公路軟土路基施工中強夯法實踐

吳 邊

（樂山交通工程建設有限公司， 四川 樂山 614000）

0 引言

強夯法是現階段公路軟土路基施工中最為常見的技術形式之一，其基本原理就是通過其中設備提升重錘到一定高度夠自由落體，使其作用在路基之上。通過對軟土路基的較大能力沖擊以及振動來提升軟土路基的強度，從而有效降低軟土路基壓縮性，并改善軟土路基液化條件。由于此種方法在進行路基處理時所用設備相對簡單、消耗材料較少、作業時間較短且成本相對較低，所以在公路軟土路基施工中具有非常廣泛的應用。但是此種方式需要設定比較多的施工參數，施工工藝對于路基的施工效果具有直接影響，所以為了確保軟土路基良好的施工效果一定要加強施工過程中的管理，最大程度上發揮強夯法的優點，提升軟土路基的施工質量。

1 公路軟土路基強夯法施工中參數的設定

1.1 路基加固深度的設定

采用強夯法對于公路軟土路基進行加固處理時，最主要的是要設定好有效加固深度，這是影響夯擊施工相應內容（主要指夯擊能的確定、夯點布置、加固均勻性等）的主要因素。從現階段來看，加固深度的設定主要是通過梅納經驗公式來進行的，具體為：

其中：H表示有效的加固深度，單位為m；M表示重錘重量，單位為t；h表示重錘落距，單位為m。

1.2 夯錘的設定

通過強夯法對公路軟土路基進行施工所取得的效果在很大程度上受到夯擊能的影響，若是夯錘較輕，就算具有較大的夯擊速度也無法有效提升夯擊性能，很難獲得較好的夯擊效果；若是夯錘較重而落距不夠，那么就會因為沖擊速度不足無法重構公路軟土路基的結構，很難獲得較好的夯擊效果。所以在軟土路基施工中要選擇合適的夯錘重量，在路基加固條件允許且具有同樣提升機械能和加固影響深度的情況下，要盡可能采用重錘，同時要對夯錘單位面積靜壓力進行有效控制，一般設定在2.5-4.0t/m2。

1.3 設定單位夯擊能

若是單位夯擊能相對較小，就會造成軟土路基加固效果相對較差；若是單位夯擊能相對較大，就會引發能耗的增加，同時會對土體造成破壞，嚴重情況下會形成橡皮土而影響土體強度。所以要在施工過程中控制夯擊能，一般控制在3000kN·M/m2。

1.4 設置夯擊點

一般情況下公路軟土路基施工都是面積非常大的路基處理，所以在進行夯擊點設置時常常采取的都是等邊三角形或者等腰三角形的方式來進行。要按照具體的參數特性（包括軟土路基土層厚度、軟土路基土質條件、土質特性、透水性、土層含水量等）綜合考慮之后設定夯擊點之間的間距。要特別注意的是，夯擊點之間的間距并非越小越好，若是夯擊點較密就容易引發加固效應，在淺處疊加而形成硬殼層。正常情況下，對于公路軟土路基施工來說夯擊點間距控制在 3倍夯錘直徑左右。

1.5 夯擊間隔時間的設定

所謂的夯擊間隔時間主要是指強夯法兩次夯擊之間的時間間隔。通過強夯法進行施工時，受到夯擊能的影響會造成軟土路基中的孔隙水壓力快速提升，一旦達到飽和條件之后就會造成土體液化，從而降低強度。一旦停止夯擊后，孔隙水壓力就會消失，會大大增加軟土路基土體強度。所以需要在進行不同夯擊次數之間設定一定的時間間隔，從而能夠有效提升土體的強度。

1.6 點夯擊數以及夯擊遍數的設定

需要按照軟土路基強夯現場的夯擊次數和夯沉量關系曲線設定單點夯擊數，正常情況下要將最終兩次夯擊的平均夯沉量控制在 50mm范圍內，要確保單擊夯擊量在100mm以內，并且保證夯擊周邊地面不存在比較大的隆起，不會造成起錘困難的問題。需要按照軟土路基土體性質來確定夯擊的遍數，正常情況下夯擊遍數在 1-3遍左右即可，但是要在最后一次確保滿夯，這樣能夠對前幾次的松土和表層土實施加固。

2 軟土路基強夯法施工作業管理

2.1 試驗過程中的施工處理

對于在施工方案設計階段確定的相應參數（包括單點夯擊能、單位面積夯擊能、夯擊次數、夯擊遍數、夯點間距、間歇時間等）來說，要在正式強夯之前進行必要的試驗段施工，通過試驗來確定對于地基承載力、變形模量、有效加固影響深度的影響。在試驗過程中所設定的夯擊點一定要具有代表性，要能體現出所在地質情況以及土質的各項物理學指標。在實際夯擊過程中需要詳細記錄相應試驗數據，同時要繪制出相應的曲線圖，包括：夯擊數和坑底標高下沉量關系圖、空隙水壓力增量時間過程線、夯擊擊數與夯坑隆起體積關系曲線圖、單位面積夯擊能和地面平均沉降量圖、夯前夯后標準貫入擊數隨深度分布規律圖等等，對于這些數據曲線進行分析后能夠明確強夯法施工設計參數情況，同時按照試驗分析結果來調整施工方案情況。

2.2 強夯施工作業的技術準備工作

在正式通過強夯法對公路軟土路基實施加固之前，先要按照強夯設計平面圖夯點的設置在施工作業現場實施測量放樣，同時要明確強夯的行走路徑，若是存在影響建筑物結構穩定的情況，需要提前挖設隔振溝來確保建筑穩定性。然后需要將地表存在的淤泥和耕植土挖除掉，并且要進行施工場地的憑證。另外，要對施工工作業場地排水系統進行完善，防止地表水的滲入。最后，要根據計算所得夯后變形量預先鋪設粗集料或者礦渣填料。

2.3 強夯施工作業

要確保強夯所用起重機準確就位，之后就可以根據相應施工作業參數標準對夯點實施夯擊作業。需要注意的是，在進行夯擊施工時需要保證落錘的平穩性以及夯實的準確性，若是由于坑底傾斜引發的夯錘歪斜情況，需要通過石料或者礦渣將夯坑及時的填平。夯擊施工可以按照梅花型的順序進行，要采取分段方式操作。在進行強夯施工操作過程中，需要設置較為合理的施工工序，保證施工夯擊連續進行。需要注意的是，施工過程中一定要保證不同次數之間具有足夠的間歇時間，完成了所有的夯擊之后需要根據施工方案的實際要求實施低能量的“滿夯”，確保1/4的搭接面積將場地表層土夯實，并且對于夯后場地的高程實施測量，確保其滿足標準要求。

2.4 施工質量方面的檢測

為了能夠保證公路軟土路基強夯法施工的實際效果，在具體操作過程中需要對相應技術指標進行有效控制，包括：夯擊次數、夯沉量、夯坑深度、開口大小、夯坑體積、夯擊之后場地的夯沉量、孔隙水壓力增長檢測等等。完成夯擊作業之后需要對夯擊效果實施必要的評價，可以采取原位測試法以及室內土工試驗法來進行。通過這些方式能夠對土體的抗剪指標、壓縮模量、密度、含水量、滲透系數、濕陷系數實施必要的檢測，從而保證處理之后地基具有足夠的承載力和穩定性。

3 公路軟土路基施工強夯法實例分析

3.1 案例基本情況介紹

某公路總體施工長度達到了 144km，該施工區域地層主要以素填土層、地壓縮性土、粉質粘土組成。其中粉質粘土的分布相對廣泛，具有較高的承載力。土層最上部為新填土層，土質相對疏松。從路基穩定性的相應要求中能夠得知，在具體施工過程中要對土層實施碾壓，從而確保工程力學的性能。因此在此公路路基施工中需要對素填土層和最上部的新填土層實施有效處理。

3.2 具體施工方案設計

第一，夯錘的選擇。從案例基本情況來說可以采用10-15t的夯錘進行施工，要確保夯錘的靜壓力控制在25-40kpa范圍內。同時，要在夯錘和施工面間設置排氣孔將兩者進行連通。可以根據相關標準和具體施工情況確定排氣孔的直徑，一般情況控制在240-320mm范圍。

第二，確定單點夯擊技術。在試夯之前需要確定出單點夯擊技術內容。從相應標準可知，若是填土的高度在3m及以上，那么要確保單點夯擊次數在8次-10次范圍；若是填土的高度小于3m，那么要確保單點夯擊次數在4-8次左右。在具體夯擊過程中確保夯擊點按照長方形的形式進行設計和布置，參照相應標準和具體情況設定其距離為7m×5m。

第三，回填料的選擇。完成了各點的夯擊之后要對夯坑進行填平。對于案例中的工程來說，可以采用山皮土作為回填料進行施工。從相應標準可知，要確保回填料中含泥量比例在25%以下，同時要將回填料中的最大顆粒直徑控制在10cm以內。

第四，土體的擠壓。案例公路工程施工過程中的關鍵在于加強素填土和新填土的承載力，能夠確保土體的密實度，所以要對土體實施擠壓。由于案例公路工程具有較少含量的地下水，所以其對具體施工影響相對較小。在具體施工過程中對于場地進行平整之后要確保場地的標高在地下水位標高之上。同時，為了確保土體密度滿足相應標準要求，在具體施工過程中要確保兩次強夯之間至少間隔一周時間。

第五，夯擊次數設定。案例工程中夯錘和地面的距離設定為 10m，夯錘直徑設定為2.3m，夯錘重量選擇為15t，按照此次工程的具體情況將本次施工夯擊數設定為 8次。夯擊過程中的夯擊力要逐層增加，因此單點最佳夯擊次數要進行系數調整（系數為0.7）。經過計算能夠得出相應結果如表1所示，

表1 夯擊計算結果

本案例公路工程的地面隆起在5.8m左右，在完成試夯之后根據實際情況對設計參數進行必要的調整，從而確定出了最終的單點夯擊能為 1500kN·m，最終確定的夯點要按照正方形進行設置，各個夯點之間的距離控制在6m。在單點夯擊滿夯的情況下可以調整夯擊能達到800kN·m，夯擊的次數為4次。

第六，對于施工質量實施檢測。可以通過罐砂法進行夯面壓實度的檢測，在具體施工過程中某些路段的土層相對較厚，因此在進行壓實度檢測時需要將土層進行開挖。通過檢測可知，通過強夯法處理之后的路基密實度提升了 5%-10%，滿足公路路基施工標準。強夯施工一月之后通過動力標貫試驗檢測路基承載力，得知路基承載力以及密實度有明顯提升，符合標準要求。

4 結束語

本文主要介紹了強夯法在公路軟土路基施工中的內容以及具體實踐情況，通過本文的介紹能夠對公路軟土路基施工提供一定參考和幫助。