采用強(qiáng)夯法處理市政道路工程軟土地基

摘要：在介紹工程概況和強(qiáng)夯法的基礎(chǔ)上，闡述包括強(qiáng)夯施工方法、環(huán)境要求和設(shè)備配置、錘重與落距、夯擊要素在內(nèi)的強(qiáng)夯施工設(shè)計(jì)方案，以及正式施工前、施工過程中、施工完畢后的強(qiáng)夯施工質(zhì)量檢驗(yàn)，可供從事市政公路工程施工的技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯法;市政道路工程;軟土地基;施工技術(shù)

1" "工程概況

欽州港新城區(qū)商務(wù)中心啟動(dòng)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施配套路網(wǎng)共包括五條道路，全長為6776.8m。其中大欖坪第二大街長度為2034.4m，寬度為40m;第三大街長度為2008.7m，寬度為50m;二號(hào)路北段長度為1388.9m，寬度為60m;規(guī)劃一路長度為844.9m，寬度為30m;規(guī)劃二路長度為499.9m，寬度為24m。根據(jù)圖紙要求，過水路段施工方案為先拋填片石擠淤，然后回填山渣土并對回填土采用強(qiáng)夯法夯實(shí)。

2" "強(qiáng)夯法概述

強(qiáng)夯法又稱為動(dòng)力固結(jié)法，其操作原理是通過重錘產(chǎn)生的重力對軟土不斷進(jìn)行夯實(shí)，以降低軟土對修筑公路的威脅。強(qiáng)夯法使軟土產(chǎn)生固結(jié)，主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：一是使土體緊密堅(jiān)固，承載力大幅增強(qiáng);二是在對軟土進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí)，使其出現(xiàn)液化現(xiàn)象，完成強(qiáng)夯后，這種現(xiàn)象得到緩解，從而減少了土體的壓縮性能;三是改善了土體的濕陷性，提升了土層的均勻度和密實(shí)度，降低了土層的差異性和熱脹冷縮量。

軟土地基土層強(qiáng)度低、壓縮性高，同時(shí)蘊(yùn)含一定的有機(jī)物質(zhì)。強(qiáng)夯法能夠在所有土層中運(yùn)用，也包括松軟土層。與其他處理軟土地基的方法相比，強(qiáng)夯法所用設(shè)備簡單，施工成本較低，應(yīng)用優(yōu)勢更為明顯。經(jīng)過強(qiáng)夯法處理后的軟土地基，不僅在后期維護(hù)中非常簡單容易，而且維護(hù)成本也不高[1]。

3" "強(qiáng)夯施工設(shè)計(jì)方案

在進(jìn)行強(qiáng)夯施工前，必須編制一個(gè)科學(xué)、規(guī)范、合理的設(shè)計(jì)方案予以指導(dǎo)。

3.1" "強(qiáng)夯施工方法

強(qiáng)夯施工是分層夯實(shí)、循序漸進(jìn)、逐步推動(dòng)的，每層厚度基本維持在4m左右。強(qiáng)夯施工時(shí)，先進(jìn)行點(diǎn)夯，再進(jìn)行滿夯。每個(gè)夯擊點(diǎn)的間隔要適度，過寬或過窄均不可取。如果間隔不合適，軟土地基的處理就會(huì)出現(xiàn)問題。

3.2" "環(huán)境要求和設(shè)備配置

強(qiáng)夯的間隔時(shí)間為7天。夯錘的沖擊力很大，在進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí)，要密切關(guān)注其對周圍建筑物造成的影響。在對軟土地基進(jìn)行強(qiáng)夯施工之前，要詳細(xì)探查施工區(qū)域四周環(huán)境，清除施工場地的雜物，對地表的凹凸之處進(jìn)行平整處理。在施工現(xiàn)場周圍設(shè)置排水溝，避免施工現(xiàn)場積水。要配置夯錘、履帶式起重機(jī)、推土機(jī)、水準(zhǔn)儀等施工機(jī)械設(shè)備，并進(jìn)行細(xì)致的檢查，確保施工順利推進(jìn)。

3.3" "錘重和落距

錘重（m）和落距（h）是決定夯擊能大小，影響加固效果的重要因素。夯擊能計(jì)算公式如下：

W=m·g·h （1）

式中：

W ——夯擊能，kN·m;

m ——錘重，t;

g ——重力加速度，m/s²;

h ——落距，m。

設(shè)計(jì)要求本工程的夯擊能不小于3000kN·m。若選用20t夯錘，則落距應(yīng)不小于15m。

3.4" "夯擊要素

本工程屬大面積強(qiáng)夯，夯擊點(diǎn)布置為3m×3m，2遍點(diǎn)夯、1遍滿夯。根據(jù)“土體豎向壓縮最大，側(cè)向移動(dòng)最小”的準(zhǔn)則，開展單點(diǎn)強(qiáng)夯試驗(yàn)。通過觀察夯擊坑四周土體的變化程度，對夯擊次數(shù)進(jìn)行確認(rèn)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，最后2次夯擊的平均沉降量要低于100mm。

在進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使用水準(zhǔn)儀測量瞬時(shí)沉降量，并認(rèn)真做好記錄。本標(biāo)段路基要進(jìn)行3遍強(qiáng)夯，其中前2遍采用最大的夯擊能，即20t×15m=3000kN·m，第3遍采用適中的夯擊能，即20t×5m=1000kN·m，連續(xù)排夯[2]。兩遍夯擊之間的間歇時(shí)間，與“強(qiáng)夯造成的孔隙水壓力的消除情狀”密切相關(guān)。根據(jù)圖紙要求，兩遍夯擊之間的間歇時(shí)間為10～15天。

4" "強(qiáng)夯施工技術(shù)

4.1" "夯擊試驗(yàn)

在正式夯擊施工之前，先進(jìn)行夯擊試驗(yàn)。擬定試驗(yàn)段的位置在大欖坪二號(hào)路北段，里程為K0+250～K0+300，試驗(yàn)段面積為60m×50m。在夯擊試驗(yàn)過程中，要對每次夯擊的下沉量進(jìn)行系統(tǒng)記錄。當(dāng)最后兩擊的沉降值平均小于10cm時(shí)，停止夯擊。

試夯完畢后，要以0.5m～1m為間隔進(jìn)行取樣，檢測其干密度、濕陷量、承載力，對比強(qiáng)夯之前與強(qiáng)夯之后承載力的變化。對檢測所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析和比較，確定夯入度、夯擊點(diǎn)間隔、夯擊間隔時(shí)間、每個(gè)夯擊點(diǎn)的夯擊次數(shù)。在夯擊試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，計(jì)算出詳細(xì)的夯擊參數(shù)，然后進(jìn)入正式的強(qiáng)夯施工階段。

4.2" "正式施工

4.2.1" "清理施工場地

在強(qiáng)夯施工正式展開前，要將施工場地中的雜物清理干凈，平整施工場地，確保地面平整、無起伏[3]。必須檢驗(yàn)強(qiáng)夯是否對四周建筑物產(chǎn)生影響，如無影響則可開工;如有影響則必須采取各種減震措施。

4.2.2" "確定夯擊點(diǎn)

為保證四周建筑物的安全，夯擊點(diǎn)與建筑物的距離應(yīng)保持在30m～50m。要對夯擊點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確編號(hào)。夯擊點(diǎn)的定位可以出現(xiàn)一定偏差，但是偏差值要保持在150mm以內(nèi)。

4.2.3" "選擇主機(jī)和夯錘

主機(jī)一般選擇履帶式起重機(jī)，選擇設(shè)定噸位的夯錘，將夯錘放置到放樣點(diǎn)，對夯錘的底部標(biāo)高進(jìn)行測量。

4.2.4" "強(qiáng)夯作業(yè)

將夯錘提升到預(yù)先指定的高度，隨即啟動(dòng)自動(dòng)脫鉤裝置，使夯錘落在夯擊點(diǎn)的軟土地基上。然后將吊鉤放下準(zhǔn)備再次提升夯錘。完成此次夯擊后 對夯錘部底標(biāo)高進(jìn)行測量，并計(jì)算該夯擊點(diǎn)的下沉量。然后進(jìn)行重復(fù)夯擊，直到夯擊點(diǎn)的沉降量符合要求為止。

完成1個(gè)夯擊點(diǎn)之后，更換夯擊點(diǎn)，重復(fù)上述夯擊步驟，對所有夯擊點(diǎn)進(jìn)行夯擊。最后將所有夯擊坑填平，采用方格網(wǎng)對夯擊后的場地高程進(jìn)行測量，并計(jì)算平均夯沉量。

按照上述方法完成單點(diǎn)強(qiáng)夯作業(yè)后，進(jìn)行軟土地基滿夯作業(yè)。軟土地基被夯實(shí)后，要對場地高程進(jìn)行測量。

4.3" "注意事項(xiàng)

進(jìn)行夯擊時(shí)，夯擊點(diǎn)允許有位置偏差，但是該偏差要在150mm之內(nèi)。夯擊坑底部的傾斜度在30°以內(nèi)時(shí)，可以繼續(xù)進(jìn)行夯擊;傾斜度在30°以上時(shí)，需要將坑底填平后再進(jìn)行夯擊。

單點(diǎn)強(qiáng)夯作業(yè)結(jié)束后，要對場地進(jìn)行平整，避免場地凸不平。同時(shí)要對標(biāo)高進(jìn)行測量。當(dāng)新一遍夯擊開始后，需要對夯擊點(diǎn)進(jìn)行全新布置。

在最后一遍滿夯時(shí)，其有效加固深度要大于3m。夯印彼此搭接部位不應(yīng)小于錘底面積的1/4，對不足部位要進(jìn)行補(bǔ)充夯擊。

5" "強(qiáng)夯施工質(zhì)量檢驗(yàn)

5.1" "正式施工前的檢驗(yàn)

在正式進(jìn)行強(qiáng)夯施工之前，檢驗(yàn)工作是必不可少的。施工場地必須平整，這樣夯錘夯擊時(shí)受力才能均勻，施工速度和質(zhì)量才能用有保證。否則施工速度將會(huì)嚴(yán)重拖沓、施工質(zhì)量也會(huì)受到影響。檢查夯錘是否符合標(biāo)準(zhǔn)。一是要對夯錘的重量進(jìn)行檢查，二是要對夯錘的底部面積進(jìn)行檢查。任何一次夯擊開始之前，都需要核實(shí)夯擊點(diǎn)的放線位置，確保放線數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)方案中的數(shù)據(jù)保持一致。

5.2" "施工過程中的檢驗(yàn)

5.2.1" "單點(diǎn)夯擊過程檢驗(yàn)

在強(qiáng)夯作業(yè)暫停時(shí)，要檢測夯錘的落點(diǎn)誤差。夯錘的落點(diǎn)允許有誤差，但是誤差要保持在15cm以下。如果在夯擊過程中出現(xiàn)意外情況，需要第一時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。每一次夯擊結(jié)束后，都要對夯擊坑的深度、夯擊點(diǎn)的距離等進(jìn)行檢測。只有各項(xiàng)數(shù)值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，才能有序開展填平工作。

5.2.2" "夯擊結(jié)束后的檢驗(yàn)

在所有單點(diǎn)夯擊結(jié)束后、場地平整與壓實(shí)工作展開之前，要將單點(diǎn)夯擊數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)的具體要求進(jìn)行對照，只有各項(xiàng)指標(biāo)要求均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，才能對高程、標(biāo)高變化進(jìn)行詳細(xì)填寫。一次強(qiáng)夯完畢后，夯擊坑的位置必須進(jìn)行檢查，如果出現(xiàn)了偏差，要予以矯正[4]。

5.2.3" "施工完畢后的檢驗(yàn)

滿夯完畢即強(qiáng)夯施工正式結(jié)束后進(jìn)行檢測，其根本目的是檢測此時(shí)的地基是否達(dá)到了公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。檢測方法如下：在夯擊處理范圍內(nèi)進(jìn)行垂直取樣，取樣的間隔距離為1m。取樣后展開物理力學(xué)分析。滿夯完畢后經(jīng)過一段時(shí)間，再對地基的承載力和壓縮模量進(jìn)行測定。同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)對地基的濕陷性系數(shù)進(jìn)行分析，只有該系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，方可繼續(xù)進(jìn)行道路工程下一階段施工。

參考文獻(xiàn)

[1] 賈愷，楊光華，湯連生.李澤源.軟土地基堤圍穩(wěn)定性計(jì)算方法"[J].工程科學(xué)學(xué)報(bào)，2019（5）：573-581.

[2] 張凱，劉旭鍇，周燕.軟土地基水平受荷樁基礎(chǔ)力學(xué)性能研究[J].城市道橋與防洪，2020（5）：253-256+265+29-30.

[3] 姜會(huì)玲.公路橋梁施工中軟土地基施工技術(shù)要點(diǎn)分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020（9）：232-234.

[4] 張文強(qiáng).公路橋梁施工中軟土地基施工的技術(shù)要點(diǎn)淺述[J].智能城市，2021（2）：157-158.