路基强夯技术在公路工程中施工中的应用

秦钰娟 鲁乾坤

【摘要】强夯技术最早产生于法国，作为一种地基加固技术，主要是通过中水与落距过程中形成的冲击波、冲击能和动应力，对地基实现加固的一种形式。强夯法的运用能够有效提升地基土的强度，不仅能够使土的压缩性降低，而且在一定程度上还能将土的抗液化性能得到改善。以下就是针对某地区的工程项目对关于强夯技术在公路工程路基施工中的应用进行了阐述。

【关键词】公路工程；路基加固；强夯技术；

软土路基处理的方式相对较多，优缺点各不相同。公路对路基沉降的要求较高，经常出现路基失稳或过量沉降等现象，所以在公路施工过程中，应与实际的工程相结合，选用合适的处理方法。软基路堤变形规律和处理方法一直是公路建设关注的要点。本文主要以某公路施工标段为基础，开展了软土路基处理方法的研究，主要分析了公路软基强夯处理工程，重点论述了强夯法的工艺、施工方法和施工控制要点等。

一、强夯法的施工加固原理

强夯法是通过强大的夯击能对地基产生的冲力，并在地基中形成冲击波，在冲击力的作用下，夯锤冲切上部土体，破坏土体结构，构成夯坑，并通过动力对周围土实施挤压。强夯法加固地基的加固原理存在三种不同：动力密实、动力固结及动力置换，地基土的类型和强夯施工工艺对其产生决定性影响。以动力密实的原理为基础，运用强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土的过程，则称之为冲击型动力荷载，减少了土中的孔隙，使土体达到密实状态。进一步将地基土的强度得到提升。整式置换是运用强夯将碎石整体向淤泥内挤入，期作用原理一般与换填垫层类似。

二、强夯技术的施工特点

1.于各类土层相适应：在各类砂性土、粉土、一般粘性土、黄土、人工填土等工程加固中得到应用，与其他技术措施相结合，也可在软土地基加固中进行使用。

2.广阔的应用范围：在工业厂房、设备基础、民用建筑、油罐、铁道、公路、桥梁、港口码头以及机场跑道等工程地基的加固中得到应用。

3.显著的加固效果：地基通过强夯处理后，可能使地基承载力及压缩模量得到提高，消除膨胀性和湿陷性，避免振动液化现象出现。

4.深度的有效加固：与国内外的工程情况相结合，通常情况下，强夯法加固深度可达到6～8m。

5.简便的施工机具：履带式起重机时强夯施工的主要机械设备。

6.节省材料：通常情况下强夯处理是在原状土上对夯击能量进行施加，不需要添加其它建筑材料，对建筑材料的购置、运输以及打入地下的施工费用得到一定程度地节省，大大缩短了施工周期。

7.工程造价的节省：由于强夯工艺不需要建筑材料，因此在建筑材料的购置、运入、制作及打入方面的费用有所节约，所以具有低廉施工造价的特点。

8.制作较快：只要施工工艺相符，强夯工艺无需制作建筑材料，从而缩短了工程施工周期。

三、路基强夯技术在公路工程施工中的应用

1.工程概况

某公路第十四标段运用强夯施工技术夯实处理多段路基原地面，对于超过6m填方高度的路段，每填4m都应进行一次重夯加固。K250+549～K250+720段属于软土地基，两层30cm手摆片石砂砾填缝处理以后，运用强夯施工的方法实施夯实加固。目前以该软土地基作为例子，对强夯施工工艺在公路工程中的应用进行了简述。

2.施工方案的确定

由业主、监理及施工单位三方通过对软土地基进行了两次调查，运用挖掘机直接进行1.5m深的深坑开挖，与土工试验相结合，判断该路段属于软土地基，因此应对其进行软土地基处理。施工单位将施工方案上报，由监理、业主批准后即可进行施工作业。最后所确定的方案如下：第一层手摆片石为30cm，采用砂砾进行填缝处理并用砂砾将片石表面调平。采用20T光轮振动压路机对其进行碾压，使其达到无轮迹状态即可。第二层施工方法与第一层相同。完成两层施工后运用强夯施工技术对其进行重夯加固处理。

3.施工工艺

（1）运用25t的履带式起重机作为施工机械，夯锤选用重量为12.5t的铸铁锤，锤底直径为2.5m。选用拉索牵引拖锤式拖锤器。在施工国恒忠，应从软基处理范围两侧边缘夯击至中心，为了便于施工，应运用隔行夯击，强夯施工的施工工艺为：

布置第一遍夯点→准确测定砂砾顶面标高→机械入场→测量夯锤高度→每次夯击下沉量的测量→第一个夯点夯击完成→第二遍夯击开始→满夯→砂砾顶面标高的测量→施工完成。

（2）单击夯能和满夯的施工参数分别为1250KN·m、1000KN·m。

（3）布置夯点：夯点之间应有5m的间隔，完成第一、二遍夯击以后，可进行满夯。满夯施工时，相邻夯点彼此应有1/4的搭接。

（4）确定单点夯击数。与单点最后两击夯坑下沉出在5cm以下的方法相结合，对单点夯击次数进行确定。2遍主夯和最后一遍满夯为夯击的次数。并分析该路段的全部夯点夯沉量。

4.沉降观测

强夯施工结束后，可开展填土施工，并对沉降板进行埋设。运用δ16mm钢板制作成20cm的矩形，使其作为沉降板底座。运用φ20钢管中间焊接丝杆进行连接，使其作为沉降杆进行使用。在底座中心直接对底节沉降杆进行焊接，沉降杆长度应控制在23～25cm范围内。与填土高度相结合进行逐节加高。采用内径为φ30的镀锌钢管包裹沉降杆，并用管箍实施连接。确保沉降板能随着地基进行自由沉降，便于对软基处理后地基沉降量的观测。在完成软基处理以后，每10进行一次沉降观测，将数据信息准确记录，便于对软基处理后的效果试试总结分析。以5个月的测量数据为依据，软基处理后的前两个月总沉降量为5cm，以后不再有沉降出现。

四、施工中常见的问题及处理方法

1.土捣

土捣产生的原因是由于垫层厚度较薄，第一遍夯坑过深，导致第二遍点夯时出现土捣現象。在处理时，应运用调整施工工艺的方法，对垫层厚度增加，调整强夯施工参数，并加强排水处理。

2.弹簧土

与规定压实度所需要的含水量相比，土的含水量较高而造成无法压实的粘性土体则被称之为弹簧土。当地基为粘性土且有较大含水量存在，基本达到饱和状态时，夯打后地基会有踩上去颤动的感觉。在处理弹簧土时通常会采用以下方法：为了使土体的排水固结得到加快，在夯点间设置竖向排水通道，注重排水工艺，将局部“弹簧土”挖除，然后换用混石进行填筑，并将原有的夯击施工改为翻晒处理。

3.拔锤难度较大。对于拔锤困难的问题来说，一般可运用以下方法进行改善：将夯锤底面积改变，选择接地比压力下且锤底面积较大的行水；对场内排水和沉降进行加大；疏通夯锤中部的通气孔，并调整强夯施工参数即可。

五、结语

综上所述，作为一种地基处理技术，强夯法在公路工程施工中的应用已基本达到成熟。由于施工过程中所使用的机械设备较少、施工成本较低、施工速度较快以及作业处理效果好的特点，所以较为普遍的应用于公路路基施工处理中。在公路路基施工中运用强夯法技术时，应与施工作业处理地区的实际情况相结合，合理确定强夯施工作业参数，严格按照相关施工作业技术规范实施管理，促使强夯路基的处理效果得到有效保障，提升公路路基的承载力。

参考文献

[1]徐金明，陈文财，张剑峰.等.强夯法加固软土地基的现场对比试验研究[J].工程勘察，2003，02.

[2]唐玉合.高速公路路基施工中强夯法的应用研究[J].黑龙江交通科技，2012.7.（7）.58-61.

[3]赵荣.市政道路施工中强夯法的应用研究[J].四川水泥，2014（12）.

[4]李朋辉.试论强夯法在城市建设道路施工中的应用[J].工程建设标准化，2014（12）.