強夯法施工技術在市政道路軟土路基處理中的應用探討

李雪梅

（云南友源工程造價咨詢有限公司 云南 昆明 650000）

強夯法施工技術在市政道路軟土路基處理中的應用探討

李雪梅

（云南友源工程造價咨詢有限公司 云南 昆明 650000）

在我國經濟體制的不斷完善下，公路道路交通建設發展迅猛。在公路工程施工建設中，經常會遇到不良路基，如果處理不好，會導致路基出現沉陷或者路基失穩的情況。對于這類路基，會使用強夯法來對軟土路基進行處理，具有節省材料、使用設備簡單，經濟效益顯著等特點。基于此，本文對強夯施工技術在市政道路軟土路基中的應用進行探討。

強夯法；市政道路；軟土路基

市政公路的施工質量和路基質量有比較大的聯系。在實際施工過程中，經常會遇到軟土路基，如果處理不好，會對市政道路后期的運營造成較大的影響。強夯法作為一種常用的軟土路基處理措施，通過利用振動和沖擊力來提升地基的強度，具有良好的適應性。現通過實際案例，對強夯法施工技術的應用措施進行探討。

1　案例介紹

某公路工程施工過程中從一段低洼路段穿過，需要使用粉質黏土和粉土來作為填土對路基進行處理，填土厚度為6～8m。施工工期緊，如果使用常規的分層碾壓和分層填筑法不能達到施工要求，景觀研究后決定使用強夯法來對路基進行處理。

2　強夯法的定義及其相關原理

2.1強夯法的定義

強夯法是指利用重物以一定的高度自由墜落時的力量對下面土方進行夯實的處理，以此達到提高土地緊實度，承載力的目的。由于強夯法在作業過程中需要利用機械的加固處理，所以此法也被稱為動力固結法。在進行城市行政道路建設施工時，經常采用強夯法。常利用塔吊等裝置將重錘提升到數米的高度，然后放下，利用其自由下落的勢能將土方夯實。當前，大型工程施工中強夯法在軟土、沙質土、粘土施工中都有廣泛的應用[1]。同時由于強夯法在施工過程對周邊影響較小，所以此法常在城市中的建筑群密集地區適用，如市政道路的建設。

2.2動力置換的依據

這項原理又可以分為樁式置換原理和整式置換原理兩種處理形式。其中，樁式置換原理是在施工中利用強大的沖擊力將碎石夯填如土層中，在土壤中形成結實的碎石墩或者碎石樁。其在樁體內部的碎石相互作用力使樁體達到平衡狀態。而整式置換原理則是利用強大的夯擊力將碎石整體的填進土層中。

2.3動力固結原理

這項原理常被應用到對細顆粒物質的飽和土質進行夯實處理作業，其在強夯法基本原理作用下，利用巨大的勢能沖力對作業土體進行沖擊，破壞其原有的土質結構，產生對外溝通的縫隙，排空土體里的孔隙水，粉末化的土質在失去空隙壓力后，會固結硬化大幅度提高土體的承載力。

2.4動力密實的依據

這項原理主要是應用于對非飽和、多孔隙、粗顆粒的土體進行夯實加固作業的。它是利用強夯法原理產生的強大勢能沖擊、壓縮土體，原始的土壤顆粒并不都是均勻的橢圓形或圓形等不規則實體，而是在其間存在片狀體，使土壤存在空隙，強夯法的巨大沖擊力可以破壞這些結構，使土壤結構里原有的顆粒物質間的接觸位點錯位變形，增大土壤顆粒間的接觸面積，使土體更加緊實，從而達到增加土地的承載力的目的。

3　強夯施工的設計思路

3.1施工準備階段

①基底處理。在進行基底處理前先要將低洼水進行抽干處理，繼而使用建筑渣土作為強夯的基底，而且建筑渣土的填筑厚度要控制在80～100mm范圍內。②堆填土方。我們可使用重型自卸車進行運輸土方，通過推土機將其推平，為了保證路基兩側夯擊的效果較為顯著，可在夯擊時在每側設計一個夯錘直徑，使夯擊的成效性更為突出。

3.2強夯法的主要施工階段

（1）夯擊機具。強夯吊機宜選擇履帶式強夯吊機，而且起吊能力要達到50t，高度控制在20m，并帶有自動脫鉤裝置。主夯錘要滿足高1.6m，直徑2.2m，底面積3.80m2，滿夯錘重10t，直徑與底面積與主夯錘相同的要求。

（2）夯擊施工的主要技術參數。強夯夯點布置應選取梅花形較為合適，主副夯點之間的距離為5m。第一步進行主夯施工，并且要保證最后兩擊的平均夯沉量要不大于50mm。第二步待主夯施工結束后，采取同樣的方式在主夯點的中間區域進行副夯施工。夯擊遍數一般為三次：①主夯，夯點距離為5m，夯擊能為3000kN/m；②副夯，在主夯的中間部位進行，夯擊能3000kN/m；③進行滿夯，夯點搭接1/3，夯擊能為1000kN/m。

3.3強夯法試驗結果分析

在進行強夯法施工前，首先要進行試夯。所謂試夯是明確施工前的具體夯擊次數以及夯間距等。然后對每次夯實量與地面的變形情況進行準確測定，待平均夯沉量小于50mm以及夯坑周圍土體基本穩定時所獲取的夯擊次數即為本次施工所需的夯擊次數[2]。圖2中所表示的是夯擊次數和累計夯沉量之間的關系曲線。從圖1、圖2中我們可清楚的得到：夯沉量與夯擊次數的關系，即夯沉量越高所需的夯擊次數越少；當夯擊次數達到7次、8次時，夯沉量隨夯擊能的增大而變大，直至最后達到穩定狀態。所以，在該項施工中夯擊次數應為8次，夯擊能采用3000kN/m較為科學有效。

圖1　夯擊次數和每擊夯沉量之間的關系

圖2　夯擊次數和累計夯沉量之間的關系曲線

3.4夯后路床的主要施工

待強夯法施工結束后，路基頂面像路床等部位會出現不同程度的下沉，因而要使路床的強度以及平整度等與標準要求相吻合，可選取5～7%低劑量灰土分層進行填筑工作，提供路床的使用效率。

4　強夯法的主要施工設備以及施工流程

4.1施工設備

強夯法在使用前要準備以下設備，像水準儀、推土機、履帶式起重機各1臺，24m的高龍門架支撐1套12t的夯錘1個。如果起重機不能在單攬錘上應用時，施工人員可使用助脫鉤裝置來協助其完成。在進行具體的操作中要注意將夯錘掛在脫鉤裝置的上方，然后將夯錘吊至固定高度時，使用吊機上副卷揚機鋼絲繩將鎖卡焊合件吊起，這樣便于夯錘自由下落，提高夯實度。如圖3所示。該方法已在全國得到大力的應用，而且反響也很高。

圖3　脫鉤裝置

4.2施工主要流程

①將施工場地徹底清理干凈，繼而開始測量場地的高程，確定第一遍夯實的具體方位。②將起重機的夯錘與夯點準確定位，并且測量出夯前的錘頂高程。③將夯錘固定到預定的高度范圍內，當夯錘脫鉤自由下落時，立即放下吊鉤，量出錘頂高程的具體高度。在施工中如果出現坑底有傾斜等現象時，要立即中止夯實工作，將坑底的傾斜現象調整到位，繼而進行下階段的工作。④上述的工作完成后，循環往復的進行上述前三步，直至全部夯實完成即可[3]。⑤待夯實工作全部結束后，使用推土機將夯坑進行填平處理，并再一次測量場地的高程。⑥使用碾壓機將路面進行壓平處理，直到路面全部壓實即可，最后再對場地經一次全面的測量。

5　對強夯施工成效的檢驗

強夯法施工結束后，在進行路床灰土施工前要對強夯路基的完成效果進行全面的檢測，如發現問題立即補救，減少不必要的損失。在對強夯法進行質量檢測中，我們可從以下兩個層面加以著手：

（1）檢測壓實度。施工人員可在500～1000m3范圍內隨意選取三處，從夯面下距離50～100cm使用灌砂法對土壓實度指標進行全面的測定，由于存在部分路段的土層較厚，因而在開挖中對這些區域要格外重視，仔細全面的檢測該區域的壓實度，檢測的標準是較未處理之前相比，強夯土層密度提高到4～8%即可算完合格，可在市政道路的路面壓實中進行安全應用。

（2）通過采取具體的措施進行檢測我們發現，強夯法處理路基效果顯著，與設計的要求相吻合。在道路排水施工中應用強夯法處理路基，開挖后發現土體的密實度很高，而且強夯法的有效應用也使得排水溝槽兩側壁的直立面更加穩固，在很大程度上增加了其使用年限。

6　結語

隨著經濟社會的不斷發展，在市政道路的軟土路基施工中強夯法的應用越來越廣泛。它的優點在于一方面可最大限度的提高地基的承載力，在地基的深層加固中發揮著重要作用；另一方面強夯法較為環保，在施工中不會造成一定的污染，也會節省一部分費用。當前，強夯法已經被許多國家所認可，并已投入到施工建設中，隨著強夯法在實踐應用中不斷改進與完善，其在未來的市政道路施工中的作用將會越來越重要。

[1]張慶國.強夯法加固機理與應用[M].濟南：山東科學技術出版社，2003：56～57.

[2]吳海.淺談強夯法在高填方地基中的應用[J].山西建筑，2009，35（23）：129～130.

[3]張佳璐.強夯法在地基處理工程中的應用[J].鐵道建筑，2009（06）：88～ 90.

U416.1

A

1673-0038（2015）18-0213-02

2015-4-10

李雪梅（1987-），女，四川成都人，助理工程師，從事市政造價工作。