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 m

2.3 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