強夯法在公路工程軟基施工中的應用

孫強強?張志華

摘 要：作為國民經濟與社會發展的重要基礎設施，公路事業在改革開放后也得到了極大的發展。強夯法作為公路工程軟基處理的重要技術之一，其技術水平的高低將直接影響到公路工程的整體質量，甚至影響到公路事業的可持續發展。為此，本文主要對強夯法作用原理、公路工程軟基施工準備及技術應用進行了分析與探究。

關鍵詞：強夯法；公路工程；軟基處理；技術應用；作用原理；施工準備；夯擊點

一、強夯加固技術的作用原理

強夯法是指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的方法。稱動力固結法，利用起吊設備，將10～40噸的重錘提升至10～40米高處使其自由下落，依靠強大的夯擊能和沖擊波作用夯實土層。強夯法主要用于砂性土、非飽和粘性土與雜填土地基。對非飽和的粘性土地基，一般采用連續夯擊或分遍間歇夯擊的方法；并根據工程需要通過現場試驗以確定夯實次數和有效夯實深度。現有經驗表明：在100～200噸米夯實能量下，一般可獲得3～6米的有效夯實深度。該加固方法是在重錘夯實法基礎上發展起來，但其加固機理又與重錘夯實法有所不同，這是一種地基處理的新方法。

二、強夯加固技術的施工準備

1、強夯設備的選擇

強夯設備主要包含三部分：夯錘、起重機及脫鉤裝置。首先，夯錘。現階段國內主要分為兩種形狀的夯錘，為圓形與方形，底面積一般都控制在2平方米到6平方米之間。選擇夯錘時，可按照起重設備、地基土質、加固深度等條件進行。選擇夯錘底面積時，必須遵循地基土的種類進行，如應選用較小的底面積作為砂性土底面積，選用較大底面積作為粘性土底面積。其次，起重設備和脫鉤裝置。通常情況下起重機都會選用履帶式或輪胎式，如地基有加固要求時，應選用大型夯錘，并進行專用起吊三腳架的制作及通過2臺起重機進行夯錘臺吊作業。利用滑輪組將夯錘吊到指定高度，并利用脫鉤裝置實現自動脫鉤落錘。現階段主要使用到的脫鉤裝置分別是通過吊機上副卷揚機的鋼絲繩吊起鎖卡焊合件使錘脫落；還有一種是脫鉤施夯作業通過定高度索的方式完成。

2、強夯參數的選擇

強夯技術處理水利工程軟基中，選用的錘重一般為8噸到25噸之間，將其落距要控制在8米到20米的范圍內。選擇錘重時，必須嚴格遵循相關施工要求進行，如地基加固深度等。

3、夯擊能的確定

通常在公路工程強夯施工前期都要進行試驗段試驗工作，以此獲取準確的檢測數據。按照所得數據并與設計及施工要求相結合，對最佳夯擊能進行準確確定。由于粘性土的孔隙水壓力消散極為緩慢，最佳夯擊能可以遵循孔隙水壓力的疊加值符合土的自重壓力范圍進行確定。因為砂性土具有較快的孔隙水壓力增加或減少速度，最佳夯擊能的確定必須遵循孔隙水壓力增量隨夯擊次數的增加而逐漸趨于恒定的夯擊能進行確定。

三、公路工程軟基施工中強夯法的應用

某公路工程全長11.093千米，粉土與粉質黏土為該路段地層土質。選用強夯法對其進行施工，100KN為設計夯錘重量，選用圓形鑄鋼錘（2.25米直徑）作為錘底。正方形為強夯夯點布設形式，為確保夯擊效果，必須對試驗段進行強夯試驗，該試驗段表面土體液限實際為31.8%，10.5為塑性指數，13.3%為其含水量最佳值，每立方米最大干密度為1.86克，2.1米為地下水位。

1、施工準備

公路工程軟基施工前，必須對地表附著物、地質條件、地下構造物等進行詳細調查，選用有效措施對施工質量影響的各種因素進行處理。如強夯施工出現的振動影響到周圍建筑物時，必須進行監測點的設置，同時選用開挖減振溝等措施進行施工，并進行現場臨時防護措施及排水設施的合理設置。

2、平整場地

進入施工現場前，施工機械必須對場地進行平整施工。如場地平整可選用推土機進行施工，為強夯施工提供便利。并準確估算夯擊后地面沉降情況，在夯擊情況充分結合的情況下，確定地面高程。公路工程軟基施工前詳細查看地下管線與構造物位置等，防止破壞情況的大量出現。

3、測量放樣

測量放樣施工必須嚴格遵循設計規定進行，6米為夯點間距離。布設樁形時以正方形為主。在第一遍正方形中心點位置布設第二遍夯點，各個夯點位置可通過全站儀及鋼尺標進行標示，一般選用的標示材料為白灰與木樁，隨后測量各個夯點原地面高程。160kpa與180kpa為夯前原地表檢測的地基承載力，與施工規定相比較小。施工前期，強夯處理范圍內水位與3.5米相比較低，如3.75米等。逐點夯擊，對各點位進行夯擊作業，測量其沉降量與孔隙水壓力，并進行詳細記錄。

4、碎石鋪設

如飽和細顆粒土存在于地表內或具有較高地下水位時，必須將碎石層鋪筑到亞粘土表面，將其鋪設厚度在2米范圍內進行有效控制，碎石鋪設功能為對承受強夯機械進行持力，同時控制沖擊波出現的上部土層松動情況，并達到及時消散超靜水壓力的作用。

5、夯點施工

夯擊公路工程軟土地基前，必須準確標注第一次夯擊位置，一般選用的材料為小木樁與石灰，確保其誤差在5厘米以下，為測量地面高程提供便利。夯點施工可分三個階段進行，第一階段，公路工程軟基施工前，先對施工場地進行平整作業，對場地標高進行復測，確保其與設計起夯面標高規定相符合，隨后通過全站儀向施工場地內進行施工圖角點引測，并進行坐標控制。通過監理人員檢驗后，確保其質量符合施工規定，再選用一般經緯儀，根據施工圖進行第一遍夯點布設，并用白灰標識出夯點位置，為夯錘準確就位提供便利。強夯機械設備就位后，應先測量夯錘落距，同時選取有效方案，避免夯擊過程出現偏差，保證每擊都能符合相關規定，如單擊夯擊能等。于此同時，對就位后的錘頂面標高與地面標高進行測量，為夯坑深度計算提供便利。起重機就位后，將夯錘向預定高度起吊，并將脫鉤裝置開啟，等到夯錘脫鉤自行落下后，將吊鉤放下，進行錘頂高程的測量。如兩擊無法滿足沉降需求，必須將石塊填實到夯坑內，隨后連續夯擊。確保其符合施工規定后，方可停止夯擊作業。

第二階段，完成第一遍夯點施工后，在監理工作者的監督下，必須進行夯坑回填、場地平整機地面抄平作業。隨后再次利用全站儀向施工場地內進行施工圖角點引測，并進行坐標控制。同時，可選用白灰進行夯點標識，該施工方式和第一階段相同。

第三階段，該階段為滿夯施工，不需要布設夯點及觀測夯沉量，只需要對夯擊數、夯錘落距等進行有效控制。平底鑄鋼錘（2.4米）為本工程夯錘，25噸為夯錘重量。完成滿夯施工后，場地整平時，可選用推土機進行施工，平整碾壓標高必須符合施工規定。

四、結束語

綜上所述，在公路工程施工中，路基施工占有重要地位。強夯法作為公路工程軟基處理的重要技術，施工企業必須按照相關施工要求，對施工中出現的各種問題進行了分析與處理，提高施工技術水平，規范施工流程，只有這樣才能確保公路工程軟基處理的整體質量，才能提高公路施工的安全性及延長其使用年限。

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