强夯法在黄土地区路基施工中质量控制

强夯法在黄土地区路基施工中的质量控制摘要：文章通过天定高速公路工程实例，介绍了黄土地区强夯法加固公路地基的处理方法和质量控制措施。

关键词：黄土地区强夯法地基加固1 引言强夯是黄土地区处理地基较为常用的方法，用强夯法加固地基，是按动力固结理论，借用动力荷载将夯锤提升，然后夯锤脱钩以自由落体冲击和振动土层表面，使土体中的空气被挤出，土颗粒迅速产生相对位移，土颗粒间的空隙缩小，从而使地表以下一定深度内的土层达到密实状态，以降低土体的压缩性、消除湿陷性，提高承载力。

强夯法加固的地基，能消除湿陷性的土层厚度一般为1～2m，影响深度可达到6～7m。

它不仅适用于湿陷性黄土，也适用稍湿的粘性土、砂性土的地基加固处理。

经强夯处理后的土层可作为良好的持力层，夯实后的顶面承载力可达到250kpa。

近年来，随着西部大开发和高速公路的快速发展，在我省的各条高速公路建设中，用强夯法加固地基得到了广泛应用，也取得了显著效果。

如天（水）定（西）高速公路项目，在黄土区路基填土高度大于4m的填方区，为尽量减少路基的工后沉降，设计中大量地采用了地基强夯加固。

另外对纵、横向填挖结合部，每填高5m，在结合部两侧各5m范围内也进行了强夯加固。

现结合天定高速公路第十八合同段路基强夯的施工实例，来探讨强夯加固地基的质量控制措施。

2 确定强夯施工参数2.1 机械设备的确定强夯施工一般采用25t以上带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。

采用履带式起重机时，在臂杆端部设置辅助门架或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。

夯锤锤重及夯锤底面面积根据设计文件要求的单击夯击能确定。

夯锤底面采用圆形，对于粘性土、砂质土、碎石土，锤底面积为3-6㎡，对于淤泥及淤泥质砂等，锤底面积大于等于6㎡。

夯锤中对称设置若干个上下贯通的气孔。

自动脱钩采用开钩法或用付卷筒开钩。

2.1.1 起重设备：本标段选用了100t履带吊车及自动脱钩装置；自动脱钩装置开钩拉绳一端系在脱钩装置的把柄上，另一端穿过焊在吊车大钩侧板上的转向滑轮，然后固定在吊车起重臂底部的轴上，当夯锤起吊到预定高度时，开钩拉绳即张紧而拉开脱钩装置的锁卡，使夯锤脱钩下落。

2.1.2 夯锤选用：根据单击夯击能的不同，选用了两种不同重量夯锤；主夯单点夯锤重250kn，,直径2.5m，底面积a=4.9m2 ；满夯夯锤重100kn，直径2.42m，底面积a=4.59m2；；；以20mm厚的钢板为底，外包高0.96m。

厚10mm钢板，内设多层锚固钢筋并满浇c28混凝土，锤底到锤面埋有四个直径10㎝的通气管，以降低夯击的气垫作用，锤顶采用刚性吊环。

2.2 夯锤落距确定落距根据单击夯击能和锤重确定，即 h=e/m式中： e—单击夯击能（kn·m）；m—锤重（kn）；h—夯锤落距（m）主夯单击夯击能设计为3000 kn·m，满夯单击夯击能为1000 kn·m，2.2.1主夯夯锤和落距确定第一，第二遍主夯单点夯击能为3000 kn·m，夯锤为250 kn，夯锤落距为：h=e/m=3000/250=12m，2.2.2满夯夯锤和落距确定第三遍满夯单点夯击能为1000 kn·m，夯锤为100 kn，落距为h=e/m=1000/100=10 m2.3 夯击遍数的确定夯击遍数设计一般为三遍，具体工程根据消除黄土地基湿陷性的要求，以试验结果确定。

一般第一遍隔1点跳夯，第二遍补第ⅰ遍空隙，第三遍补第一、二遍空隙，点夯完成后，最后再以低能量满夯（也叫搭夯），达到锤印彼此搭接。

本施工合同段夯击遍数确定为三遍，一、二遍为主夯，第三遍为满夯。

2.4 夯击次数确定强夯施工每一遍内各个夯点的夯击次数，按现场试夯得到的夯击次数（一般为5-15次），以夯沉量关系曲线确定，并同时满足：单击夯击能小于4000kn·m时，最后两击的平均夯沉不大于50mm，当单击能量大于4000kn·m时，最后两击的平均夯沉量不大于100mm；夯坑周围地面不发生过大的隆起；不因夯坑过深而使起锤困难这三个条件，且以使土体竖向压缩最大而侧向位移最小为原则。

每个夯击点安排专人检测每击高差、检查和记录击数，保证强夯质量。

本段夯击次数确定为12～15击（次），主要以最后三击沉降量平均值主夯小于100㎜，满夯小于50㎜作控制指标，夯击次数作参考。

2.5 夯击点的布置及间距夯击点布置与夯击点位置可根据基底平面形状，采用梅花形或正方形布置。

夯击点间距应由单点夯击实验和标贯检验分析得到的数据确定，可取夯锤直径的1.2～2.2倍。

本标段夯点间距采用5m，夯点按梅花形布置。

路堤坡脚外5m宽度范围内均以强夯加固。

2.6 夯击遍数间隔时间确定具体间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。

凡是产生超孔隙水压力、夯坑周围出现较大隆起时，不能继续夯击，要等超孔隙水压力大部分消散后，再夯下一遍。

在一遍中若干夯击次数后出现上述情况，也要遵循这一要求，停止夯击，等超孔隙水压力大部分消散后，再夯下一遍。

一般黄土夯击间隔时间不少于7天，对黏性土地基间隔时间不少于3～4周，具体间隔时间可根据工艺性试夯确定。

施工时首先保证夯击遍数间隔时间，并做详细记录，其次可根据实际情况调整施工流水顺序，安排合理的流水节拍，力争使各区段间达到连续夯击。

杜绝间隔时间未到就强行施工现象，确保强夯质量。

夯击点布置图3 强夯施工工艺3.1强夯施工工艺流程：每点夯击流程为：平整场地→夯点放样→起重机就位→夯锤对准夯点位置→将夯锤起吊至预定高度→拉开脱钩装置锁卡夯锤自由落下→夯锤顶抄平→作夯沉量记录。

这样循环12～15次，直至达到最后三击平均夯沉量标准，即为完成第一遍夯击次数。

3.2强夯施工工序1）对夯击点依次夯击完成为第一遍强夯施工后，用推土机将场地推平，压路机碾压两遍后，进行测量布置第二遍夯击点位置及水准测量。

第二次按设计选用已夯点间隙中间，依次补点夯击为第二遍，其工艺流程与第一遍相同；2）在规定的间隔时间，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数后，用推土机填平夯坑，再进行低能级满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后地表高程。

即重复上述工作，进行最后一遍低能量满夯，达到锤印彼此搭接，表面平整。

3）强夯施工按试验确定的技术参数进行，以单夯夯击能、夯击遍数、夯击次数和最后三击平均沉降量为施工控制数值。

对渗透性较差的细粒土，必要时应增加夯击遍数，最后再以低能量满夯完成地表夯击。

但应注意满夯锤印搭接不小于1/4夯锤的直径。

4 质量检测及标准4.1在强夯过程中，每遍夯点的夯击次数用最后三击的平均夯沉量控制。

第一、二遍夯沉量不大于10cm，第三遍夯沉量不大于5cm。

4.2在强夯施工结束两周后，应对加固地基质量用标准贯人、动力触探、现场荷载等原位测试方法和室内土工试验方法进行检测，检测深度要超过设计加固深度1.0m以上，每个加固段不小2处，每处3点。

4.3加固范围内质量标准满足一般路基及坝式路堤、高填土路堤的93区压实标准，即压实度大于或等于93%，湿陷系数小于0.0015，地基承载大于或等于250mpa。

5 强夯施工注意事项5.1在大面积强夯施工前，务必选择具有代表性并不小于500㎡的路段进行试夯，以确定合理的最佳夯击能、间歇时间、夯间距等强夯参数。

5.2夯锤的四个通气孔一定要贯通，否则会增加夯锤着地瞬间由土中气体产生的上托力，从而造成能量损失，影响夯实效果。

5.3夯锤起吊后，力求平稳自由下落，若坑底面出现倾斜时应及时用土填平。

5.4第一、二遍的强夯高能级达到加固深度，第三遍低能级满夯主要是加固表层，要保证锤印彼此搭接，不留死角。

5.5若起锤困难时，对夯坑应随夯随填料，若地下水位较高，坑底积水影响施工时，及时用人工降低地下水位或填铺一定厚度的粒料，坑内或场地积水应及时排除。

5.6强夯施工人员施工时严格按施工规程及步骤进行，注意力必须高度集中，做到统一指挥，信号准确，且施工人员要分工明确，各负其责。

5.7现场机械操作人员要经常检查施工设备，发现问题及时处理，非施工人员不得进人施工现场，要保证施工操作安全。

安全管理人员，要对强夯地段附近的房屋及建筑物，务必采取必要的防护措施。

5.8施工中现场监测人员着重检测夯点位置、夯锤落距、夯击击数、每击沉降量等关键项目，并详细记录每点的夯击情况。

现场监理要旁站监理、及时抽检各项指标。

6 强夯效果根据强夯施工观测结果，在天定十八标强夯施工的段落中选取两段较典型土质为代表说明强夯效果。

6．1k304+313～350段，土质为新黄土，第一、二遍夯击均为12击（达到最后三击沉降量标准），强夯后地基平均总下沉量1.37m；满夯三击，地基平均总下沉量0.28m；6.2k308+862～944.1段坝式路堤段，土质为亚粘土，第一、二遍夯击均为15击（达到最后三击沉降量标准），强夯后地基平均总下沉量1.16m；满夯三击，地基平均总下沉量0.15m；6.3以上夯击点周围没有隆起现象，在夯击截面2m范围内，通过现场测试，地基承载力提高1-2倍，地基顶面承载力达到250kpa以上，有效影响深度达7m左右，改善了地基的物理性能，质量效果明显。

7 结语强夯法，是在重锤表层夯实法的基础上发展起来而又和重锤表层夯实法不同的一种加固技术，关于强夯法加固地基的机理，国内外的看法还很不一致，尤其对地基经强夯后，其强度提高过程的各个阶段的理论还很不统一。

因此，强夯法加固地基从设计到施工，除路基施工规范中有三条基本要求外，尚无统一的检验标准。

但从实际使用效果看，强夯法对地基加固效果显著，有使用设备简单，施工方便，相对其它地基加固方法有速度快，投资省，既可提高地基的承载力，又能增强抗液化稳定性等优点，深受广大公路建设者的欢迎。

参考文献[1] jtg f10—2006公路路基施工技术规范.人民交通出版社[2]刘宇峰陈开圣强夯法在湿陷性黄土地基处理中的应用[j].山西建筑.2005年01期[3]马俊杨明晨强夯法[j].施工技术.1983年04期注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。