許偏差應(yīng)不超過±30mm，可用鋼尺測(cè)量；夯錘定位允許偏差應(yīng)不超過±150mm，可用鋼尺測(cè)量；夯點(diǎn)定位允許偏差應(yīng)不超過±500mm，可用鋼尺測(cè)量；錘重允許偏差應(yīng)不超過±100kg，可稱重控制；夯擊次數(shù)和夯擊順序，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格計(jì)數(shù)；最后兩次夯擊夯沉量，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，可用水準(zhǔn)儀測(cè)量。夯坑深度需要現(xiàn)場(chǎng)人員嚴(yán)格記錄，通常應(yīng)控制在1.2m以下，如果坑內(nèi)深度過大，應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間停下，并向坑中填料，重復(fù)操作，當(dāng)達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)之后，可停止夯擊。當(dāng)完成點(diǎn)夯之后才能進(jìn)行后續(xù)滿夯，如果施工時(shí)有強(qiáng)降雨，為保證補(bǔ)體的穩(wěn)定性，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施，將坑中積水排出。

6.質(zhì)量控制措施

強(qiáng)夯法施工之前，應(yīng)明確強(qiáng)夯工藝與設(shè)計(jì)參數(shù)，夯點(diǎn)布置偏差應(yīng)有效控制，令其不超過5cm。施工階段應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制人員，隨時(shí)反饋質(zhì)量信息，針對(duì)性對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以全面保障施工質(zhì)量。夯擊過程中，重錘落下時(shí)應(yīng)不失平衡性，若夯坑底部傾斜度超過30°，應(yīng)當(dāng)通過碎石與砂土天平夯坑，進(jìn)而利于后續(xù)夯擊。每次完成夯擊之后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)平整場(chǎng)地，記錄夯沉量、標(biāo)高等數(shù)據(jù)，重新施工放線，選擇新的夯擊點(diǎn)。如果遇到夯擊點(diǎn)標(biāo)樁被毀壞的現(xiàn)象，應(yīng)第一時(shí)間補(bǔ)充，防止丟失，影響后續(xù)施工。夯沉量和夯擊次數(shù)，應(yīng)當(dāng)和設(shè)計(jì)要求完全相符。除此之外，夯擊階段，若施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境和設(shè)計(jì)文件相比，兩者出入較大，應(yīng)當(dāng)及時(shí)報(bào)告至項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人。與此同時(shí)，在施工階段，坑附近隆起應(yīng)相對(duì)均勻，若有異常隆起狀況，應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間向監(jiān)理工程師報(bào)告。夯坑施工應(yīng)在當(dāng)天完成，并在當(dāng)天完成土地平整，避免因降雨因素增加土體不穩(wěn)定性。夯擊時(shí)，力度應(yīng)當(dāng)從小到大有效控制，逐漸增加負(fù)荷，夯擊次數(shù)應(yīng)符合試驗(yàn)結(jié)果，通常在3次左右。在夯錘上應(yīng)設(shè)置排氣孔，尺寸大概在25-30cm之間，防止真空與氣墊效應(yīng)，對(duì)正常施工造成較大影響。夯錘下落途中，應(yīng)始終保持豎直方向，且維持自由狀態(tài)，如果傾斜下落過程中，坑底面有傾斜現(xiàn)象，則不僅會(huì)直接損耗較多能量，而且容易改變夯擊中心點(diǎn)，對(duì)工程質(zhì)量帶來較大影響。綜上所述，強(qiáng)夯法在市政道路軟土路基中施工技術(shù)中相對(duì)普遍，本文結(jié)合具體工程，討論了強(qiáng)夯法施工具體應(yīng)用，包括施工準(zhǔn)備、技術(shù)管理、質(zhì)量管理、安全施工、環(huán)境保護(hù)、文明施工措施等各方面，希望可以為有關(guān)人士提供一定參考價(jià)值，全面提升路基工程施工質(zhì)量。