強夯法處理軟土路基施工工藝研究

郭正

摘 要：軟土路基具有壓縮性高、承載力差等特點，在車輛荷載長期作用下，軟土路基段很容易出現不均勻沉降和側向變形的問題，從而引發路面下陷、開裂等病害，嚴重影響公路使用壽命和行車安全。因此，必須重視軟土路基處理。本文以強夯法為研究對象，在掌握強夯法加固原理的基礎上，結合具體工程案例，提出了合理的施工方案，并對軟基處理中強夯法的施工工藝進行了分析與探討。

關鍵詞：強夯法;軟土路基;加固原理

作為地基加固的一種常見方法，強夯法也被稱為動力固結法，是1969年由L.Menard提出。其施工特點為重錘大落距，通過兩者接觸可產生巨大沖擊力，從而夯實地基土，提高路基承載力，改善土體質量。目前，多在砂性土、非飽和粘性土與雜填土地基應用。隨著公路建設規模的持續擴大，越來越多公路不得不修建在軟土地基之上，強夯法的應用，可有效加固土體，改善不良地基。

1 強夯法加固原理

強夯法是在重錘夯實法基礎上發展而來，兩者加固機理略有不同，是一種全新的地基處理方法，其加固原理為將重錘（10-25t）提升到一定高度，使其自由下落。在夯擊能和沖擊波強大作用下，來有效夯擊土層。目前，在砂性土、非飽和粘性土與雜填土地基處理中強夯法應用較多，對于非飽和粘性土地基，可采用連續夯擊，或多遍間歇夯擊的方式。

2 工程概況

某道路工程全長34.7km，地形起伏大，位于黃河沖積二級階地。在沿線路段存在池塘、水稻田等軟土路基段，按照從上到下的順序劃分，地層巖性分別如下：

第（1）層為粉土夾粉砂，黃褐色，稍濕，松散，具有較高砂粒含量，局部為粉砂。0.40～3.50厚。

第（1-1）層為素填土，褐黃色，稍濕，松散，主要組成成分為粉土，具有較差均勻性，0.80～3.80m厚。

第（1-2）層為粉土，黑色～黑灰色，濕、稍密。局部夾淤泥質粉土、粉細砂等。具有較高含水量，土層相對較軟。0.70～3.50m厚。

第（2）層為粉土，淺黃褐色，稍濕，稍密，較低干強度、韌性，局部夾黃褐色軟塑狀粉質黏土。0.30～5.30m厚。

第（3）層為粉土夾粉砂，黃褐色～黃灰色，濕～很濕，中密，較低干強度、韌性。局部夾粉砂。4.90～5.22m厚。

第（3-1）層為粉土夾粉砂，灰色～黃灰色，濕～很濕，稍密，較低干強度、韌性。局部夾粉砂。2.50～2.71m厚。

第（4）層為粉土夾粉砂，黃褐色，濕～很濕，中密～密實，較低干強度、韌性。局部夾粉砂。1.30～11.00厚。

第（5）層為粉土夾粉質黏土，濕～很濕，稍密，較低干強度、韌性。局部夾粉質粘砂。0.50～6.30厚。

3 地基處理方案

結合工程地質勘查情況，本工程所需解決的巖土工程問題主要有2點，其一，池塘段軟弱土引起的沉降問題、土層液化問題;其二，由于填方高度原因引起的池塘外路段不均勻沉降問題及雜填土問題。為解決上述問題，必須選擇合理的地基處理方案。

1）軟弱土層處理。根據地質勘查報告顯示，池塘段軟弱土層為1-2層，局部存在淤泥質土，具有較差均勻性。此外，由于本層厚度相對較薄，平均厚度僅為1.99m，需將其挖除。此外，僅池塘段存在3-1夾層，具有較高含水量，相比周邊深度相同的土層3層，其壓縮性高出許多。即11MPa為3層壓實模量，4.9MPa為3-1夾層壓縮模量。加之池塘內地勢低，填方高度高于周邊區域，因此，很容易出現不均勻沉降。處理方法應采用強夯、沖擊碾壓等方式，有效提升其密實度，促使原地基表層形成一定厚度的硬殼層，消除一定深度內的工后沉降。

2）不均勻沉降、雜填土問題處理。為消除不均勻沉降，盡可能降低高填方區域的原地基沉降，并構成一定厚度的硬殼層，用于處理不均勻沉降問題。針對雜填土問題，可將表層耕植土清理干凈，盡可能將垃圾、樹根等有機質成分清除，同時利用碾壓、強夯等施工工藝，進一步提高其密實度，減少雜填土的可壓縮性。

4 施工工藝

1）表層土處理及場地平整。第一，施工前，盡可能清理干凈場地內表層50cm以內的耕植土，隨后通過沖擊碾壓法進行原地基碾壓施工，從而增強地基強度。第二，耕植土厚度在50cm以上，待表層50cm清理干凈之后，需翻挖清除面以下1.5m范圍內的土層，將有機質含量較高的雜質清理出去，如樹根、生活垃圾等，隨后利用沖擊碾壓工藝，對其進行碾壓施工，保證滿足土石方工程設計密實度規定。第三，待完成上述施工后，可根據勘察報告CBR試驗結果，對施工段內不符合要求的區域進行換填，保證滿足施工規定，隨后基本整平地基。

2）強夯施工。（1）強夯施工前，需基本平整施工區域，避免出現高差過大現象。由于施工場地限制，拋填石應由便道逐漸向外擠淤回填，分兩次向施工作業面搬運材料及整平。選取履帶式挖掘機向外鋪填，并做好標高控制。（2）根據設計要求，在指定位置標注夯點位置，并測量高程。按等邊三角形進行夯點布設，施工機械就位?？紤]到地下水將會對強夯能級造成一定影響，點夯施工采用兩遍3000KN·m能級進行施工。夯點間距為4.5m，夯點布置為正方形，單點擊數為10～12擊，最后兩擊平均夯沉量必須控制在5cm以內。（3）夯擊施工過程中，要一擊一擊地做好夯坑深度記錄。在夯擊時，若出現夯坑深度過深導致起錘難度大，必須及時暫停夯擊，將填料回填到夯坑內，直到和夯坑頂面高度一致，此時同樣要做好填料用量的記錄。此外，夯擊時常常會遇到周圍軟土被擠出的情況，為保證施工順利進行，需及時清理淤泥，或將一層碎石墊層鋪筑于夯點周圍，，鋪設碎石墊層時，所選用的碎石不得含有雜質，最大粒徑控制在300mm以內，含泥量不得超過10%。碎石墊層厚度為1.5m，隨后繼續進行施工。在本工程夯擊施工中，可按照隔行跳打的原則，從內到外進行夯擊施工，防止相鄰夯點相互影響。（4）待點夯施工完成后，可按照單點夯擊能1000KN·m進行一遍滿夯，單點擊數控制在4～5擊，夯實場地表層松土后，測量場地高程。

3）質量控制。施工中，應建立健全質量管理制度，尤其是施工日志制度，根據施工進度真實、準確地記錄施工中所有重要參數與異常情況。采用“隔行跳打”的方式進行點夯施工，互為插夯施工。待完成點夯施工后，需平整施工段，并進行滿夯施工。同樣，在滿夯施工后，也需要平整施工段，并通過重型壓路機進行4遍碾壓，最后復核施工段標高。若夯坑內存有明顯積水現象，需及時排除。

在大面積強夯施工前，需按照施工規定及施工流程進行試夯，按照試夯結果對施工參數進行適當調整。當完工后，應進行施工沉降觀測，保證無不均勻沉降問題，提高軟基加固效果。

5 結束語

綜上所述，近年來，隨著我國公路建設規模的持續擴大，越來越多道路修建在軟基路段，如何經濟、合理地處理軟土地基是公路建設施工中亟待解決的難題。為保證路基穩定性，提高地基承載力，采用合理的處治措施尤為重要。強夯法具有高效、操作方便、成本低等優勢，將其用于公路軟基加固施工當中，可有效提高地基承載力，減少地基沉降變形。為此，必須重視強夯法的應用，提高施工技術水平，增強工程施工質量。

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