强夯法在公路工程软基施工中的应用

孙强强?张志华

摘 要：作为国民经济与社会发展的重要基础设施，公路事业在改革开放后也得到了极大的发展。强夯法作为公路工程软基处理的重要技术之一，其技术水平的高低将直接影响到公路工程的整体质量，甚至影响到公路事业的可持续发展。为此，本文主要对强夯法作用原理、公路工程软基施工准备及技术应用进行了分析与探究。

关键词：强夯法；公路工程；软基处理；技术应用；作用原理；施工准备；夯击点

一、强夯加固技术的作用原理

强夯法是指为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。称动力固结法，利用起吊设备，将10～40吨的重锤提升至10～40米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基，一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法；并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。现有经验表明：在100～200吨米夯实能量下，一般可获得3～6米的有效夯实深度。该加固方法是在重锤夯实法基础上发展起来，但其加固机理又与重锤夯实法有所不同，这是一种地基处理的新方法。

二、强夯加固技术的施工准备

1、强夯设备的选择

强夯设备主要包含三部分：夯锤、起重机及脱钩装置。首先，夯锤。现阶段国内主要分为两种形状的夯锤，为圆形与方形，底面积一般都控制在2平方米到6平方米之间。选择夯锤时，可按照起重设备、地基土质、加固深度等条件进行。选择夯锤底面积时，必须遵循地基土的种类进行，如应选用较小的底面积作为砂性土底面积，选用较大底面积作为粘性土底面积。其次，起重设备和脱钩装置。通常情况下起重机都会选用履带式或轮胎式，如地基有加固要求时，应选用大型夯锤，并进行专用起吊三脚架的制作及通过2台起重机进行夯锤台吊作业。利用滑轮组将夯锤吊到指定高度，并利用脱钩装置实现自动脱钩落锤。现阶段主要使用到的脱钩装置分别是通过吊机上副卷扬机的钢丝绳吊起锁卡焊合件使锤脱落；还有一种是脱钩施夯作业通过定高度索的方式完成。

2、强夯参数的选择

强夯技术处理水利工程软基中，选用的锤重一般为8吨到25吨之间，将其落距要控制在8米到20米的范围内。选择锤重时，必须严格遵循相关施工要求进行，如地基加固深度等。

3、夯击能的确定

通常在公路工程强夯施工前期都要进行试验段试验工作，以此获取准确的检测数据。按照所得数据并与设计及施工要求相结合，对最佳夯击能进行准确确定。由于粘性土的孔隙水压力消散极为缓慢，最佳夯击能可以遵循孔隙水压力的叠加值符合土的自重压力范围进行确定。因为砂性土具有较快的孔隙水压力增加或减少速度，最佳夯击能的确定必须遵循孔隙水压力增量随夯击次数的增加而逐渐趋于恒定的夯击能进行确定。

三、公路工程软基施工中强夯法的应用

某公路工程全长11.093千米，粉土与粉质黏土为该路段地层土质。选用强夯法对其进行施工，100KN为设计夯锤重量，选用圆形铸钢锤（2.25米直径）作为锤底。正方形为强夯夯点布设形式，为确保夯击效果，必须对试验段进行强夯试验，该试验段表面土体液限实际为31.8%，10.5为塑性指数，13.3%为其含水量最佳值，每立方米最大干密度为1.86克，2.1米为地下水位。

1、施工准备

公路工程软基施工前，必须对地表附着物、地质条件、地下构造物等进行详细调查，选用有效措施对施工质量影响的各种因素进行处理。如强夯施工出现的振动影响到周围建筑物时，必须进行监测点的设置，同时选用开挖减振沟等措施进行施工，并进行现场临时防护措施及排水设施的合理设置。

2、平整场地

进入施工现场前，施工机械必须对场地进行平整施工。如场地平整可选用推土机进行施工，为强夯施工提供便利。并准确估算夯击后地面沉降情况，在夯击情况充分结合的情况下，确定地面高程。公路工程软基施工前详细查看地下管线与构造物位置等，防止破坏情况的大量出现。

3、测量放样

测量放样施工必须严格遵循设计规定进行，6米为夯点间距离。布设桩形时以正方形为主。在第一遍正方形中心点位置布设第二遍夯点，各个夯点位置可通过全站仪及钢尺标进行标示，一般选用的标示材料为白灰与木桩，随后测量各个夯点原地面高程。160kpa与180kpa为夯前原地表检测的地基承载力，与施工规定相比较小。施工前期，强夯处理范围内水位与3.5米相比较低，如3.75米等。逐点夯击，对各点位进行夯击作业，测量其沉降量与孔隙水压力，并进行详细记录。

4、碎石铺设

如饱和细颗粒土存在于地表内或具有较高地下水位时，必须将碎石层铺筑到亚粘土表面，將其铺设厚度在2米范围内进行有效控制，碎石铺设功能为对承受强夯机械进行持力，同时控制冲击波出现的上部土层松动情况，并达到及时消散超静水压力的作用。

5、夯点施工

夯击公路工程软土地基前，必须准确标注第一次夯击位置，一般选用的材料为小木桩与石灰，确保其误差在5厘米以下，为测量地面高程提供便利。夯点施工可分三个阶段进行，第一阶段，公路工程软基施工前，先对施工场地进行平整作业，对场地标高进行复测，确保其与设计起夯面标高规定相符合，随后通过全站仪向施工场地内进行施工图角点引测，并进行坐标控制。通过监理人员检验后，确保其质量符合施工规定，再选用一般经纬仪，根据施工图进行第一遍夯点布设，并用白灰标识出夯点位置，为夯锤准确就位提供便利。强夯机械设备就位后，应先测量夯锤落距，同时选取有效方案，避免夯击过程出现偏差，保证每击都能符合相关规定，如单击夯击能等。于此同时，对就位后的锤顶面标高与地面标高进行测量，为夯坑深度计算提供便利。起重机就位后，将夯锤向预定高度起吊，并将脱钩装置开启，等到夯锤脱钩自行落下后，将吊钩放下，进行锤顶高程的测量。如两击无法满足沉降需求，必须将石块填实到夯坑内，随后连续夯击。确保其符合施工规定后，方可停止夯击作业。

第二阶段，完成第一遍夯点施工后，在监理工作者的监督下，必须进行夯坑回填、场地平整机地面抄平作业。随后再次利用全站仪向施工场地内进行施工图角点引测，并进行坐标控制。同时，可选用白灰进行夯点标识，该施工方式和第一阶段相同。

第三阶段，该阶段为满夯施工，不需要布设夯点及观测夯沉量，只需要对夯击数、夯锤落距等进行有效控制。平底铸钢锤（2.4米）为本工程夯锤，25吨为夯锤重量。完成满夯施工后，场地整平时，可选用推土机进行施工，平整碾压标高必须符合施工规定。

四、结束语

综上所述，在公路工程施工中，路基施工占有重要地位。强夯法作为公路工程软基处理的重要技术，施工企业必须按照相关施工要求，对施工中出现的各种问题进行了分析与处理，提高施工技术水平，规范施工流程，只有这样才能确保公路工程软基处理的整体质量，才能提高公路施工的安全性及延长其使用年限。

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