浅谈强夯法在高填方路基施工中的应用
2015-10-12邓磊杨莉莉
邓磊 杨莉莉
摘 要：根据实际路基施工应用浅析了基于重锤夯实法的强夯法处理地基的作用机理及其实现的施工效果和意义，并结合实际工程项目从施工机具的选择、参数的确定以及施工注意事项等方面对强夯法的施工要点进行简单探讨。其中，施工机具的选择包含了对相关安全标准的需求和施工前期的准备，而参数的确定则着重于对夯击次数和夯沉量之间的数学关系，施工要点讨论以施工完成符合标准为基础。与此同时，根据施工要点对工程项目实施提出了施工过程中的质量控制关键点和具体的实施方法。
关键词：路基施工 施工方法 强夯法 作用机理
中图分类号：U46 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（a）-0088-01
工程施工中的地基处理方式按照传统分法可以分为包括深层密实法、换土垫层法、化学加固法、排水固结法、加筋法以及热学法在内的6种主流方式。作为深层密实法的一种典型，强夯法是法国Menard技术公司于20世纪60年代首创并投入到施工应用中的，我国是1978年9月引进这项技术。该方法在实现上具有设备简单、效益明显，并在实际工作中广泛应用于工程项目施工。
1 作用机理
强夯法发展的基础是重锤夯实法，其地基处理的机理是：使用起重机械吊起夯锤至一定高度后自由落下，利用冲击能给地基土体冲击和振动，使土体颗粒重新排列，并排除空隙中的空气和水，从而提高地基的强度，降低低级的压缩性。
2 工程应用及施工要点
在重庆的市政道路施工中，很多路床都是建立在前期场平后的工程上，经常碰到5～20 m的高填方地段，由于前期的场平施工的压实度的达不到路基要求，或因场地限制路堤的填筑方式复杂，不易碾压密室，给后续道路施工增加的困难。为了保证路基的稳定，满足道路施工的相关规范要求，大都选择了使用强夯法进行路基加固处理。
工程概况：某道路位于重庆市北部新区，属于大型产业园的配套路网工程，拟建线路沿线场地属浅丘地貌，线路纵线地形变化较大。路基经前期平场施工后，挖方段与高填方段相间，填方方式下部为抛填，上部分层压实，填料以块石和碎石为主，直径5～30 cm，砂砾和粘性土充填，厚度6～10 m，因抛填松散，厚度较大，设计采用强夯法进行加固处理。
2.1 施工机具的选择
强夯法地基处理技术是利用重锤在自由降落过程产生的冲击能和振动实现地基的加固处理技术。出于安全考虑和相关安全标准要求，施工设备必须采用具有自动脱钩能力的起重机，并在其臂杆前端设置相应的辅助设备，避免在落锤的工程中起重臂剧烈颤抖造成损伤或发生起重机倾覆事故。以保障施工设备和人员的安全。
在使用强夯法对地基加固前，应对地基的实际情况进行详细的调查和了解。
2.2 确定强夯参数
为了安全保障和施工标准的需求，在强夯施工前，对施工现场进行试夯（也称为施工实验）。相关参数数据可以参考有关文献，此处不再赘述。
2.2.1 夯点夯击次数
各夯击点的夯击次数，应使土体的竖向压缩最大，而侧向的位移最小的原则。按照现场试夯得到的夯次数和夯沉量之间的关系曲线，夯击的次数可以通过以下条件进行唯一确定。
（1）平均夯沉量在实际项目实施中，最后两下的数值可以由以下标准决定：T<4000 kN·m时M=50 mm；4000
（2）当夯击周围地面出现过大隆起时，击数少于预先设计的锤击数，此时应适当增加点夯遍数，避免夯击周围发生不合理的隆起，施工参数根据实际情况确定。
（3）在实际工作中，当夯沉量未达到施工收锤标准时，应当继续填入风化材料并继续按照相关标准进行夯实，直到施工效果符合收锤标准。
根据试夯采集的数据与设计吻合本，工程采用点夯两遍，满夯一遍的方式施工，点夯夯击能采用3000 kN·m，满夯采用1000 kN·m。
强夯施工参数如下：
①强夯方式夯击能（kN·m）夯击次数夯击间距夯点布置。
②点夯3000 9～13（两遍总计）第一遍为5～7次，第二遍为4～6次6×6m 正方形（梅花形）布置。
③满夯10001D/4搭接。
在强夯开始施工时，由技术人员旁站，收集数据及时与设计方沟通，根据实际情况做适当调整。
2.2.2 夯击间隔的设计
工程实施中，夯击由于机械原因，在实施上有一定的时间间隔，该时间间隔取决于土中超静孔隙水压力的消散程度。具体工程实施中由于施工环境的不同，夯击的时间间隔应当对现场的夯坑积水、人工填土的渗透性能等施工环境进行综合性调整。
2.2.3 夯击深度的要求
为防止夯击能量在土中损失，应保证夯坑深度不超过1.1m。否则，应向坑内回填填料，填料应满足路基填料的要求。
3 施工质量的管理
在施工上，必须对夯击施工进行一系列的准备。同时，施工时必须杜绝产生“真空效应”和“气垫效应”，传统处理方法可以在夯锤上设置排气孔；确保夯锤的施工状态符合要求（自由下落），若有特殊情况（如倾斜下落）应特别处理，确保工程夯击质量与能量；满夯时，夯击面积在施工要求上应当大于四倍的夯击塔面积，并在夯击完毕后对场地进行推平处理；在施工的同时，测试和检测应贯穿于整个工程实施，对夯击的施工效果，施工质量进行现场监工和记录，并及时进行必要的夯击调整。
4 结语
该文对强夯法加固地基的处理机理和施工工艺以及施工工艺质量控制要点进行了简要的介绍，并提出了施工质量控制要点和施工建议，强夯法加固地基机理是一个复杂的问题，今后我们要通过不断地实践进一步认识它，从而更好地掌握它的施工工艺。
参考文献
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