強夯在軟土地基中的施工技術(shù)探討

劉啟虎

摘要：軟土地基施工是公路、建筑、水利等工程建設(shè)過程中經(jīng)常遇到地基類型具有更高施工難度，而強夯法作為一種有效的地基處理方法在軟土地基施工中的運用對于保證工程整體質(zhì)量具有重要的意義。施工單位應(yīng)當(dāng)強化對軟土地基處理中強夯法運用的重視，不斷提升強夯法在軟地基中運用水平。本文將對強夯法的加固機理進行分析，并在此基礎(chǔ)上研究強夯法運用的工具，進而探索強夯法在軟土地基中的有效運用。

關(guān)鍵詞：強夯；軟土地基；施工技術(shù)

一、 加固機理

強夯法是處理松軟地基土的一種有效的加固方法，它是在過去"重錘夯實法"的基礎(chǔ)上發(fā)展起來而又與該法截然不同的一種軟土地基加固方法。強夯法加固多空隙、粗顆粒、非飽和土?xí)r，是基于動力壓密的概念.即以很大的沖擊能量作用于地基上，使土體產(chǎn)主較大的瞬時沉降。這樣夯坑深度可達lm左右，土體中孔隙可減少60%，土體強度可提高2～3倍。而強夯法處理細(xì)粒飽和土是借助于動力固結(jié)理論，以巨大的沖擊能在土中產(chǎn)生應(yīng)力波.破壞土體原狀結(jié)構(gòu)，使土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)生許多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水順利流出。待超孔隙水壓力消散后，土體固結(jié)。由于軟土的觸變性，強度得到提高。

二、強夯施工機具

（一） 起重機械

起重機械是在工程中實現(xiàn)強夯技術(shù)的重要機具，強夯施工中選擇合理的機具對于施工效果具有重要的意義。通常情況下首先應(yīng)當(dāng)考慮的是工程要求，然后是使工程費用盡量降低。基于滿足工程要求的角度，選擇單擊夯擊能則應(yīng)當(dāng)以設(shè)計要求的地基處理深度為依據(jù)，進而確定起重機械。砂土、碎石土地基的單擊夯擊能范圍為1000knm至6000knm，對應(yīng)有效加固深度范圍為5m至9.75m，所以需要通過單擊夯擊能的大幅提升實現(xiàn)加固深度的增加。根據(jù)實踐經(jīng)驗，單擊夯擊能大于3000knm時，施工費用和單擊夯擊能呈正比關(guān)系。同時，強夯施工費用多為機械臺班費，所以要想降低施工費就應(yīng)當(dāng)選擇臺班費較低且性能良好的起重機械。根據(jù)以上分析可知，要想提升經(jīng)濟性應(yīng)當(dāng)將我國的軟地基強夯施工中的單擊夯擊應(yīng)當(dāng)控制在3000knm以內(nèi)，所以施工單位應(yīng)當(dāng)采用一機多用的辦法。

（二） 夯錘

實際當(dāng)中處理深度和起重機的起重能力綜合決定夯錘重，進而影響夯擊效果。當(dāng)前各種圖紙、能級、處理深度、處理目的要求通過分體組合式夯錘、一體夯錘都能夠得到滿足。我國當(dāng)前采用的10只25噸重的夯錘，最大重量為40噸。夯錘平面形狀是否合理也會對夯擊效果產(chǎn)生影響，實際當(dāng)中多采用圓形，能夠有效解決正方形錘無法保證夯擊夯坑有效重合的問題。由于對于夯擊能力的要求不斷提升，夯錘的性能也需要得到相應(yīng)的提升，所以應(yīng)當(dāng)盡量運用鑄鋼夯錘。最后，夯錘排氣孔的設(shè)置也對夯擊效果具有重要影響，所以應(yīng)當(dāng)在錘底設(shè)置于上表面聯(lián)通的排氣孔，進而最大限度降低坑底吸引夯錘的力，提升夯擊效果。

三、強夯在軟土地基中的施工技術(shù)要點

（一） 試夯

正式施工之前，需要依據(jù)初步設(shè)置的強夯參數(shù)，進行現(xiàn)場具有代表性場地的試夯。然后應(yīng)當(dāng)對比夯前測試數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù)，進而判斷最合理的工程強夯參數(shù)。如果與設(shè)計要求存在差距，則需進行設(shè)計參數(shù)的調(diào)整。同時也可采用不同設(shè)計參數(shù)方案進行試夯，通過比較選擇最優(yōu)。

（二） 場地平整

應(yīng)當(dāng)對強夯后可能產(chǎn)生的平均地面變形進行預(yù)先估計，進而獲得夯前地面高程，在接下來的憑證環(huán)節(jié)中需使用推土機進行。與此同時，還應(yīng)當(dāng)對強夯范圍內(nèi)的各種地下管轄位置、標(biāo)高和地下構(gòu)筑物進行明確，在強夯施工的過程中應(yīng)當(dāng)盡量減小對它們的破壞。否則就應(yīng)當(dāng)根據(jù)可能產(chǎn)生的影響范圍，通過相應(yīng)的措施避免產(chǎn)生實質(zhì)性破壞。

（三） 鋪墊層或降低地下水位

強夯前應(yīng)在地表鋪設(shè)一定厚度的墊層，墊層可采用碎石、礦渣等堅硬粗顆粒材料。對于地下水位較高、地表層為細(xì)粒土的軟土地基。在形成硬層后軟土地基就能夠有效支撐起重設(shè)備，這樣機械施工和通行就能夠順利實現(xiàn)，另外還能夠?qū)崿F(xiàn)地表面和地下水距離的增加，進而預(yù)防產(chǎn)生夯擊時夯坑積水或夯擊效率降低的問題。

（四） 拋填片石與強夯施工

（1）工程概況

龍街互通K89+400～K91+020.163段，龍街互通立交區(qū)位于澄江壩區(qū)，均為水田，地表常年積水，地下水位高，地下水較豐富，表面為2.0～3.0米厚的淤泥質(zhì)土，特殊路基處治工程治理面積為169552 m2，原設(shè)計圖紙上對軟基處治主要采用強夯處理方案。段落地下水位高地段方案，挖除2.0米軟土換填2米片石至原地面后強夯強夯沉降量部分采用片石分層填筑至原地面。

（2）強夯的深度檢算

根據(jù)實際稱量夯錘重22.48t，夯擊能2500KN.m，底面直徑2.4米，底面積4.52平方米，錘底靜壓力為49.7KPa；落距12m計算，其加固深度按照以下公式計算，其加固深度達到11.5m，能滿足對下部土層的加固作用。

H=0.73（mh）1/2=0.7×（22.48×12）1/2=11.5米

式中：

H-加固深度（m）；

M-錘重（KN）；

h-落距（m）；

α-修正系數(shù)（0.35-0.7）。

（3） 夯擊遍數(shù)及間歇時間

夯擊遍數(shù)根據(jù)試驗段數(shù)據(jù)，具體擊數(shù)以最后一次夯擊下沉量不大于5cm為限。采用點夯兩遍，滿夯一遍。根據(jù)底層土為砂粘土，介于砂性土和粘土之間，砂性土孔隙水壓力消散時間一般只有3～4min，而粘土一般為2～4周，兩遍點夯之間間歇時間確定為15d。

（4）片石選用、加固范圍及夯點布置：

片石選用直徑大于0.3m，厚度大于0.15cm，且不易風(fēng)化石料。本段拋填片石采用左所石場，該石場片石貯量豐富，材質(zhì)良好，經(jīng)項目部中心試驗室檢驗，符合要求。

加固范圍為全部路基范圍，考慮線路左側(cè)為水田，布點時向內(nèi)側(cè)回收0.5m，夯點布置采用正方形布點，間距5m，兩遍之間夯點交替錯開。

用夯擊能為2500KN.m的強夯機對基底進行強夯處理，使地基承載力達到≥180kPa的要求。主夯點間距5米，相鄰四個主夯點中心連線的交戰(zhàn)設(shè)副夯點。強夯法施工步驟：①清理并平整場地→②測量放夯點→③設(shè)置檢測→④測量標(biāo)高并標(biāo)現(xiàn)主點位置→⑤夯機就位，使夯錘對準(zhǔn)夯點位置，測量夯前錘頂高程→⑥將夯錘提到預(yù)定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程→⑦重復(fù)步驟⑥，按規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個夯點的夯擊→⑧換夯點，重復(fù)⑤～⑦步驟，完成第一遍夯點的夯擊→達到規(guī)定時間后，用推土機將夯坑填平，并測量場地高程→標(biāo)出副夯點位置→重復(fù)⑤～⑦步驟，完成第二遍副夯點的施工→達到規(guī)定時間后用推土機推平進行滿夯→用推土機進行平整，并測量標(biāo)高→現(xiàn)場進行壓實度檢測等試驗→進行下道工序路基填方。

（五） 強夯振動

根據(jù)實踐經(jīng)驗，只要強夯施工與一般建筑物之間保持距離不小于10到15米，那么就不會產(chǎn)生不良影響。如果建筑五對振動具有特殊要求或者其中具有精密儀器設(shè)備，那么就應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)措施，將強夯造成的影響控制在合理范圍內(nèi)。實際當(dāng)中可以利用的深度大于影響建筑物基礎(chǔ)深度、寬度m1的隔振溝降低強夯振動的影響。

結(jié)語：

本文分析了強夯法在軟土地基中的運用，以求為提升我國軟土地基施工水平貢獻綿力，但本文仍存在一定局限，希望行業(yè)人員能夠提升對強夯法運用的重視，進而提升軟地基施工處理的水平。

參考文獻：

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