公路软土路基处理中强夯法的施工技术

杨春茂

摘 要：在公路工程施工建设中，对不良路基的处理已经成为施工建设中一项重要内容。如果公路地基处理工作做不到位，就会出现路基沉陷过量以及路基失稳的情况。在路基处理方法中，强夯法具有节省材料、设备简单、经济效益显著等优点。基于此，本文对公路软土路基处理中强夯法的施工技术进行探讨。

关键词：公路 软土路基 强夯法 施工技术

强夯法又称为动力固结法，主要是利用重锤从高处自由落下后产生的冲击对土体进行压缩，使土体产生收缩变形，并出现局部液化。在施工时，夯点的四周会有裂缝出现，气体从孔隙排出，从而达到固结土地，提高土体结构承载力的目的。通常强夯法在处理填土地基、湿陷性黄土、饱和度低的黏性土和粉土、砂土、碎石土方面有比较不错的处理效果。现以实际工程为例，对强夯法的施工技术进行探讨。

1.案例介绍

某公路工程总施工长度为126km，地层主要由素填土层、粉质黏土、地压缩性土构成，其中素填土层的厚度为0.4～1.2m，粉质黏土分布比较广泛，厚度在2.1～1.5m之间，具有较高的承载力。最上层土层为新填土，厚度在0～4m，土质疏松。如果不对填土进行分层碾压就无法达到路基稳定性要求，工程力学性质差。因此，本公路路基工程主要对素填土层和新填土层进行处理。

2.施工方案的设计

在对本工程的路基进行加固施工时，主要加固目标是提高填土的密度和填土的承载力。根据本公路工程地基的实际情况，研究决定使用强夯法对路基进行处理。并对参数做如下设计：

1）设计夯锤的锤底静压力为26～45kpa，设计使用重量为10t～15t的夯锤进行施工。夯锤上要有可以和顶面连通的排气孔，排气孔的直径大小为250mm～300mm。

2）在进行试夯施工前，首先对单点夯击技术进行了初步确定。对于高度在3m以上的填土，设计单点夯击次数为8～10点，对于高度在3m以下的填土，设计单点夯击次数为4～8次。首先进行两遍点夯，然后再低能量夯击一次。在满夯施工时，利用轻锤或低落距锤进行夯击。并按照长方形布置的形式来布置强夯的夯击点。夯点之间的距离设置为7m×5m。

3）在填平夯坑时，要等到各次点夯送完成后进行施工。本工程使用山皮土作为回填料进行夯坑的回填施工，回填料中的含泥量低于25%，最大颗粒直径在10cm以内。

4）由于本工程主要对地面表层的新填土和素填土进行施工，在对土层进行强夯处理后，为了提高土体的承载力，保证土体的密实度可以达到要求，需要对土体进行挤压。根据工程的地质勘测资料来看，本工程地下水量较小，对工程影响不大。在平整场地后，要求场地的标高要超过地下水位标高。在施工时，一般间隔一周左右进行第二次强夯施工。

5）本次试夯施工时，地面和锤底之前的距离为10m，夯锤的总重量为15t，直径为2.3m，在对选择的夯点进行连续夯击后，对各个试夯点在每一击下的沉降量进行了测量。在对现场进行试夯后，得出夯击次数和夯击量之间的关系图如图1所示。根据现场的止夯条件，确定最佳的夯击次数为8次。

由于在群夯的过程中，能力是逐层增加的，因此单点最佳的夯击数要以和系数0.7相乘后所得的值为准。经过计算后，最佳夯击次数N1和对应的夯击能W1如下：

N1=8×0.7≈6，W1=6×10×15×10=9000KN.m

那么普夯一次需要花费的夯击能W2以及最佳的夯击次数N2经计算如下：

W2=W-W1=3 0 0 0 K N.m，N2=W2/800≈4次

根据本工程的实际情况来看，地面的隆起范围在5.8m左右，进行试夯后调整了设计参数：在进行单点夯击时，设计夯击能为1500KN.m，点夯击输在第一遍和第二遍的夯击次数分别六次，夯点按照正方形进行布置，各个夯点之间的距离为6m。单点夯击满夯状态下，夯击能为800KN.m，设计夯击次数为四次。

3.强夯施工

3.1选择施工设备

在施工过程中，选择12t的夯锤和高度为24m的高龙门支架撑各一个，履带机、推土机、水准仪、起重机一台。起重机可以利用脱钩设备来对起落夯锤进行装置。在操作的过程中，首先在脱钩装置上挂入夯锤，然后将夯锤吊到设计高度后，利用吊机上的幅卷扬机钢丝绳吊起锁卡焊合件，从而使夯锤可以处于自由下落的状态。整体结构如图2所示。

3.2施工工艺

在进行施工前，先对施工场地进行清理和平整，然后对场地的高程进行测量，将首次夯实的位置标出。再将起重机的夯锤和夯点的位置对准，对夯击前锤顶的高程进行测量，夯锤吊到预定的高度下落后，将吊钩方向，对锤顶高程时的高度进行测量。在夯击的过程中，如果出现了因坑底不平导致夯锤歪斜的情况时，要及时对坑底进行平整。重复上述步骤，并根据设计规定中的要求将夯点的夯击工作完成。此外，要对场地的高程进行测量，在使用上述步骤间隔一周后，将所有的夯击次数完成。完成所有夯击次数后，安排振动压路机到位，对路基进行碾压施工，将路基表面的松土夯实，然后再次对场地的高程进行测量。

3.3检测施工质量

1）检测压实度。分别在500～1000m2的范围中选出三处地方对压实度进行检测。利用罐砂法来检测夯面的压实度，由于一些路段处理土层很厚，在检测压实度情况时，需要将土层开挖后才可以检测压实度。经过检测证明，相较于没有处理之前路基的密实度来说，经过处理后道路路基土层的密实度提升了4%～9%，经过处理后达到了公路路基施工对路面压实度的基本要求。

2）完成强夯施工30天后，利用平板荷载试验和动力标贯试验来对强夯后的路基承载了进行检测，检查结果证明路基在经过强夯后，承载力和密实度都得到了显著提升。

4.施工注意事项

本工程使用强夯法进行施工后，路基强度达到了设计要求，在随机检测了现场路基的夯实效果后，夯锤沉降均在3cm以内，达到了夯击目的。通过对强夯法施工进行总结，得出了以下几个结论：

1）在进行强夯法施工时，要尽量选择一些稳定性更好的吊车进行施工，起重机要使用自重比较大的自行式起重机，尽量将夯锤的重量控制在100t左右，并适当提高起吊的高度；

2）在进行夯击施工前，要先进行钻探施工，从而全面了解施工区的地质情况，进行头遍夯击施工时，要使用开设有气眼的风钻。

3）为避免路基的承载力降低，要做好防水措施，避免雨水对路基造成浸泡。对于一些含水量比较高的土层，不允许进行强夯施工。

5.结论

在公路工程施工过程中，软土路基是影响工程建设质量的一个主要因素，因此做好软土路基的处理工作具有重要意义。强夯法作为一种常用的软土路基处理措施，除了可以提高复合地基的承载力以外，还可以更进一步加固深层地基。整个施工过程对环境污染较小，保证了公路工程的施工质量。本工程在使用强夯法进行施工后，取得了良好的施工效果，有效改善了公路路基质量，达到了施工标准。为了更进一步发挥强夯法的作用，还需要进一步对强夯法的施工技术进行总结和完善，从而推进我国现代化公路建设事业的发展。

参考文献：

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