浅谈道路软土路基强夯法施工技术

王莉楠

本溪满族自治县交通事业发展服务中心 辽宁 本溪 117100

引言

软土地基作为不良地质，换填法、强夯法、深层搅拌桩等都有利于改善地基条件，但强夯法的适用范围广、施工操作简单，为凸显这一工艺的优势，相关人员需结合软土地基的特征，科学设置强夯参数，规范施工流程和操作。

1 软土地基对公路工程施工的影响

软土地基不同于一般的地基条件，其含水量超出正常标准，土层软弱，如不经专业化处理直接在软土地基上开展施工作业，极易出现结构安全风险或者事故，如不均匀沉降、路面凹陷。无论软土路基中出现了何种质量问题，都不利于保障道路工程的结构安全，甚至会增大交通安全风险。为此，任何道路工程中如遇到了软土地基情况，施工人员需进入现场展开实地调研，了解现场的土质特征、土层情况，采取恰当的加固方式，提供地基稳固性。软弱地基对公路工程的影响表现在以下方面：①软土地基的抗剪能力较弱，如公路工程受到其他外力作用，路面将出现或大或小的变形，或者路面有塌陷，难以保障路面性能。②加剧公路表面的不均匀沉降，软弱一般由沙层、粉土沙层构成，因为这种土层条件，在遭遇外部作用力时沉陷不可避免，路面凹凸不平，部分路段存在塌陷风险[1]。③软土地基的渗透能力较差，因为软土的含水量较大，路基路面长期处于高含水量条件下，水力对路面和路基存在侵蚀作用，不利于保障路基路面的结构承载力。为此，由于软土地基的这一特征，道路工程中工程企业需合理处理软土地基。

2 市政道路软土路基强夯法的施工技术概述

2.1 强夯法

软土地基的处理中强夯法相对常用，施工作业中配备专业化夯实设备，使该设备从高处落下，在此过程中设备的重力势能可转化为动能，由该设备施加作用于地基，通过设备的多次夯实来加固地基，保障地基密实度、承载力。与其他的软土地基处理方式相比较，强夯法的操作简单、适用范围广，但施工建设中为达到良好的地基处理效果，施工人员需合理选择设备、确定夯实参数。

2.2 强夯法工作原理

软土地基中引入强夯法，实际上借助了动力密实、动力置换与动力固结过程。在动力密实作用下，原先松散的软土更为紧密，可大大增强原有地基的承载力。软土地基中的软土形状不一，利用强夯法处理了地基土层后，土壤颗粒变形明显，基本可符合施工规范，在此地基条件下建立的各类工程，基础稳定性相对理想。道路软土地基处理中，通过强夯法可挤压细小颗粒，使这些细小颗粒填充到颗粒空隙之中，确保地基性能符合施工要求。

强夯法的动力置换原理有整式置换与桩式置换两种，但这两种置换方法各有其特点，现场施工人员需结合实际情况来选择。整式置换强夯法下，施工人员在泥土中拌入一定量的碎石，通过垫层法来加固地基；桩式置换就是通过强夯法将碎石填入土体中，构成一个个的碎石墩，不同碎石墩之间的土壤、碎石之间有摩擦作用，构成了多个桩体之间的平衡状态，软土更为稳定且强度更大[2]。

动力固结原理为强夯法中的关键原理，通过施加外力作用使软土层受到较大冲击，软土无法维持原状，其中多余的水分被排出，土体颗粒之间更为紧密，即使土体再继续受到外力作用，也不会再发生较大的形变。

3 市政道路软土路基处理中强夯法施工技术应用核心分析

3.1 施工准备重点

强夯法虽较为简单，但在现场作业中却需要注意很多方面，只有保障了施工规范性，才能凸显强夯法的作用。正式施工之前，施工人员需确定道路施工区域，平整此区域并清理表层土，如表层土相对松散，需利用碾压机碾压。当然，强夯施工区域的排水、抗震工作也相对重要，强夯之前应采取排水方式，采取抗震方法，后续即使遇到强降雨天气，夯坑内也不会出现积水现象[3]。施工单位需安排专人进入工程现场展开实地调研，掌握现场的地质土层等基本情况，并了解施工区域内的地下、地上建筑物、管线类型及具体位置等，以这些勘察结果为依据制定强夯施工方案。前期准备阶段有关人员也需要在施工区域内开展定点测量，当场地平整结束且达到了要求后，专业人员需参考设计图纸完成测量与放线，确定水准点标桩、夯点。由于强夯法作业中涉及了专业设备，为避免设备在夯实作业中出现异常，前期工作中同样需检查设备，如设备存在异常情况需及时处理，在设备无任何异常的情况下开展强夯试验，在试验中统计有关数据并记录，将试验结果作为后续施工的依据。

3.2 强夯设备的选择

强夯法作业中必须借助专业设备，设备选择关乎强夯法施工效果。目前强夯法工艺下可选择的设备主要有：①夯击锤，方锤、圆锤的应用频次较高，但在选择时应参考加固深度，一般以10m为分界线，如加固深度不超10m，10～18t重锤即可；如加固深度在10m以上，必须选用重量在18t以上的重锤[4]。②夯击设备，如履带式起重机，这种设备的稳定性，行走稳定，加固软土地基时的施工效率高。

3.3 确定各项参数

强夯法施工效果也与参数有关，施工作业中相关人员需合理参考现场情况来确定各个参数，如夯实遍数、方法等。但选择的夯实设备不同，设定的参数类型也有所区别，如施工中采用的是上下贯通气孔的圆形夯锤，主要需保障夯锤锤重、夯锤地面面积的合理性，且施工中应夯击3遍，依次执行分夯、副夯、满夯，主、副夯为主要夯击作业。

每一遍的夯击作业中，均需合理确定夯点的夯击次数，确保单夯击能可与施工现场情况相符合，避免在夯坑周围存在孔隙，或者夯坑过大导致施工难以达到预期效果。夯实作业中工程单位应安排专人来检查与记录，及时发现和处理夯实中的质量问题。软土路基土层中存在超静孔隙水压力，其消散时间十分关键，如消散时间越长，夯击遍数之间的间隔时间越长，如孔隙水压力超出了正常标准或基坑周围存在隆起现象，需立即停止夯击操作，在超孔隙水压力完全消散后再进入下一遍夯击作业。

3.4 做好施工区域的垫层和降水处理

道路工程中如遇到地下水位过高的饱和性黏土、易液化流动的饱和砂质土，强夯法的应用效果不佳，需利用垫层法为夯实作业创造条件，改善软土地基性质。在土层表面进行垫层施工时，施工人员需选择合适的材料，如可选用砂石或者碎石，因为这些材料的透水性较好，能提高软土地基强度，但需将垫层厚度控制在0.5～2m。道路软土地基施工中，部分路段的地下水位较高，增大了地基处理难度，单纯采用一般的地基处理方法，可能会受到地下水影响而难以保障施工效果，为此，施工人员应根据地下水的分布及水位等情况，布设排水设施促进排水。

3.5 强夯夯击

夯击作业操作中需注意很多要点，主要包含：施工人员先挖出原有土壤，保留底部土层，在底层率先实施强夯作业，随后依次在中层与表层强夯，当夯击作业全部完成后由推土机将夯击中形成的夯坑填平；夯击作业中设备产生的冲击力相对较大，强大的振动下已夯实土层往往会有或大或小的松动现象，针对这一问题，全部夯实作业后应坚持低能量满夯，确保回填后土层夯实的均匀性、密实度；现场人员需严格遵守夯击操作规范，及时检查细节，与设计要求不一致时再调整；地基表层处理十分关键，为持力层，为避免其施工存在问题，当点夯、满夯作业结束后再用小夯锤夯击，直到整体夯实均匀和密实。

3.6 夯实效果检验

夯实操作结束后相关人员需负责检验检测，如土体沉降量、土体平整度，如检测结果与施工标准不一致，有关人员需立即将结果反馈给相关部门，由多个部门依据实际情况制定解决措施。道路工程中路基的作用突出，一旦路基施工存在质量问题，将无法保障道路的安全性、耐久性。为此，如软土路基中采用强夯法，工程单位需全面把控施工全过程，检测路基的周围土质，获得土粒压缩性、土壤相关性等结果，并在施工作业中合理利用这些结果[5]。如施工结束后土壤相关性检验结果显示土壤性质较之前有所改变，需进一步判定改变的参数能否达到要求，如无法满足标准需继续优化。

4 质量控制措施

4.1 控制夯击锤落地距离

强夯法施工中为减少质量问题，施工前、施工中和施工后都应该根据行业规范与标准做好质量管理与控制。由于强夯法的过程和原理，施工人员必须将夯击锤落地距离控制在正常标准内，在脱钩器钢丝绳上标注刻度，使夯击锤起吊高度达到要求，未符合夯锤下落高度的情况下不得继续夯击。因为夯锤对软土地基的冲击力，确定夯锤起吊高度时施工人员需进行受力分析与计算。

4.2 控制夯击量

前期准备阶段施工人员需平整场地，为机械设备、人工等创造良好的施工条件。场地平整度达到标准且通过验收后，施工人员需在现场合理布设水准仪，利用该仪器测定夯锤顶面标高。施工作业中必须将最后2击的夯沉量控制在正常标准内。点夯操作结束且通过验收后进入满夯阶段。

4.3 严格控制动夯的震动

利用强夯法加固软土地基时，主要利用的是重锤的冲击力，但重锤下落的过程中虽冲击了地基，但同步产生了较大的震动，如震动波过大将影响周围建筑的稳固性。为此，现场作业中有关人员需考虑震动作用力的大小，提前采取防震处理，如在恰当的位置布设防震沟、适当增大间距。

4.4 记录现场问题

针对道路软土地基的强夯法作业，现场作业中往往需做好施工过程、参数等的记录，后续出现质量问题时能直接调用施工记录进行改进。结合目前强夯法施工要求，现场作业中相关人员需记录锤重、夯点间距、前3次夯击次数、间隔时间等，不仅需保障各项数据记录的及时性，也需确保完整性，得到完整且准确的施工记录，将此记录用于指导现场的施工作业、管理工作。

4.5 实时监控

强夯法施工作业中现场可能存在诸多不确定因素，为实现施工质量目标，工程企业在现场应开展动态管理，通过实时监控的方式及时处理施工问题。在工程企业内需选派专人负责监督工作，他们在工作中需履行自身的职责：夯实作业开始之前，全面了解施工区域内的地质情况，以此为前提确定夯击次数、夯距；软土地基的强夯中压实点铺设线的误差较大，可能出现漏点、多次夯击的情况，为解决这一问题，正式夯击前监管人员要与施工人员充分协商，检查各个夯点的位置是否正确，减小点位偏差，如位置偏差较大应立即调整；标记夯实点期间必须严格参考施工图纸。

5 结束语

各类道路工程的施工建设中软土地基的处理难度较大，为避免地基处理不当引发的道路质量与安全问题，施工人员需合理采取强夯法，合理确定强夯参数，加强施工作业全过程的监督与管控，提高强夯法施工效果。未来工程项目中有关人员需继续优化强夯工艺，构建完善的施工技术体系。