強夯法施工技術(shù)在市政道路軟土路基處理中的運用分析

周石馨

（福建成森建設(shè)集團有限公司，福建 龍巖364000）

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展使交通運輸行業(yè)進入到一個全新的發(fā)展階段，同時伴隨著人們生活水平的提高，人們對公路工程的施工質(zhì)量也開始提出更高的要求。路基是影響公路工程施工質(zhì)量的一個重要因素，在市政道路工程中如果出現(xiàn)了軟土地基，則會嚴重威脅到整個公路工程的順利施工，甚至還會引發(fā)市政道路工程的施工安全隱患。為了能夠提升市政道路軟土地基施工質(zhì)量，需要相關(guān)人員在市政工程施工中引入一種先進的技術(shù)形式，而強夯法施工技術(shù)就是能夠提升市政工程路基施工質(zhì)量的重要技術(shù)。

1 強夯法概述

1.1 內(nèi)涵

強夯法也被稱作是固結(jié)法或者動力壓實法，在具體實施操作的時候主要是反復(fù)地將10t到40t的重錘提高到一定高度之后讓其自由下落，落距一般在10m到40m。在重錘的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)對地基有規(guī)律的夯擊處理，由此更好地穩(wěn)固地基。

強夯法在使用時所應(yīng)用的加固機理具體包含以下三個方面的內(nèi)容：第一，動力固結(jié)。以往的固結(jié)理論是采取有效的方式將孔隙內(nèi)部的水排除干凈，從而確保飽和顆粒土出現(xiàn)沉降。但是從實際實施情況來看，受瞬時荷載的影響孔隙內(nèi)部的水無法充分排出。后來有學(xué)者根據(jù)飽和土強夯后的瞬時沉降距離來判斷出飽和土是可以被壓縮的，由此提出了新的動力固結(jié)模型。第二，動力夯實。強夯加固多孔隙顆粒的操作機理是動力夯實，即土體在沖擊能量的作用下會被機械設(shè)備夯實，由此會提升土體的強度。第三，動力置換。在動力能量的影響下會將碎石、砂石等材料填入飽和軟土層，實現(xiàn)對飽和軟土的充分置換，形成比較密實的砂石層。根據(jù)動力置換作用的不同，具體可以將其劃分為整式置換和樁式置換。整式置換法利用強夯的重大力量將碎石整體壓入淤泥之中，樁式置換法是使用強夯的方式來將碎石和碎石樁子夯實到軟土中，借助碎石之間的摩擦角來對樁間土產(chǎn)生平衡作用。

1.2 優(yōu)缺點分析

第一，優(yōu)點。強夯法的操作設(shè)備比較簡單，在具體實施操作的時候會節(jié)省材料，簡化工程施工。在對路基路面進行充填處理的時候要正常設(shè)計回填料粒徑的大小，從而方便施工，降低工程的施工成本。同時，在強夯法的使用下還能夠減少道路出現(xiàn)塌方的可能，增強整個工程施工的安全性。第二，缺點。地基土層中存在的軟弱夾層會對強夯法的應(yīng)用效果產(chǎn)生深刻的影響，最終導(dǎo)致夯擊力度達不到規(guī)定的要求。

2 強夯法實施的影響因素

第一，重錘下落的間隔距離。在重錘下落的間隔距離比較大的時候強夯法所產(chǎn)生的單次擊打能量會變得強大，夯擊次數(shù)也會相應(yīng)地變少，夯擊作用效果變得更加明顯。因此，在強夯操作的時候需要相關(guān)人員根據(jù)不同土體之間的差異來確定具體的加固深度，選擇適合的重錘和下落距離。第二，夯擊點的安排以及間隔距離的確定。在實施強夯操作時夯擊點一般會被布置呈三角形或者正方形，確定好夯擊形狀之后根據(jù)土層地基性質(zhì)和目標深度來確定夯擊點的間隔距離。第三，強夯操作的間隙時間。強夯操作頻率和加固土層之間的孔隙水壓消失速度存在密切的關(guān)聯(lián)，即需要根據(jù)土層的類型來選擇具體的夯擊間歇時間。第四，強夯的土層厚度。如果土層厚度比較厚，強夯法產(chǎn)生的沖擊力將無法順利傳遞到深層地基中，最終使得強夯法的使用作用不夠明顯。

3 軟弱地基變形的基本特點

在開展地基工程施工的過程中要根據(jù)地區(qū)的實際情況來著重解決當(dāng)前土質(zhì)問題，不斷優(yōu)化和改進施工技術(shù)。從當(dāng)前整個工程施工發(fā)展實際情況來看，軟土地基在施工的過程中體現(xiàn)出以下三個方面的特點：第一，軟土地基施工變形大。第二，在施工的過程中需要比較長的時間才能夠讓地基穩(wěn)定。第三，側(cè)向變形程度會超過一般土體的變形程度。

軟土地基中的變形程度深受軟土地質(zhì)的影響。一般情況下，軟土中包含比較多的水分，這些水分在自然的狀態(tài)下不會流出去，由此引發(fā)的變形比較大。同時，軟土中的孔隙要比一般孔隙大，且很難從水分中流出，在低飽和的狀態(tài)下深受荷載作用的影響，最終會出現(xiàn)不同程度的變形。

4 強夯法施工技術(shù)在市政道路軟土路基處理中的運用

文章所研究的工程是福建莆田港東吳港區(qū)羅嶼作業(yè)區(qū)，需強夯施工的面積為340735m2，其中斗輪機基礎(chǔ)區(qū)面積70193m2，除斗輪機基礎(chǔ)外的其他區(qū)域面積270542m2，本項目強夯試驗擬取4個試夯區(qū)，試夯區(qū)大小為24.5m×24.5m。試夯一區(qū)和試夯二區(qū)分別在直接回填區(qū)F區(qū)和D區(qū)內(nèi)，試夯三區(qū)和試夯四區(qū)分別在堆載B區(qū)和A區(qū)內(nèi)。試夯一區(qū)和試夯二區(qū)填料為碎石土，試夯三區(qū)和試夯四區(qū)始夯面至標高+7.3m為碎石土，標高+7.3m以下為海砂。夯后堆場及斗輪機基礎(chǔ)區(qū)區(qū)域地基承載力不小于150kPa，道路區(qū)域地基承載力不小于120kPa。

由于整個地區(qū)的軟土含量高，且含有比較多的低強度、高壓塑性軟弱飽和粘土，為此，在施工的過程中需要根據(jù)路基穩(wěn)定性、工后的沉降數(shù)值、路基路面結(jié)構(gòu)強度等來對軟土路基進行處理，具體內(nèi)容如下所示。

4.1 做好施工準備工作

4.1.1 確保施工長期的干凈、整潔

在實施強夯施工操作之前需要將施工區(qū)域進行打掃，特別是要將施工區(qū)域內(nèi)的雜質(zhì)清理干凈，確保施工區(qū)域范圍內(nèi)土層符合施工標準要求。

4.1.2 施工測試

在市政道路工程軟土地基處理之前需要相關(guān)人員按照規(guī)范的標準完成土工測試，具體測試重點內(nèi)容如表1所示。通過測試最終確定工程含水量、干密度的最大數(shù)值。

表1 強夯法的施工設(shè)定重點

4.1.3 設(shè)備的選擇

根據(jù)地面土質(zhì)的類型來選擇夯錘，多數(shù)夯錘是圓弧形狀的，錘底的面積大小依據(jù)錘身的重量和重心的高度確定。在一般情況下使用的夯實錘子是鋼鐵或者鑄鐵加工制作的，由于這類材料的重心比較低，因而在使用的時候?qū)粚嵉孛娴臎_擊會比較小，不會出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象。在選擇夯錘的時候要充分考慮夯錘對地面的影響，在土質(zhì)較細的地方用質(zhì)量較小的夯錘；在土質(zhì)較粗的地方就要用質(zhì)量較大的夯錘。同時，每一個夯錘都設(shè)計了排氣孔，目的是減少夯錘下落過程中阻力的影響。

4.1.4 參數(shù)的精準測量和最終確定

在設(shè)定參數(shù)之前還需要結(jié)合實際情況來布置夯擊點，確保夯擊的范圍超過市政道路工程的基礎(chǔ)范圍。對于施工量比較大的市政工程來講，需要根據(jù)夯擊點的距離和土質(zhì)基本情況來設(shè)置夯擊的次數(shù)，將夯擊的距離設(shè)定在5m到9m之間。確定好夯擊的距離之后實施多次夯擊處理。

第一次夯擊能夠完成基本加固處理，在加固完成之后進入更深入的強夯處理，確保每個夯擊點夯擊兩次到三次，且在夯擊操作的時候要確保地面不會出現(xiàn)隆起的問題。對于需要多次進行夯擊的工程要合理確定兩次夯擊的間隔時間。

4.2 試夯施工方法

根據(jù)本項目強夯試驗區(qū)的填料性質(zhì)和《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定，試夯一區(qū)和試夯二區(qū)填料為碎石土，試夯三區(qū)和試夯四區(qū)始夯面至標高+7.3m為碎石土，標高+7.3m以下為海砂。其滲透性好，兩遍點夯擬采用連續(xù)夯擊施工的方式進行施工，即第一遍點夯實后整平場地緊接著第二遍點夯施工，遍與遍之間不留間歇時間。

4.3 施工操作步驟

第一，清理土地、平整土地，測量夯場地高程，使得夯場地高程達到強夯、起夯的夯面高度。第二，測定和標記第一次夯實點的位置，夯點用石灰或其他顯眼的標志標出。第三，吊車就位，使夯錘對準夯點位置。第四，測量夯前錘頂標高。第五，將夯錘起吊到根據(jù)錘重計算符合設(shè)計夯能要求的高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，及時將坑底整平，才能繼續(xù)夯擊。第六，重復(fù)第五個步驟，在達到規(guī)定的夯點擊數(shù)和收錘標準之后對強夯的施工情況進行記錄。第七，在每次夯實操作之后要進行場地平整施工，使用裝載機械設(shè)備將夯坑填平處理，按照規(guī)定好的夯點位置來完成強夯施工。

4.4 試夯質(zhì)量控制

第一，在夯實之前需要檢查夯錘重量和落距，以確保單擊夯擊能量符合設(shè)計要求。第二，每次夯擊前后均應(yīng)測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜夯錘歪斜時，將夯坑坑底整平。起錘至預(yù)定標高下落錘擊，落錘要求保持平穩(wěn)，夯位應(yīng)準確，當(dāng)夯擊坑內(nèi)有積水應(yīng)及時排除。第三，在每遍夯擊前，對夯點放樣進行復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏位或漏夯進行補夯。第四，在收錘之后要求兩擊平均夯實沉降量低于50mm，如果個別點超過設(shè)計要求則在該處繼續(xù)夯擊，直至最后兩擊平均夯沉量小于50mm。第五，在施工過程中對各個參數(shù)點進行記錄，在施工結(jié)束之后檢查被夯實地基的強度，開展承載力試驗。強夯地基允許偏差、檢驗數(shù)量和方法如表2所示。

表2 強夯地基允許偏差、檢驗數(shù)量和方法

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，市政道路工程對路基的質(zhì)量要求越來越高，將強夯法施工技術(shù)運用于市政道路軟土路基處理中，能夠有效地提升軟土路基的壓實度和承載力。我們應(yīng)該繼續(xù)對強夯法在軟土路基處理中的施工技術(shù)進行分析和探討，不斷提升道路工程的整體質(zhì)量。