强夯法加固高填方路基施工技术要点

赵桂苹

（许昌高峰路桥工程有限公司，河南 许昌 461000）

随着经济社会发展速度的不断提升，我国公路工程建设规模逐步扩大，大量路段需修筑于丘陵、山区等石方或洪积土地带，路基施工时路堤填方材料可选取山体爆破后的石块。因公路建设具有较高技术标准，因此必须重视路堤填筑施工，特别是高填方路堤。因山体爆破后石块级配不佳且碾压难度大，导致相同断面内的填石路基填筑高度具有极大差异，致使基底施工工作面成型难度大，无法紧密嵌锁大石块。选取强夯法用于公路高填方路基施工，可有效解决以上问题，提升工程质量。

1 强夯法施工机理

强夯法是由重锤夯实法的基础上发展而来，其加固机理与重锤夯实法存在极大差异性，属于一种新型地基处理方式。其主要功能就是实现软弱地基承载力的有效提升。要求选取重锤，由相应高度落下，进行土层夯实作业，进而快速达到地基固结的作用，也可叫做动力固结法。要求选取起吊机械工具，将重锤（10到40t）向10到40m提升，高度满足设计要求后，即可使其自由落下，通过极大的夯击能与冲击波达到土层夯实的目的。目前在砂性土、非饱和粘性土及杂填土地基施工中强夯法应用较多。于非饱和粘性土地基而言，通常选取的施工方法为连续夯击、分遍间歇夯击。且按照工程实际情况，利用现场试验对夯实次数及夯实深度进行准确确定。据相关试验显示，夯实能量在100到200t之间时，取得的有效夯实深度可达到3到6m。现阶段，地基加固选取强夯法的主要分为3种加固机理，第一，动力密实。一般用于多孔隙、粗颗粒、非饱和土强夯加固施工，也就是通过冲击型动力荷载，降低土体内孔隙，达到密实土体及地基土强度提升的目的。第二，动力固结。通过动力固结原理可进行细颗粒饱和土强夯加固。在土内冲击能量增加才能有巨大应力波出现，进而对土体原有结构产生损坏，促使液化现象出现在土体一定位置且出现大量裂缝，以此达到排水通道增设，顺利排出孔隙水，当去除超孔隙水压力后，才能达到固结土体的目的。第三，动力置换。整式置换与桩式置换为动力置换的主要类型，整式置换是指在淤泥内通过强夯方式将碎石整个都纳入，其功能与换土垫层基本一致。桩式置换是指在土体内利用强夯方式填筑碎石，在软土内可间隔性地夯入一些碎石桩，进而达到桩式碎石墩形成的目的。

2 工程概况

某公路工程所在地形复杂，处于高填方路基段，全长7.3km，路基宽26m，为双向四车道。本工程路基土石方数量分别为，挖方2624127m³，填方888222m³。根据岩土工程勘测结果可知，本工程所处场地为构造剥蚀丘陵，冲洪积相砂卵石层与坡残积相粘性土为主要地基土类型，且风化红层砂岩为下伏基岩，此外，沟、谷低地分散有很少的新近沉积粘性土，如粉质黏土、黏土等。为了加固高填方地基土，决定采用强夯法进行处理。

3 现场强夯施工技术要点

1）强夯试验段选择。为保证施工质量，需合理选择试验段，本文以强夯段为准。试验段分2部分完成施工，即原地面、填土段，若土质沟底宽度在12m以上，需强夯处理沟底原地面。若在12m以下，分层填筑到12m工作面，需做好强夯处理。本路段高填路基段为Yk14+152～Yk14+223段，全长71m，累计14910㎡，为降低工后沉降，需采用强夯加固法填筑路基，4m间隔。2）施工准备。根据工程实际情况，土质沟底设有涵洞，需在施工涵洞前完成强夯施工。同时，要做好各类施工材料编制工作，如施工技术方案、质量计划等，此外，应完成施工人员技术交底。为便于强夯施工，在设备进入场地前，需先通过推土机进行场地整平。3）铺砂垫层。强夯施工中，传播时，在不同土层之间波会有反射或折射等作用，若表面反射次数较多，将会导致表层土体疏松，这种情况下，需将砂石铺设到表面，厚度为1.0～2.0m之间，从而降低因冲击波而出现的上部土层松动情况。从而还能加快超静水压力消散的速度。4）夯点定位。强夯施工前，可通过小木桩等将第一遍夯击点位置标注出来，其偏差必须控制在50mm以内，并对地面高程进行准确测量。根据施工要求，可按正方形网格进行第一遍夯击点排列，按间隔1个夯击点通过“跳夯”完成夯击施工。第二遍可采用梅花形进行夯点排列，并按照顺序完成夯击。第三遍夯击需采用第一、二遍已夯点间隙，按正方形网格进行第三遍夯点排列，并完成夯击。通过三遍夯击，可有效夯实松软土体。5）强夯处理。待吊机就位准确之后，需对夯前锤顶高程进行测量，并根据施工设计要求完成强夯施工。首先，根据试夯结果，对夯击遍数、建筑物安全距离等进行确定，随后进行大面积夯击。在整个夯击过程中，要严格按照既定夯点排列方式、间距等进行施工，并在整个过程中做好夯沉量记录工作。待完成第一遍强夯施工后，需对夯击面标高进行测量，若夯击沉降量在5cm以上，则可进行第二遍夯击。当第二遍夯沉量在5cm以内时，则需再次进行一遍夯击。若第二遍夯沉量在5cm以上时，则可直接进行第三遍夯击，若夯沉量在5cm以内，需进行2遍夯击，最终保证夯击质量。根据施工要求，可确定1000KN·m为单点主夯与副夯的夯击能，800KN·m为满夯夯击能。

4 高填方路基强夯法施工质量控制

1）含水率是对夯实效果造成严重影响的直接因素，因本工程存有地下水渗出问题，为保证场地填土不在饱水状态下，且对现场夯实效果进行有效控制，应做好排水工作。先将零时排水沟道设置于填方区域，以此避免雨水、地下水滞积问题出现，在原状土强夯施工后，还需进行底部排水系统设置。2）操作夯锤时，人员或其他施工设备应与夯锤保持一定距离，要求控制在60m以外，不是操作人员不允许进入此施工范围。操作履带起重机械时，应做好平稳放置，避免落锤过程中，倾斜、倒塌等问题突然出现，导致不必要的人员伤亡及财产损失。起吊夯锤前，需对脱钩装置、锚系设备的完整性进行认真检查，当风级超过6级则不能施工，以此确保起重机的安全。3）在公路施工中，道路的舒适性和稳定性很大程度上取决于地基质量，所以要严格按照规范进行地基施工。同时，对新材料和新工艺进行积极推广应用，进一步提升路基施工的质量水平，推动我国公路建设的健康有序发展。4）夯击施工后要对施工过程中的夯击点与夯击次数的记录信息进行对比分析，如果发现有数量不对或者误差较大时，要及时寻找其中的原因并采取措施。对于漏夯的情况，可以通过增加夯击次数来弥补，而对于误差来说就要根据误差大小，制定相应的处理方案。在每次夯击后都要对路面进行整理，并且实时登记路基的相关数据，检查夯击位置是否符合要求，还要对路面的沉降量进行测量。夯击完成后要对施工中登记的数据进行分析，在验收合格之后才能投入使用。

5 结束语

综上所述，公路工程建设发展中，路基承载能力和稳定性对于工程质量有着重要的影响，应根据工程具体情况，采取相应措施有效处理路基，保证其密实程度满足施工要求。高填方路基施工条件极为复杂，施工技术难度大，如何达到路基加固最佳效果极为重要。强夯处理技术是高填方路基常用施工方式，但由于施工条件具有复杂性，必须规范施工工艺，做好施工质量控制工作，只有这样才能进一步提升路基承载力及稳定性。