强夯法在路基工程中的应用

强夯法在路基工程中的应用

摘要：在公路路基施工中，强夯施工方法由于加固效果显著，可取得较高的承载力，且具有经济、简单、快速、有效等优点，因而在路基工程处理中被广泛使用。文章简述了强夯法的技术特点，并对其在路基工程中的施工工艺及施工要点进行了探讨。

关键词：路基工程；强夯法；施工应用

强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基，也可用于防止粉土和粉砂的液化，消除或降低大孔土的失陷等级。强夯法因其施工工期短，工艺简单等特点，越来越多的应用在高速公路的路基施工中。

1强夯法的特点

1.1加固效果好

强夯地基可降低地基土的孔隙率，减小压缩性，提高压实度，增加干密度，提高土体的压缩模量，还可以改善土体抗震动液化的能力和消除土体的湿陷性，增加地基的均匀性，从而提高地基的承载力。

1.2适用范围广

强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与翻性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与勃性土等地基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性。

1.3经济性能好

强夯加固地基一般不需要辅助的建材，除了强夯机械的台班费用外，没有其他消耗，因此费用低廉。其加固费用与桩基、置换、注浆、加筋等处理方法相比较是最低的。

2强夯法的施工工艺

2.1配置施工设备

①夯锤：强夯锤锤重一般为10～40 t，其底面形式有圆形，也可为方形。一般来说，其底面形式宜采用圆形。锤底面积应根据土质确定，锤径一般为2 m左右，底面积为3～4 m2。锤底静压力值可取25～40 kpa。为了排除锤入夯坑时的坑内空气，减少空气阻力，保持夯锤平衡，确保夯击效果。锤的底面宜对称设若干个与其顶面贯通的排气孔。实践中，我们―般采用脱钩夯锤。

②起重设备：由于15 t以上的履带式起重机具有行走方便、稳定性好等优点，因此起重设备应采用带自动脱钩装置的履带式起重机。采用履带式起重机时，起重机要有10～14 m的起重高度，为防止夯击时臂杆后仰，设剖顷覆，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其它安全措施。此外，起重机的起重能力应大于夯锤重量的1.5倍。

③其他设备配置：推土机、装载机、加油机、电焊机和相应测试项目的试验仪器等。

2.2施工准备工作

①施工前应熟悉施工图纸，掌握设计意图，同时，对现场进行实地考察，定位放线。

②强夯前，把路基表土、腐殖土、种植土、淤泥、树根全部从公路用地范围内挖出，同时清表厚度要大于30cm。为了便于起重设备行驶，同时又能处理湿陷、空洞问题，避免事故发生，应用推土机预压2遍，修筑机械设备进出场道路，以保证有足够的净空高度、宽度、路面强度和转弯半径。当地下水位较高、表层为饱和粘性土、液化流动的饱和砂质土时，为了使重型机械在场地的运行和减少夯锤拔起时的负压，可在其表面铺0.2 m～2.0 m厚的砂石垫层。为了防止路基表面积水，雨期施工周边要挖好排水沟。

③为了掌握土质情况，强夯施工前，应对不均匀土层进行钻孔和原位相关试验。为了便于指导地基夯实施工，应依照地形情况，相间50～100 m就需取一处进行图样分析，确定最佳含水量和最大干密度。为了避免影响夯实质量，应对由于路基冻融或下雨造成的地表湿软进行清除或者翻挖晾晒。

④施工前必须正确选择施工参数，以保证强夯取得理想的效果。强夯的参数主要包括以下几个方面：夯击的次数与遍数、强夯的有效深度、夯击的间歇时间、夯点布设及强夯范围等。

⑤为了避免因强夯施工而将现场范围内的地下构筑物和各种地

下管线破坏，强夯施工前，应对其位置及标高等进行检查，并采取必要的措施。2000 kn·m以下强（重）夯距地下障碍物的水平距离要大于10 m，距地面、地上障碍物的水平距离要大于20 m。为了最大限度减少扰民，施工尽可能选在白天进行，尽量错开午休和晚间休息时间。

2.3施工要点

①填筑材料应采用隧道出渣的泥岩，爆破后的最大粒径应小于压实层厚的1/2，如果超过1/2，就应进行剔除或二次破碎。另外，必须人工破碎个别运到现场的超粒径填料。如人工破碎困难，采用铲车挖机把其清除出路基。距路床顶0.5～2.0 m部位，粒径一般要小于30 cm。距路床顶2 m以下层次粒径一般要小于50 cm。

②强夯法的加固应先边缘，后中央进行分段夯击。起重机应按照直线行驶，每夯完一遍，用推土机整平场地，下一遍夯击需要等到放线定位后才可进行。强夯法的加固应按深层土→中层土→表层土→用推土机将夯坑填平的顺序进行。由于夯坑底层以上的填土比较疏松，而且强夯产生的强大振动，会导致周围已经夯实的表土层有一定程度的振松，因此，在条件允许的情况下，需采取措施在最后一遍点夯结束后，再用小夯锤低能量夯击一遍。为了提高表层土的夯实效果，应适当增加满夯的夯击次数，以防止路基的沉降和不均匀沉降。

③在强夯施工中，夯击次数既不是越少越好，也不是越多越好。应根据每夯坑的夯沉压缩量、土质条件和计算沉降要求来确定。以达到最佳次数为宜，超过最佳次数再夯击，容易将表层土夯松。施工时，土体压缩层越厚，土的颗粒越细，含水量越高，夯击的遍数越多；当夯击沉降量为计算最终沉降量的80%～90%时，即视为夯击完毕。实践证明，应以最后1击的平均夯沉量小于3.5 cm及最后2击每击夯沉量极值小于5 cm的双控指标控制来确定每夯点的夯击

遍数，能更好地确保路基的填筑质量。

④夯坑周围地面不应发生过大的隆起；不能因为夯坑过深而发生起锤困难。夯击时夯位应准确，落锤应平稳，当错位或夯坑底倾斜大于15°时，应用砂土将坑底整平才能进行下一次夯击。

⑤应根据土中超静孔隙水压力的消散时间，控制两遍夯击之间的时间间隔，根据实际测试数据时间间隔应大于7 d。

⑥强夯施工不得在大雨天甚至下雨前进行。在强夯施工中，一旦发现快要下雨时，应及时掩埋或覆盖夯坑，同时做好排水设施，以排除表面积水。

⑦为了防止尘土飞扬，石、水四溅，应根据实际情况对夯击场地适当洒水。在吊车操作室挡风玻璃前，应增设一面铅丝防护网。

3施工质量检验

3.1强夯施工结束后应间隔一定时间方能对地基质量进行检验。对于低饱和度的粉土和黏性土地基可取3～4周。

3.2质量检验的方法，根据土性选用原位测试和室内土质试验。对于重要工程项目应增加检验项目，也可做现场大型载荷试验。3.3质量检验的数量，应根据场地复杂程度和建筑的重要性确定。对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑物地基的检验点不应少于3处；对于复杂场地或重要建筑物地基应增加检验点数。检验深度应不小于设计处理的深度。

4强夯施工过程中注意事项

首先做好施工前的准备工作强夯施工前，对夯击范围内的地下构