道路路基處理中強(qiáng)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(guó)·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(duì)交通運(yùn)行質(zhì)量有著較高的需求，為使道路在運(yùn)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(xiàng)目中，各單位人員需加大對(duì)路基加固的重視度，長(zhǎng)久考慮降低其使用時(shí)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(qiáng)夯法施工技術(shù)應(yīng)用廣泛。

采用強(qiáng)夯法對(duì)道路軟基處理和加固，施工機(jī)具相對(duì)較為簡(jiǎn)便，且便于施工與管理，消耗資金較其他方法少，同時(shí)有著較快的施工速度。強(qiáng)夯法在使道路路基承載力提高的同時(shí)，還可提高穩(wěn)定性，增強(qiáng)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(duì)強(qiáng)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(jìn)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(kuò)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(zhǎng)。在路基工程中，當(dāng)遇到軟土?xí)r，路基會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降，這種沉降對(duì)工程的建設(shè)質(zhì)量有很大的影響，對(duì)于道路工程，會(huì)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(yán)重時(shí)會(huì)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(yán)格控制路基沉降，軟土土層進(jìn)行需要進(jìn)行處理加固，保證存在軟土地質(zhì)時(shí)，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(chǎng)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(qiáng)軟弱地基處理。同時(shí)，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(qiáng)度比較低

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

3 強(qiáng)夯法作用機(jī)理及特點(diǎn)

3.1 作用機(jī)理

目前，軟土地基使用強(qiáng)夯法的作用機(jī)理，主要有以下這三種情況[2]。

3.1.1 動(dòng)力固結(jié)

利用施工機(jī)械的重力勢(shì)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(qiáng)度較高土體。

3.1.2 動(dòng)力密實(shí)

對(duì)于不飽和土、粗粒以及多孔隙土等，使用強(qiáng)夯法原理是動(dòng)力密實(shí)。該原理是降低土體孔隙率，使得土體密實(shí)度提高，提升土基的強(qiáng)度。

3.1.3 動(dòng)力置換

動(dòng)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(shí)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)合樁，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(dòng)力置換砂柱；動(dòng)力置換碎石樁；動(dòng)力置換擠淤。

3.2 作用特點(diǎn)

3.2.1 適用土體條件廣

強(qiáng)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(duì)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土料，強(qiáng)夯法有較大處理加固優(yōu)勢(shì)，處理效果也較為良好。

3.2.2 工程使用范圍廣

能使用于多種構(gòu)筑物的基礎(chǔ)處理，例如民用建筑、工業(yè)建筑、重型構(gòu)筑物、堤壩、設(shè)備基礎(chǔ)、貯倉(cāng)、機(jī)場(chǎng)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。

3.2.3 加固處理效果良好

處理后的土體承載力和強(qiáng)度得到增強(qiáng)，土體干密度提高，減少土體空隙量，使場(chǎng)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)生振動(dòng)液化現(xiàn)象。

4 強(qiáng)夯法施工技術(shù)

4.1 準(zhǔn)備工作

試夯是準(zhǔn)備工作中極其重要的一部分，對(duì)軟土路基基進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)路段進(jìn)行試夯，作為參考路段，就可以為正式夯擊施工時(shí)提供參考參數(shù)。路段試夯完成后，需對(duì)這些代表性路段路基土體進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)檢測(cè)，后對(duì)得到的土體數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)分析，根據(jù)這些工作，可得出實(shí)際施工時(shí)強(qiáng)夯法的施工參考指標(biāo)。在試夯過程中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)計(jì)不相符的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，得到可以指導(dǎo)施工的參數(shù)，得到標(biāo)準(zhǔn)段夯擊強(qiáng)度。

4.2 準(zhǔn)備夯實(shí)場(chǎng)地

第一，工作人員使用相關(guān)測(cè)量?jī)x器，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況進(jìn)行勘查。

第二，放出邊樁位置，并對(duì)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清除表面雜土處理，包括對(duì)垃圾雜物的清理以及構(gòu)造排水臨時(shí)橫坡，路基填挖交界處做成單向橫坡以及施工場(chǎng)地的土地整平工作。此外，在夯實(shí)準(zhǔn)備中，由于地質(zhì)變化、自然氣候和人為施工等對(duì)場(chǎng)地變化影響，施工工作人員需要提前對(duì)工地上可能出現(xiàn)的不良情況進(jìn)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(shí)位置及標(biāo)高，查明在夯實(shí)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(duì)其產(chǎn)生破壞。

4.3 開展夯實(shí)施工

完成以上準(zhǔn)備并且標(biāo)注完對(duì)應(yīng)點(diǎn)位后就可開展夯實(shí)工作，此過程使用夯實(shí)機(jī)械進(jìn)行施工：

①將夯錘對(duì)準(zhǔn)夯實(shí)點(diǎn)位，記錄夯錘到地面的垂直距離；

②機(jī)械將夯錘吊起，并且預(yù)留出安全距離；

③夯錘脫鉤，使得對(duì)路基進(jìn)行夯擊，記錄夯錘頂面到地面距離。

以上為一次完整的夯實(shí)流程。在實(shí)際的點(diǎn)位強(qiáng)夯工作過程中，往往需要進(jìn)行四次以上的夯擊?？偟膩?lái)說，進(jìn)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(gè)要求，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況增加夯擊的次數(shù)，直到達(dá)到要求為止[3]。

5 強(qiáng)夯法施工注意事項(xiàng)

強(qiáng)夯法是道路軟基處理措施，不可代替路基施工的壓實(shí)工作。強(qiáng)夯過程中，要與施工狀況相對(duì)應(yīng)準(zhǔn)確記錄各項(xiàng)施工參數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定與要求檢查夯擊數(shù)與夯擊沉入量。

強(qiáng)夯工程機(jī)械可選用帶有自動(dòng)脫鉤裝置的履帶式起重機(jī)或其他專用設(shè)備。選用履帶式起重機(jī)時(shí)，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(lái)防止落錘時(shí)機(jī)架傾覆。

當(dāng)場(chǎng)地表土軟弱或地下水位較高，夯坑底有水，施工受到影響時(shí)，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。坑內(nèi)或場(chǎng)地積水也需要及時(shí)排除。

施工前應(yīng)查明場(chǎng)地范圍內(nèi)的地下構(gòu)筑物和各種地下管線的位置及標(biāo)高等，并采取必要的措施，以免因施工而造成損壞。當(dāng)強(qiáng)夯施工所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)鄰近建筑物或設(shè)備會(huì)產(chǎn)生有害的影響時(shí)，應(yīng)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并采取隔振或防振措施消除強(qiáng)夯對(duì)鄰近建筑物的有害影響。

若突發(fā)下雨情況，應(yīng)及時(shí)覆蓋夯坑，做好場(chǎng)地排水。由于夯錘落地會(huì)激起雜物，故需做好預(yù)防碎石塵土的飛濺措施，駕駛夯實(shí)機(jī)械人員要做好安全防護(hù)，且能熟練了解操作規(guī)程來(lái)應(yīng)對(duì)各種特殊情況。管理人員需不定期檢查夯實(shí)場(chǎng)地的安全措施，預(yù)估和處理可預(yù)見性的安全隱患，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(lái)置換彈簧土。若夯實(shí)中遇到土搗現(xiàn)象，可增加墊層厚度調(diào)整夯擊參數(shù)進(jìn)，增強(qiáng)排水來(lái)解決。若落錘后拔出困難，可調(diào)整夯錘面積來(lái)實(shí)施夯擊，加大面積來(lái)解決。

6 結(jié)語(yǔ)

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(lái)有效解決這一問題，強(qiáng)夯法作為軟基處理的眾多方法之一，由于施工機(jī)具簡(jiǎn)單，造價(jià)用低，故適用于較多項(xiàng)目工程，但此方法也有許多缺點(diǎn)，如機(jī)具移動(dòng)緩慢、測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)等。因此，必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程情況進(jìn)行分析，因地制宜，采取有效措施施工，保證工程質(zhì)量。