强夯法在高速公路路基施工中的应用

师维域

摘要：现阶段，强夯法是处理特殊地质地基的有效方法之一，具备施工机具简单、加固效果良好、施工速度快、施工费用低等优势。在高速公路路基施工中采用强夯法，能够提高地基强度2～5倍，大幅度降低变形沉降量，有效避免发生路基工后沉降问题。

关键词：强夯法;高速公路;路基施工;应用

某公路施工路段全长1.5km，桩号为K3+200—K8+500，经地质勘测发现，本试验路段所处路基以湿陷性黄土为主，采用一般的路基土处治方式很难保证路基稳定性。因此，通过强夯法施工工艺对路基土进行处治，夯击能参数选择1500kN·m，强夯3遍，连续夯击12～18次左右。

1强夯法的主要特点及优势

目前，强夯法在国内公路路基施工工作当中得到了十分广泛的应用和推广，而且能够带来十分显著的成效，因此成为许多建筑单位青睐的施工技术。这与强夯法本身的优势是分不开的。研究强夯法在公路路基施工中的应用，要求施工单位熟悉并且熟练操作这项技术，充分掌握该项技术的优势和特点，只有这样，才能够更好地根据实际情况选择合适的施工方法。在公路路基的施工过程当中，强夯法能够带来显著的加固效果，这是这项技术区别于其他技术的主要优势。强夯法能够降低地基土的孔隙率，增加土层的干密度，提高土体的压实力度，进而提升路基的承载能力。这种施工方法在公路工程的应用十分广泛，而且适用于各种类型的地基施工方案当中。

2强夯法原理

2.1动力密实原理

动力密实原理主要是利用夯锤给地面带来的强大夯击力，进一步压缩土层结构，这种夯击能量会克服土颗粒之间层层阻力并传递至地基深处，将路基土颗粒中的空气挤压排出，改变原本土层结构的弹性和塑性，减小空隙率，增加土颗粒之间的接触面积，最终使路基土挤压密实、稳固，承载力和行车安全性得到极大提高。根据先前相关研究，在1000～2000kN·m夯击能作用下，路基土承载能力可以提升2～3倍。

2.2动力固结原理

由于饱和粘性土孔隙中的水分难以挤出，强夯法可利用落锤的巨大重力使路基产生强烈振动，土层中的有机物被分解，造成局部液化，土壤中的自由水从裂缝中排出。孔隙水压力消失后，路基土的触变性增加，同时土的强度进一步提高。综上所述，强夯法一般适用于细粒饱和土。它主要利用饱和土的压缩性进行局部液化来改变土的渗透性。触变恢复后，可以提高土壤强度。

3强夯法在高速公路路基施工中的应用

3.1施工准备

3.1.1技术准备

（1）项目部编制路基施工技术方案，上报监理工程师审批;在施工之前，总工程师和技术负责人要对施工人员进行技术交底，使施工人员掌握设计意图，熟悉技术标准和规范要求。

（2）施工前，用推土机平整场地，方便施工机具进入施工现场;测定路线边线、中线和标高控制点，固定线路测量桩点，根据设计要求布设夯点。

3.1.2机具准备

在施工之前要准备好施工机具，具体包括：

（1）选用起重能力大于40t的履带式起重机，在起重机上配备辅助门架，起到缓冲作用，避免吊臂在作业过程中出现过大后仰引发安全事故;履带式起重机要配备自动脱钩装置，夯锤提升高度不得小于10m。

（2）本工程根据夯击能确定夯锤相关参数，选用弹性模量高的钢夯锤，夯锤呈圆柱形;夯锤上要留出4～6个排气孔，孔径为25～30cm，确保在夯锤落地时能够从排气孔中快速排出坑底空气，减少坑底对夯锤的吸力。

（3）本工程要根据施工要求选用推土机、电焊机、锚系设备等施工机具。

3.2明确强夯法施工技术工艺流程

常规情况下的强夯法需要在较为平整的路面实施，并且要进行实测工作，待测量工作完成后才开始进行点夯。施工路線的地面是否平整对于放线测量工作的精准度有着极为重要的作用，平整度路面有助于夯点的精准落位。此外，强夯设备的妥善安置能够更好地对准夯点，在满足强夯条件的同时更好地完成工作。上述工作完成以后，就要对夯锤的高度进行提高调整，确保其能够自由下落。上述步骤需要重复操作，只有保障夯击的次数和每一个夯点都能够获得一定的夯击次数，才能促进其土层结构的紧密。在所有的夯点工作完成以后，要用推土机将夯坑推平。

3.3强夯夯实

在施工场地内对第一个夯点位置进行测量放样，控制误差在50mm范围以内，之后每个夯点按梅花形布设，相邻两点之间的夯锤边缘距离控制在0.5m以上。按照放样的夯点位置，将夯锤置于此处后，测量夯锤顶部标高，并利用起重设备将夯锤吊至规定高度，释放自动脱钩装置，使夯锤自由下落，待夯锤下落至路基稳定后，测量夯锤中线点与夯点中心的偏差，控制在0.1m以内，若不符合要求，应调整参数设置并重复多次试验，直至误差在控制范围以内。按照设计施工要求完成第一遍夯实后，重新平整场地，测量相应的标高参数，待21d后继续进行第二遍强夯施工，按照此施工步骤，直至最后完成整个路基的强夯施工。最后对整个路基进行满行拍平施工，整平场地，记录最终的夯沉量。

3.4平整度检测

在工程实际中，还需要对强夯法施工后的路基平整度进行检测，为后续路面施工做准备，根据公路技术规范要求，采用3m直尺对试验段内路基表面平整度进行检测。

3.5施工注意事项

（1）施工前清理施工现场，清除表层的种植土、表土、树根等，土层清理厚度不得小于30cm;安排施工人员勘察施工现场，掌握施工现场构筑物、管线的分布情况，做好相应的保护措施。

（2）施工前进行土工试验，对本工程的地基土进行钻孔取样，测定相关的土工试验参数。每间隔50m取样一次，带到工地试验室测试土样的最佳含水量和最大干密度，将其作为强夯施工相关技术指标确定的参考依据。

（3）施工前，将施工现场划分为10m×10m的方格，检测方格网下的土层含水量，当含水量不满足强夯的规范要求时，则要根据实际情况进行处理;当含水量偏低时进行洒水湿润，当含水量偏高时进行晾晒;土层含水量的处理必须在施工前3～4d进行，避免影响施工进度。

（4）在夯击过程中，要观察夯击对周围建筑物造成的影响，若发现安全隐患，则要停止施工;在强夯施工后，要确认夯坑位置是否符合设计要求，检查是否存在漏夯和偏差问题并及时进行补夯;在强夯施工后的14d左右，进行施工质量检验，采用钻芯取样法检验，确定路基夯实是否达到设计要求。

（5）强夯施工要重点对填挖过渡区、地形变化区、挖台阶处进行强夯，严格执行强夯试验确定的参数指标;在强夯过程中，可以根据地形和台阶的实际情况，减少强夯分层厚度，以保证地基处理质量;对陡坎、挖台阶较多的区域进行特殊处理，尤其在临近陡坎和挖方边坡的位置，应降低夯击能，避免安全事故的发生。

结论

综上所述，公路路基在整个公路建设工作当中虽然不是施工难度最大的项目，但是涉及的环节及要求十分复杂。因此，要积极采用强夯法，从根本上加固路基，降低压缩性，从而提高紧密度，解决土体湿塌的问题，进而有效提高我国公路事业的先进性。同时，相关部门应该针对具体情况，对这项技术进行不断创新，进而更好地发挥这项技术的优势，提高公路的施工质量。

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