強夯法施工技術在市政道路軟土路基處理中的應用嘗試

劉帥

市政道路是城市交通運行的重要命脈，也是維持城市經濟發展的重要基礎設施，因此，市政道路的工程質量，也逐漸受到各方關注。在市政道路各分部分項工程中，軟土路基的處理質量，會對工程整體的穩定性造成較大影響，考慮到牽一發而動全身的可能，針對軟土路基的技術管理，選擇合適的施工技術，應引起施工單位人員的高度重視。強夯法是軟土路基處理中常用的施工技術，本文將對強夯法進行重點討論。

一、強夯法技術定義

強夯法是土方夯實技術的一類，是將重物用起重機提升至一定高度（通常低至10m，高至40m），通過自由落地的運動形式，完成重物勢能到動能的轉化，達到夯擊土層的效果，增加地基的固結效果。強夯法也有動力固結法的別稱，通常在遇到雜填土、非飽和黏性土、砂性土時，會以強夯法為主要施工技術方案。強夯法在應用之前，應針對現場圖紙進行現場試驗，確定夯實深度和夯實次數。強夯法并不會因為較大的夯擊力量，對施工環境附近產生較大負面影響，因此，在實現土地夯實質量提升的同時，也可以最大程度避免影響附近居民的正常生活，因此該方法限制性較小，即使城市密集建筑群中，也可以采用此種方法，具備較大推廣潛力。

二、強夯法技術原理

強夯法技術原理包括動力置換、動力固結、動力密實等。具體來說，動力置換就是在填土階段，若遇到碎石結塊的現象，則將其砸碎，避免土壤質量受到影響的同時，也可以令碎石互相之間施加作用力，令樁體趨于平衡，夯擊力越大，碎石進入土層就會越容易。動力固結原理就是在原有土質中將細顆粒物質夯實其中，在巨大動能的作用下，破壞土質結構，將土壤縫隙中的空氣與水排除干凈，避免土體完整性受到影響，令土體承載力得到提升。動力密實原理，是因為土壤顆粒并非絕對均勻，強夯法打磨土質顆粒，依靠摩擦作用令土壤顆粒接觸面積進一步增加，增加土體緊實度和承載力。

三、強夯法施工技術應用

某市項目距離主城區13km，工程占地總面積2135公頃。項目標段施工面積91公頃，土質填挖地帶開挖土方臺階，回填時夯擊補強土質。

1.施工技術和材料標準

清理土體表面之后，若施工現場含水量較高，對正常施工造成負面影響，應當鋪設施工墊層，施工墊層材料可選擇建渣或風化石料，厚度應控制在0.5m以下。建渣主要為混凝土、磚塊、碎石等，粒徑應控制在30cm以下。有機質含量控制在3%以下。若其中混入泥質砂巖或中風化砂巖等，粒徑應控制在40cm以下。置換料應為外購硬質石料，粒徑在40cm以下，軟化系數應在0.75以下。若粒徑在30-40cm之間，則顆粒含量應在30%以下，含泥量應低于5%。在鋪設施工墊層時，應將施工墊層厚度因素可能對置換墩長產生的影響考慮在內。除此之外，強夯法在施工時，若涉及滿夯工序，則其應在點夯施工工序后續進行。實際施工時，應當結合點夯過后土體壓實狀況、坑深度和填料材質等，判斷能都可通過沖擊碾壓，替代滿夯施工。如果施工面積較大，則應當依照現場地質狀況，先選擇若干具有代表性的位置，完成試夯，試夯過程應形成施工記錄書面文件，具體應包含不同夯擊點的次數、每次夯擊的土體沉降量，夯擊能量，夯擊中是否涉及補料等情況。針對夯擊時遇到的施工特殊情況，同樣應在施工記錄中體現。夯擊施工時，可能遇到不同工作面同時施工的情況，此時應當特別注意控制施工進度，保持進度的一致性。臨近工作面高差，應控制其低于4m，若高差值與碾壓層厚相等時，搭接時應采用碾壓方式。若工作面高差在高度上超過碾壓層厚，但是在4m以下，搭接時采用強夯方式。若工作面都是應用強夯搭接，則應令搭接范圍在20m或以上；若碾壓工藝搭接，則搭接范圍應控制在5m以下。

2.施工準備

首先應嚴格核對施工圖紙，對設計資料進行復核，完成夯點布置圖的繪制。準備用于強夯法施工的設備，包括脫鉤裝置、起重設備、夯錘等。同時檢查設備性能，各項設備不能出現異常現象；其次，應做好地表處理工作，設置排水溝等排水設施，將土體上的雜物全部清除，包括草皮、淤泥等，通過運輸車向指定位置運送。晾干地標之后，推平地表。

最后是做好施工工藝試驗，具體包含以下方面工作：第一，觀測地面沉降高度。夯擊過后，對夯擊坑本身和附近地面隆起、沉降值進行有效記錄，大致預估地基處理效果；第二，觀測空隙水壓力，沿著夯擊點方向，依照深度距離的不同，完成空隙水壓力測頭的埋設，對夯擊階段地基土體中空隙水壓力進行測量，總結其在地基土體中水平和深度方向上變化規律的不同，進而為后續夯擊能量的確定提供參考，明確兩次相鄰夯擊過程間隔時間，以及科學的夯擊點間距等；第三，測定側向位移與深層沉降量，也就是土體因深度的不同，產生的豎向位移差異，從而明確強夯法夯擊影響范圍和加固深度。在明確各項試驗結果基礎上，通過錘體自身質量和落距的乘積，得到夯擊點夯擊能量，記錄包括夯擊能量、間隔時間、總體間歇時間等各項參數，明確施工工藝細則，做好施工準備。

3.施工流程

做好施工準備之后，依照施工現場情況，明確強夯參數，點夯過后，測量工作面標高，后續重復平整場地、點夯和標高測量工作。之后進行滿夯施工，并對施工結果進行試驗檢測，若未能通過檢測，則需要重新平整場地，并重復點夯、標高測量等施工工序；若通過檢測，則在監理人員驗收過后，可過渡至下道工序。

4.施工方法

第一，采用推土機等施工機具，完成場地的平整，為后續施工創造施工條件；第二，布置夯點。點夯施工時，以4m為標準控制夯點之間的距離，點和點之間應組成正方形，邊長4m。放線時應注意誤差的控制，保證其在5cm以下，夯點位置應當用小木樁等做標記，避免現場遺漏；第三，確定落距。確定落距時應當依照設計要求進行，當連接好脫鉤拉索起重機吊鉤之后，將測繩或鋼尺記載脫鉤器吊鉤上，令脫鉤器進一步提升。脫鉤器吊鉤和底面之間的距離，也就是夯錘自身和重物落距兩者之和，這時方可有效連接起重機前方和脫鉤器拉鎖下端；第四，推平夯坑。在首次點夯施工完成后，應將夯坑重新推平，為后續夯擊做準備。需要注意的是，為保證土體的均勻性，二次點夯的夯點應避開首次選定的夯點，保證施工交替進行。同時回填應及時，避免對后續強夯施工造成負面影響；第五，點夯施工測量。測量點應兼顧每隔起夯面高程，明確每次夯擊土體的沉降量。測量使用的水準儀，應經過提前校準，在同樣高程位置架設，避免對夯沉量的記錄結果準確性產生影響；第六，平整夯坑之后，應進行滿夯，通常夯擊次數應控制在4次左右，且最后數次夯沉量，應控制在5cm以內。

5.施工注意事項

若強夯法施工面積較大，施工單位應組織試夯，試夯之前應充分考察施工現場和填料狀況，試夯區域應為正方形，邊長應超過30m。強夯施工各參數質量允許偏差，應進行有效控制。其中，夯錘落距允許偏差應不超過±30mm，可用鋼尺測量；夯錘定位允許偏差應不超過±150mm，可用鋼尺測量；夯點定位允許偏差應不超過±500mm，可用鋼尺測量；錘重允許偏差應不超過±100kg，可稱重控制；夯擊次數和夯擊順序，應符合設計要求，現場嚴格計數；最后兩次夯擊夯沉量，應符合設計要求，可用水準儀測量。夯坑深度需要現場人員嚴格記錄，通常應控制在1.2m以下，如果坑內深度過大，應當第一時間停下，并向坑中填料，重復操作，當達到控制標準之后，可停止夯擊。當完成點夯之后才能進行后續滿夯，如果施工時有強降雨，為保證補體的穩定性，現場應設置排水設施，將坑中積水排出。

6.質量控制措施

強夯法施工之前，應明確強夯工藝與設計參數，夯點布置偏差應有效控制，令其不超過5cm。施工階段應由現場質量控制人員，隨時反饋質量信息，針對性對施工參數進行調整，以全面保障施工質量。夯擊過程中，重錘落下時應不失平衡性，若夯坑底部傾斜度超過30°，應當通過碎石與砂土天平夯坑，進而利于后續夯擊。每次完成夯擊之后，應當及時平整場地，記錄夯沉量、標高等數據，重新施工放線，選擇新的夯擊點。如果遇到夯擊點標樁被毀壞的現象，應第一時間補充，防止丟失，影響后續施工。夯沉量和夯擊次數，應當和設計要求完全相符。除此之外，夯擊階段，若施工現場地質環境和設計文件相比，兩者出入較大，應當及時報告至項目技術負責人。與此同時，在施工階段，坑附近隆起應相對均勻，若有異常隆起狀況，應當第一時間向監理工程師報告。夯坑施工應在當天完成，并在當天完成土地平整，避免因降雨因素增加土體不穩定性。夯擊時，力度應當從小到大有效控制，逐漸增加負荷，夯擊次數應符合試驗結果，通常在3次左右。在夯錘上應設置排氣孔，尺寸大概在25-30cm之間，防止真空與氣墊效應，對正常施工造成較大影響。夯錘下落途中，應始終保持豎直方向，且維持自由狀態，如果傾斜下落過程中，坑底面有傾斜現象，則不僅會直接損耗較多能量，而且容易改變夯擊中心點，對工程質量帶來較大影響。綜上所述，強夯法在市政道路軟土路基中施工技術中相對普遍，本文結合具體工程，討論了強夯法施工具體應用，包括施工準備、技術管理、質量管理、安全施工、環境保護、文明施工措施等各方面，希望可以為有關人士提供一定參考價值，全面提升路基工程施工質量。