论强夯法施工技术在公路路基处理中的应用

2015-05-28郑美芳

中国科技纵横 2015年9期

关键词：夯法路基公路

郑美芳

(河南省公路工程局集团有限公司,河南郑州 450000)

论强夯法施工技术在公路路基处理中的应用

郑美芳

(河南省公路工程局集团有限公司,河南郑州 450000)

随着我国经济的快速发展,科学技术的进步促进了我国公路建设的发展。地基作为公路的重要组成部分,对公路的安全性以及稳定性具有直接的影响。强夯法施工技术作为处理地基的重要方式,应用的范围较广泛,可以对砂土、碎石土、粘性土以及低饱和度的粉土的处理,另外,还适用于湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基中。由于强夯法具有良好的加固效果,经济效果良好,并且可以缩短施工工期,所以,在公路施工过程中,强夯法扮演着重要的角色,为了确保公路路基的质量,本文将对强夯法施工技术在公路路基处理中的应用进行深入的分析及探讨。

公路建设强夯法公路路基

近年来，我国公路工程数量在不断地增多，从而推动了我国的公路施工技术的发展，公路路基承载着公路所有的压力，路基质量的好坏对公路的整体质量具有严重的影响，因此，要加强对路基加固的处理。在公路路基的加固施工过程中，强夯法施工技术得到了越来越广泛的应用，不仅在经济方面取得了一定的成效，还节约了施工中材料的使用，与此同时，节省了人力、物理以及财力。在科学技术的发展背景下，强夯法在公路中会得到充分的应用。做好强夯法施工技术的处理，在很大程度上提高路基的承载能力以及使用寿命，从而使公路更好的服务于人们的生活。

1　强夯法施工技术原理

对于强夯法施工技术来说，主要是通过使用大型机械设备把大吨位的夯锤吊起到一定的位置，再将它自由的下落，这样就可以将势能转变为动能，地基就会受到较大的冲击力，低级就会产生强大的冲击应力及冲击波，土层空隙就会被压缩，致使土体区域液化，夯击周围地点周围就会出现裂缝，这样就会形成良好的排水通道，孔隙水就会溢出，气体排出，土颗粒就会重新排列，通过振捣压密固结，就会确保地基的承载能力，地基沉陷性及空隙就会消除，压缩性就会降低，这处理地基的方法之一。

就强夯法施工而言，其处理主要分为夯击成孔、加固下部土体和上部的夯孔。夯击成孔，通过打夯机的夯锤与夯实点的中心位置对准，在夯锤放开后的动能作用下，经过夯击的土体就会产生压缩变形，应力就会以夯锤底部位置向四周进行扩散，在外界强大的被动压力作用下，夯锤周围的土体就会向下部和四周移动，这样就会使土体的密实度得到提高。通过多次的夯击，就会造成很深空洞的出现，然后再进行挤密作业来确保孔壁的强度。对于加固下部土体来说，就是使用机械向夯坑内填入足够的碎石，在夯锤高空坠落的作用下，将碎石进行夯击，在高压作用下，碎石就会向四周运动，高压强区域就会形成。通过反复的锤击，重锤能量就会得到提高，从而处理好深层软土地基的加固作业。上部重锤夯空处理技术，通过对孔内填入一定量的材料，进行夯实的处理，使之具有挤密性，与此同时，还要对孔洞周围的地基进行夯实作业。

2　强夯法施工技术在公路路基处理中应用的特点

2.1适用于各类土层

强夯法施工技术可以对各类的土层实施加固，比如说，黄土、粉土、黏性土以及砂性土等。若一般方法无法对大块碎石类土、建筑生活垃圾以及工业废料构成的杂填土进行加固处理时，就可以采用强夯法施工技术，这样效果较为明显，可以对软土地基进行加固。

2.2应用范围较广

强夯法施工技术应用的范围较广，比如说，重型构筑物、民用建筑、工业、堤坝、机场跑道、贮仓、设备基础、油罐、堆场、港口码头、人工岛、核电站以及公路及铁路的路基等。

2.3加固效果较显著

进行地基的处理，可以通过使用强夯法作业，这样就可以提高地基的承载能力，使压缩模量得到有效的提高，干密度也得到了提升，这样以来压缩的系数、空隙就会得到有效的控制，提高场地的均匀性。另外，也可以消除湿陷性以及膨胀性，防止振动液化的产生。

2.4施工机械设备简单

对于强夯法的施工来说，所使用的机械设备则是履带式起重机。若存在一定的起吊能力，则可以结合龙门架进行强夯法的使用。

2.5节省施工材料

一般来说，强夯法就是对原状土上能量的施加进行处理，就不需要加入建筑材料，这样以来就可以缩短施工的工期。

2.6节约造价

在进行强夯施工时，无需使用材料，这样就可以有效的节约施工材料的购置、制作、运输以及人工等费用，油料的消耗就会得到有效的控制。

2.7施工速度快

在公路路基施工过程中，对粗颗粒非饱和土进行强夯法的使用时，施工周期较短。在雨天，就会产生严重的影响。

3　强夯法施工技术在公路路基处理中应用的准备

(1)在施工期，要掌握施工图纸的内容，要明白设计的目的，对现场还要进行实地的考察，然后进行定位放线。(2)在进行强夯法施工前，要挖除公路用地范围内的路基表土、种植土、腐殖土、淤泥以及树根，确保清表的厚度不低于30cm。为了处理好湿陷、孔洞问题，便于起重设备的行驶，防止事故的产生，使用推土机进行预压作业。机械设备在进出场时，道路要保持一定的高度、宽度、转弯半径以及路面的强度。若地下水位较高、液化流动的饱和砂质土以及表层为饱和粘性土时，为了确保重型机械在场地能够正常的运行，降低夯锤拔起时的负压，在表面可以铺设一定厚度的砂石垫层。另外，为了避免路基表面产生积水现象，在雨期进行施工时，要做好排水沟的挖好工作。(3)在进行强夯施工前，为了了解土质的具体情况，就需要对地基实施试验，若土层存在不均匀，对钻孔及原位测试要进行测试。根据地形的具体情况，每隔一定的距离取图样进行分析，这样就可以确保最大的干密度、最佳含水量。路基冻融或者下雨导致地表的湿软，进行软土的清除，将其翻挖晾晒，这样就可以提高夯实的质量。(4)在进行施工前，对施工参数要进行正确的选择，提高强夯法的效果。强夯的参数主要包括以下几个内容:有效的强夯深度、夯击次数与遍数、夯点布设及强夯范围以及夯击间歇时间等。(5)在施工过程中，为了防止现场范围内的地下构筑物和各种地下管线被破坏，首先要检查其位置、标高等，并且要采取一定的方法。强夯要距地下障碍物的水平保持一定的距离。为了避免扰民的问题，最好选择在白天进行施工，将午休和晚间休息时间错开。

4　强夯法的施工技术及主要参数

对于强夯施工技术来说，首先要进行试夯，还要遵循一定的规律，先深层、次中层、最后表层。根据施工现场的地质条件以及工程的要求来选择合适的技术、参数。为了使强夯法具有较好的成效，夯击的遍数要符合施工设计的要求，对高能级强夯要进行三到四遍的夯击，主要对深层土层进行加固。对于中能级强夯来说，要实施间夯或者复打作业。夯点位于主夯点之间以及主夯点上，这样以来就可

············以强化对中层土的加固。低能级强夯的主要目的就是对表层松土进行夯实。

4.1有效加固深度

地基处理的重要依据就是选择有效加固深度，能够反映出处理的效果。根据梅纳提出的有效加固深度试验来说，与实际工程相比，计算公式得出的结果所达到的加固深度偏大。另外，叶书磷建议软土及粘性土的修正系数为0.5，砂性土为0.7，黄土为0.35—0.5。除此之外，对于粉质粘土、饱和粉土、粘土及淤泥质土等地基的处理，有效深度还与排水条件具有一定的联系。

4.2最佳夯击能及夯击次数和遍数

对于最佳夯击能来说，通过使地基中出现的孔隙水压力达到土的自重时夯击能，最佳夯击能的确定，可以采用最大孔隙水压力增量值与夯击次数的关系曲线或有效压缩率与夯击能的关系曲线。进行每一遍的最佳夯击数时，要确保土体竖向压缩最大化，侧向位移要控制在最小，由夯沉量曲线或有效夯实系数的关系来确定夯击次数，夯击遍数根据地基土的性质来确定。

4.3夯点布置和间距

根据工程的具体情况，正三角形布置可以更好的处理地基问题，确保其具有较好的均匀性，一般情况下，采用正三角形、正方形或是梅花形进行布点。另外，正方形的布置，与三角形布置相比，吊机移位更加方便。夯点间距的确定可以通过采用地基土性质、土层厚度、建筑物结构类型和要求处理深度及试夯的方式。

4.4间隔时间及加固范围

新的夯击施工，需要等到孔隙水压消散后进行。间隔的时间，取决于土的超静力水压力消散时间，根据地基土的渗透性来确定。一般来说，粘性土较慢，其时间要大于3—4周，砂土只要2—4min，可进行连续夯击，一般粘性土为1—2周。其加固范围要大于建筑物基础的范围，这样以来就可以防止不均匀“边界”现象的出现。根据建筑物类型以及重要性等因素进行具体放大范围的确定。

5　施工质量检验

(1)等到强夯施工完成后，需要间隔一段时间，才能够检验地基的质量。就低饱和度的粉土和黏性土而言，其地基可取3—4周。(2)通过对土性应该选择原位测试和室内土质的试验，确定质量的检验。另外，重要工程项目要进行检验项目的增加，还可以通过现场大型载荷试验进行质量的检验。(3)通过对场地复杂程度和建筑的重要性，来确定质量检验的数量。就简单场地上的建筑物而言，每个建筑物地基的检验点应该不低于3处。另外，复杂场地或者重要建筑物地基要通过增加的措施，来加强质量的检验，检验的深度应该高于设计处理的深度。