试析强夯法在公路软基处理中的应用

田楠楠

摘 要：我国地域辽阔，地质情况复杂多变，各地区广泛分布的软土给公路正常施工造成一定阻碍，在实际施工中采取有效措施处理软基，能够使路基强度得到保障。作为常见的软基处理技术，强夯法已被广泛应用于公路工程建设中，且加固效果良好，能够满足路基承载力要求。

关键词：强夯法；公路工程；软土路基

1 强夯加固原理

所谓的强夯法，主要是通过重锤的自由下落对土层进行夯击，使地基能够迅速固结，从而使软弱地基的承载力大幅提高。一般情况下，施工所用重锤在15t-45t左右，利用起吊设备将其提升至30m高时，松开挂钩使其自由下落产生冲击波，地基土体在短时间内受冲击能的作用使土颗粒破碎或产生相对运动，从而迅速排出和压缩土体空隙中的水及气体，减少空隙体积，形成比较密实的结构，从而起到夯实的效果。

强夯加固技术在杂填土地基、非饱和粘性土以及砂性土中应用广泛，且效果良好。对于非饱和的粘性土地基，通常采用的方法为分遍间歇夯击和连续夯击两种，夯击次数和夯实深度需要通过现场试验得知。通过长期实践可知，在200t左右的夯实能量下，夯实有效深度一般在5m左右。该加固法发展起来的基础是重锤夯实法，但其加固机理区别于重锤夯实法。

2 公路软基处理中强夯法施工工艺

本文以某公路工程为例，该路段地处某港口附近，全长3.8km，设计为双向四车道，设计车速为60km/h，局部地段存在湿陷性黄土现象，为了全面消除黄土路基的湿陷性隐患，需要通过强夯法对软基路段进行强夯处理，处理路段1660m，处理面积大概为125660㎡，按照设计进一步提高软基的承载力和稳定性，从而满足路基承载力要求。

2.1 施工准备

1）材料堆放布置。强夯施工主要使用碎石材料，结合施工特点划分材料堆放区和强夯施工区两个作业面，确保能够随时存用施工材料。与此同时，可根据施工进度对材料堆放位置和作业区域进行适当调整，确保顺利进行施工作业。

2）施工技术交底。在施工以前，技术人员需要全面理解设计图纸的意图，认真掌握施工方案，并将施工技术要点和安全作业重点向施工人员进行交底，最后签字形成书面形式保存。

3）机械设备配置。在施工前，需要配置齐全施工机械设备，并对其运行状态进行认真检查，避免影响正常施工。配备2台QUY50B型强夯机进行软基强夯，配备3台135KW推土机进行场地平整，配备3台20t振动压路机进行碎石垫层碾压，配备3台1.25m?挖掘机进行装土挖沟，配备3台3m?装载机进行堆料上料，配备30辆20t的自卸汽车进行物料运输，配备3台50kw发电机作为备用电源。

2.2 施工测量放样

正式施工前，需要由测量人员按照设计图纸要求，对软基处理范围和施工规划进行放样，并将明显标记设置在施工区域内。

2.3 场地清理平整

施工人员要按照软基处理范围，及时挖除沿线的树根，清理表土的杂物，并购买石渣回填沟渠，使其满足施工要求。随后使用履带式推土机对场地进行平整，利用20t振动压路机碾压密实。施工人员要根据试验场地的夯沉情况对强夯后地面沉降值进行适当估算，从而对地面高程进行明确。施工前需要对地下管线以及构筑物位置进行全面勘察，采取有效防护措施保护地下物体。

2.4 碎石垫层施工

在强夯施工中，需要将100mm的碎石施工垫层设置在软土地基处。在清理平整完施工场地后填筑碎石垫层，施工人员要统一购买符合施工标准的碎石材料，运距以实际运输距离为准，碎石通过推土机推开摊平，并利用压路机进行碾压，确保压实度能够满足路基承载力要求。

2.5 软基夯实作业

1）清理平整施工场地，用水泵及时抽排场地内积水，整平后将碎石垫层回填作为施工平台。

2）场地高程在测量平整后，需要放样夯点位置，施工人员可结合现场实际情况测放控制桩，将其间距控制在3m左右，布点按要求进行正方形布设，并用木桩标记点位，控制定位桩距的偏差在50mm左右。

3）第一遍夯点施工。强夯机就位后，需要检查夯锤与夯点的位置，并对夯前锤顶高程进行测量，施工人员与工作面要保持一定的安全距离，然后缓缓吊起夯锤至预定高度，将自动脱钩装置开启，夯锤根据自身重量自由加速下落，从而实现对地面的夯击。在夯锤下落以后，测量人员要将吊钩放下，并测量锤顶高程，对数据进行准确记录，计算夯沉量。完成测量以后，施工人员需要在吊钩上重新挂入夯锤吊环，重复进行地面夯击。一旦起锤因夯坑较深而存在困难，需要立即停止夯击，将填料通过推土机或反铲填平坑内，对填料数量进行记录，如此重复进行夯击、填料、平整，直至施工达到规定夯击次数和夯沉量，方可对下一夯点进行夯击作业。在夯击施工时，如果夯点周围挤出软土，需要对其进行清理，并将碎石铺垫在夯点周围，及时抽排夯击坑内积水，确保整体工程质量。

4）夯坑填料平整。在完成第一篇的全部夯点夯击后，需要将夯坑用碎石填平，并对场地高程进行测量。

5）第二遍夯点施工。第一遍夯点施工完成后，在主夯点中间穿插布置第二遍夯点，两遍夯击之间控制一定的时间间隔，第二遍夯击步骤与第一遍相同，完成第二遍夯击后进行填料整平，并测量路基标高。

6）满夯施工。在两遍夯点施工完成后，需要通过1000KN·m的夯击能满夯，满夯采取1/4夯点搭接进行连续夯击，并夯实场表碎石垫层，最后对场地高程进行测量。

2.6 压实及整平

在完成软基强夯作业后，需要通过推土机对路基进行平整，利用压路机对路面进行压实，将整平面高程偏差控制在±100mm左右。

3 施工质量检验分析

1）效果对比。在强夯前，土体的湿陷系数均超过0.035，各湿陷系数树枝出现了10倍的变化，湿陷程度出现强烈变化。在强夯施工以后，很大程度上降低了土体湿陷系数，在地面—2.0m内平均降低96%，2.0m以下的土体沿深度方向其降低幅度逐渐减小，并造成湿陷系数沿深度方向的变化成逐渐增大趋势。由此能够看出，强夯加固施工不但能够使黄土的湿陷性大范围消除，而且能够对土体原有结构造成破坏，彻底改变土体特性。强夯后，5m以上的土体湿陷性基本消除，5—10m的黄土湿陷性本身不大，见过强夯加固后也基本消失。另外需特殊处理的区域，含水量已满足最佳含水量标准，强夯效果符合设计要求。强夯加固技术在湿陷性黄土中的应用具有明显效果，不仅能够在短时间内大幅提高地基承载强度，而且具有施工难度小、施工周期短、成本投入低等特点。

2）质量控制。一是施工人员需要对放線精度和落锤位置及高度进行严格控制，每一夯坑位置误差要控制在0.2m以内，提升高度必须达到设定标准。如果出现倾斜较大的坑底，可用砂土将坑底填平，然后继续进行夯击。最后两击平均沉降量需要控制在50mm以内。二是如果施工赶上雨季，需要将场地内积水及时排除后继续进行强夯，夯击过的场地必须采取有效的排水措施，并封闭交通。三是做好施工过程中的检测和记录工作，包括对夯锤重和落距进行检查，复核夯点放线，对夯坑位置进行检查，对每个夯点的夯沉量和夯击次数按要求进行检查，并详细记录各项参数及施工情况。

4 结束语

综上所述，湿陷性黄土地基是公路工程路基施工中常见的不良地质，在一定压力作用下，黄土因浸水等因素结构被逐渐破坏进而产生湿陷性，公路工程修建于湿陷性黄土地区，应做好地基处理工作。强夯技术施工效率高，地基处理效果良好，能够达到最佳路基加固作用。通过试验检测可见，该施工方法具有良好加固效果，在消除黄土湿陷性的同时，还能进一步增强黄土强度，对湿陷性黄土地基处理研究具有重要的现实意义。

参考文献

[1]樊保平.龙城高速公路湿陷性黄土地基处理技术应用研究[J].北京：中国地质大学，2013（05）.

[2]范海明.强夯法在高速铁路湿陷性黄土路基处理中应用研究[J].中国水运：下半月，2013（02）.