公路路基强夯法施工技术及质量控制

袁胜勇

（贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550000）

公路路基强夯法施工技术及质量控制

袁胜勇

（贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550000）

强夯施工技术又被称为动力固结施工技术，其在实际应用中，通过重锤下落，产生巨大冲击力，对路基土体形成压缩作用，使其局部液化，从而对土地起到加固作用。首先对强夯施工技术进行了介绍，然后结合工程实例对公路路基强夯法施工技术的实际应用以及质量控制办法进行了详细探究。

公路路基；强夯施工技术；质量控制

0 引言

如今，城市化进程不断加快，公路建设规模也在逐渐扩大。在公路工程建设中，软土路基问题是影响公路建设质量的关键，在软土路基处理施工中，强夯法能够有效提高软土路基承载力，已经被广泛应用于填土路基、粘性土路基、碎石土路基施工中，因此，对该项施工技术进行详细探究具有十分重要的现实意义。

1 强夯施工技术概述[1-3]

强夯法是用起重机械将大吨位夯锤起吊到6～30 m高度后自由落下，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使土中出现冲击波和很大的冲击应力，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土料重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力、降低其压缩性的一种地基加固方法。强夯法适用土层主要包括碎石土、砂土、湿陷性黄土、杂、素填土等等，另外，对于高饱和度的可采用强夯置换法，但是，需要注意的是，在强夯置换法的实际应用中，首先需要在工程施工前进行现场试验，从而确定其适用性和处理效果。

强夯施工技术的加固机制主要体现在以下几点：（1）饱和土压缩性。在强夯施工中，气体体积受力压缩，孔压增加，随后气体膨胀，随着空隙水的排出，孔压逐渐减少。（2）液化作用。在强夯施工过程中，如果土体气体体积百分比为零，则土体气体不可继续被压缩，相应于孔隙水压力上升到覆盖压力相等的能量级，土体发生液化作用。（3）触变恢复。在强夯施工中，土体强度逐渐降低，当土体已经接近液化状态时，其强度最低，在这种情况下，土体产生裂隙，与此同时，吸附水转变为自由水，随着孔压的逐渐消散，土体抗剪强度以及变形模量都会随之增加。另外，强夯加固技术的应用原理还可以通过弹簧活塞模型进行阐述，静力固结理论与动力固结理论的模型分别见图1和图2。

图1 静力固结理论模型

图2 动力固结理论模型

2 公路路基强夯法施工技术应用实例

2.1 工程概况

玉马公路位于六盘水市水城县境内,路线起于勺米，起点桩号K15+000，中间经沟寨（K21+000）、王家寨（K21+300），沿巴郎河右侧展线至幸福桥，终点桩号K28+738.511，路线全长13.9 km，线路由于沿河道布设，所以，经过的路段存在部分软土地基，软土深度一般为3～5 m，这些路段在通过抛石挤淤、回填石方等常规路堤施工后，需进行强夯加固处理，以满足路基质量要求，设计要求夯击能为1 000 kN·m。

2.2 施工机具选择

根据现场情况及设计技术参数，选用QH4000型履带式强夯机1台，额定起重量20 t，有效起升高度26 m，工作时履带轮距为4 910 mm,宽度达到4 810 mm,底盘离地间隙大于340 mm,接地比压仅为0.072 MPa，整机稳定性更好；自制圆柱体夯锤1个，重10 t，直径2m，设有4个竖向排气孔；自动脱钩器1个；推土机1台；振动压路机1台；挖掘机1台；全站仪、水平仪各1套。

2.3 强夯技术参数

2.3.1 强夯加固范围及夯点的布置

根据设计横断面图确定强夯加固宽度为：路堤底宽L+2×2 m。为方便施工，每段路基分三次夯击完成，第1、2次夯点采用正方形布置，间距取为3 m×3 m，两次夯点交叉成梅花型，见图3，第3次整个强夯加固宽度范围内满夯。

图3 夯点正方形布置形式

2.3.2 夯锤自由落体高度

在施工时，根据设计要求及所配置的机械设备，由梅娜（Menard）经验公式：H=k（G·h／10）1/2，式中：H为加固土层厚度，单位m；k为折减系数，一般0.5～0.75；G为夯锤重，单位t；h为落距，单位m。取强夯加固深度H=5 m，折减系数k=0.5，计算出夯锤自由落体的高度h为10 m。

2.3.3 夯击遍数

根据施工现场对K26+550～K26+560段10个夯击点夯击遍数与每次夯击沉降量的统计分析，确定每点夯击次数为4遍，见表1。

表1 强夯沉降量统计表 cm

2.4 强夯施工作业

2.4.1 场地平整

按设计图纸用全站仪准确对需强夯范围的边桩进行放样，并作好护桩，推土机清除地表耕植土（部分路段含有少量淤泥的，用挖掘机配合清除），并大致推成双向排水横坡（弯道或填挖交界处推成单向排水横坡），挖掘机挖出路基边界处临时排水沟，避免强夯场地内积水。

2.4.2 测设点位

场地平整完后，利用护桩恢复路基中桩和强夯范围的边桩，用石灰线标明。按路线长度和需强夯的宽度分别计算夯点的排数和列数，按规定用钢尺准确定出第一批夯点点位，并以夯点中心为圆心，夯锤半径为半径，画出石灰线圆圈作为夯锤下落的准确位置。测量记录夯前地面高程，作为计算夯沉量的原始依据。

2.4.3 夯机就位

将夯锤准确对位后测量记录夯锤顶面高程。徐徐起吊夯锤到预定高度（10 m，在夯机的钢丝绳上作标记控制），并留50 cm安全距离，拉下自动脱钩器，使重锤自由下落夯击地面，测量记录夯锤顶面高程，计算夯沉量（以cm为单位），完成一次夯击。重复上述步骤4遍，完成一个夯点的夯击（夯点最后两击沉降量控制在5 cm以内，如最后两次夯击沉降量大于5 cm，应继续夯击直到满足最后两击沉降量均小于或等于5 cm为止，并在记录表上做好详细记录）。将夯机移动到相邻夯点继续施工，直到完成第一批夯点。

2.4.4 回填夯坑

第一批夯点完成后，用推土机回填夯坑，并大致整平，用压路机对场地进行静压，以便进行第二批夯点的施工。

2.4.5 第二批夯点作业

第二批夯点在第一批夯点中间穿插布设。施工方法和第一批夯点相同。

2.4.6 满夯作业

满夯的目的在于加固表层。其施工与第一、二批夯点在工艺上相同，但每个夯点仅夯击一遍，且夯点间搭接1／4夯锤直径进行夯击。满夯完成后进行场地平整，用压路机碾压直到满足路基填筑对原地面的要求为止。

3 公路路基强夯法施工质量控制

（1）施工前应检查夯锤重量、尺寸、落锤控制手段、排水设施及被夯地基的土质。夯击过程中，经常检查夯锤的竖向排气孔，如排气孔被土堵塞，及时疏通，防止因排气孔堵塞导致夯锤与夯坑之间形成气垫，从而影响夯击效果。

（2）如遇半挖半填的路基，强夯应从路基边缘开始，逐排向路基中部夯击；填挖交界路基的强夯，应从填挖交界线以外路基边缘逐排向交界线处夯击。

（3）施工中应检查落距、夯击遍数、夯点位置、夯击范围。并且应严格控制每击夯沉量，对每一个夯点的夯击次数、每次夯填量、夯沉量等做好详细的现场记录，夯点按交底编号一一对应进行，填好《强夯施工记录表》。

（4）施工过程中发现夯坑周围土体隆起较大时，应停止该点夯击，间隔一段时间后，待孔隙水压力消散后再继续施工。

（5）施工结束后，检查被夯地基的强度，采用动力触探法进行承载力检验。强夯后的土体强度随间歇时间的增加而增强，检验强夯效果的测试工作，宜在强夯之后2～3周后进行，而不宜在强夯结束后立即进行测试工作，否则测得的强度偏低。每个施工验收单元动力触探点约2 000 m21个。

（6）强夯地基质量检验标准及频率见表2。

表2 强夯地基质量控制标准及频率

（7）起锤至预定标高下落锤击，落锤要求保持平稳，夯位应准确，避免夯锤起吊后产生旋转，落锤时，防止夯锤底面倾斜地与夯击点结合。夯击坑内积水应及时排除，坑底含水量过大时，可铺砂石后再进行夯击。若发现坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。

4 结语

综上所述，在公路工程路基施工中采用强夯施工技术，能够在较短时间内改善土体性质，有效延长公路工程使用寿命。在强夯法的实际应用中，首先需要对施工现场进行实地勘察，明确施工现场土体条件，然后设计强夯施工参数，并加强施工工序控制，这样才能有效保证软土路基施工质量水平。

[1]段辉林,刘山.湿陷性黄土地区路基强夯施工技术[J].筑路机械与施工机械化,2013,30(10):60-62.

[2]宋立龙.高速公路路基施工中强夯法技术的应用[J].黑龙江科学,2014,5(1):112.

[3]许良.市政软土路基处理中强夯法施工技术的应用[J].城市建设理论研究：电子版,2015,5(26):36-37.

U415

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1009-7716（2017）04-0146-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.04.043

2017-02-05

袁胜勇（1977-），男，贵州六盘水人，高级工程师，从事公路施工技术和安全管理工作。