強夯技術(shù)在公路路基拓寬施工中的應(yīng)用

【摘 要】 筆者根據(jù)實例介紹強夯技術(shù)在路基拓寬施工的應(yīng)用，通過強夯技術(shù)的應(yīng)用有效地解決了新、老路基結(jié)合不緊而導(dǎo)致路基容易出現(xiàn)滑移面和不均勻沉降的現(xiàn)象，有效地保證了路基質(zhì)量，消除了路基病害的發(fā)生，取得了良好的效果。

【關(guān)鍵詞】 道路工程；路基；拓寬施工；強夯技術(shù)；應(yīng)用

1、前言

某一級公路屬320國道的一段，路線東起樟樹市，路線全長129.5km，該項目為二級公路拓寬改造施工項目，其中沿老線路進行拓寬的路段長約105.8km，2008年7月開工建設(shè)，2009年2月建成通車，總工期8個月。老線路段主要沿原路基兩邊加寬，由于在老路基和新填路基面之間會接合不緊，容易產(chǎn)生滑移面和透水通道，如不補強處理就易產(chǎn)生滑移、沉降等工程質(zhì)量隱患。我們通過對多種補壓方案的比較，并就施工方法、成本、進度和補壓效果等指標(biāo)的對比分析，確定采用強夯補壓是最理想的方法，本文通過實例介紹強夯作用原理、技術(shù)參數(shù)和施工方法，為今后類似項目強夯技術(shù)的應(yīng)用提供借鑒。

2、強夯施工技術(shù)方案

為有效地消除新、老路基結(jié)合部位滑移和不均勻沉降的質(zhì)量隱患，達到路基加固處理的目地，根據(jù)對施工方法、成本、進度和補壓效果的對比分析，全線新老路基結(jié)合部位補壓采用強夯方式。

2.1 強夯法作用原理

強夯法是指將重錘（一般錘重10t～40t）提到高處使其自由落下夯擊土基，利用其動能作用于土基，從而使土基的強度提高，壓縮性得到降低的方法（如圖1所示），使軟土路基密實并達到基本穩(wěn)定。

2.2 強夯法施工技術(shù)參數(shù)

我們選擇了具有代表性的K883+300～+600作為試驗段，該路段填土高度2～5m。根據(jù)強夯經(jīng)驗（公式P=W×h；落距h=6.6m，錘重W=15t）以單擊夯擊能H為1000kN·m為判定強夯效果并確定夯擊參數(shù)，通過對強夯后密實度、沉降量與經(jīng)濟等指標(biāo)的比較，確定了強夯設(shè)備和施工工藝的主要參數(shù)：

⑴按單排相隔布置夯擊點，在路基施工至下路床（距路基頂面30cm），對新老路基結(jié)合部位按圖2所示對交接面進行強夯施工，強夯后再進行上路床的施工；

⑵落距h=6.6m，錘重W=15t，點夯擊能1000kN·m。根據(jù)強夯有效加固深度公式計算得到有效加固深度為3.5m，符合加固深度要求；

式中：H為有效加固深度m；本項目按錘重W=15t，落距h=6.6m，錘底面積A=4.9m2，土體的干容重量rd=1.75t/m3，土體含水量ω=5%取值計算；

⑶點夯擊間距定為3.0～5.0m，點夯4～5擊，點夯后再進行滿夯，滿夯1～2擊，夯印搭接為錘底面積的1/4，且連續(xù)進行；

⑷采用帶摩擦離合器的撫順產(chǎn)的履帶式起重機，其優(yōu)點為起重機重心低、穩(wěn)定性好、不易壞、行走方便，起重能力大于30t；

⑸采用起重機自帶動滑輪脫鉤裝置來起落夯錘，拉繩端固定在鎖柄上，另一端穿過轉(zhuǎn)向滑輪固定在懸臂桿底部橫軸上，當(dāng)夯錘起吊到要求高度，開鉤拉繩隨即拉開鎖柄，脫鉤裝置自動開啟夯錘脫鉤下落，這樣既可以控制每次夯擊落距一致，又使用靈活方便，安全可靠；

⑹起重高度選用5～15m，以方便根據(jù)不同需要調(diào)整夯錘落距；

⑺選用圓形帶氣孔的夯錘，以使夯錘氣孔應(yīng)保持通暢，錘直徑2.5m；

⑻強夯位置：對填土高度大于2m小于8m新老路基結(jié)合部位沿直線方向強夯（如圖2所示），特殊路段或填土高度大于8m的則采用全幅夯擊；

⑼施工機械配置：每個強夯施工作業(yè)面設(shè)備與檢驗儀器配備數(shù)量根據(jù)具體施工進度來配置；

⑽強夯前后壓實度、沉降觀測成果顯示均符合要求，強夯前后動力觸探觀測成果也符合要求，通過成果表可以看出，經(jīng)過強夯的路基密實度、穩(wěn)定性等指標(biāo)有較大的提高。

2.3 強夯法施工

2.3.1 施工準(zhǔn)備

⑴熟悉施工圖紙，定位放線；

⑵根據(jù)路基土質(zhì)、含水量、夯擊處理有效加固深度、壓實度等指標(biāo)通過試驗來確定強夯參數(shù)；

⑶根據(jù)作業(yè)量或路線分布情況，合理確定作業(yè)隊伍數(shù)量，并做好作業(yè)隊伍操作人員、設(shè)備維護人員的技術(shù)交底和材料、易損配件的安排。

2.3.2 施工方法

⑴強夯施工采用履帶吊車配以支架、自動脫鉤器、特別滑輪組吊鉤和圓臺形鑄鋼錘組成一套強夯機組，按設(shè)計要求對處理區(qū)的夯點、每點擊數(shù)等按確定的技術(shù)方案要求進行有序的夯擊作業(yè)施工；

⑵每臺強夯機組，需配備強夯施工作業(yè)操作工人2～3名及1名測量記錄員，在夯擊施工時，觀測每個夯點的每擊夯沉量，在布置圖和強夯施工記錄上如實做好觀測記錄，并嚴(yán)格控制好最后兩點擊的平均夯沉量必須滿足要求作為關(guān)鍵控制指標(biāo)；

⑶強夯點夯施工，采用行夯擊法進行夯擊作業(yè)，夯點打完，采用推土機推土填坑平整場地，再打兩遍滿夯即可；

⑷強夯的施工步驟為：①清理并平整施工場地；

②畫線標(biāo)出強夯位置，并測量場地標(biāo)高；

③強夯機就位，使夯錘對準(zhǔn)夯點位置；

④將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后夯擊，放下吊鉤（如發(fā)現(xiàn)坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應(yīng)及時用土將坑底找平）；

⑤重復(fù)步驟④，按規(guī)定的夯擊數(shù)及控制指標(biāo)，完成一個夯點夯擊；

⑥重復(fù)步驟③～⑤，完成全部夯點的夯擊，并測量夯后場地高程，計算夯降量；

⑦用推土機將夯坑填平，并測量場地高程；

⑧最后按規(guī)定的夯擊數(shù)及控制指標(biāo)用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程；

⑨整理填寫強夯施工測量記錄，以備交工驗收使用。

2.3.3 施工要點

⑴根據(jù)現(xiàn)場試夯的結(jié)果，確定強夯施工的各項參數(shù)；

⑵強夯作業(yè)前應(yīng)查明強夯范圍內(nèi)的地下構(gòu)筑物和各種地下管線的位置及標(biāo)高，采取必要的防護措施，以免因強夯施工而造成損壞；

⑶起重機行走和夯擊時，夯錘與起重設(shè)備之間的最有利位置是：“順向走車，橫向夯擊，上坡錘前，下坡錘后”；

順向走車：即起重設(shè)備吊錘行走時，錘在行走路線的中心線上。橫向夯擊：即夯擊時，起重臂軸線與履帶板中心線垂直。橫向夯擊避免了因多次起吊，前履帶板因圓弧面陷進土中，改變了臂桿角度造成起吊困難的問題；上坡錘前：即起重設(shè)備上坡行走時，夯錘在行走方向的前邊；下坡錘后：即起重設(shè)備下坡行走時，夯錘在行走方向的后邊。

⑷夯擊時應(yīng)按試驗和設(shè)計確定的強夯參數(shù)進行，落錘應(yīng)保持平穩(wěn)、夯位應(yīng)準(zhǔn)確；

⑸夯擊坑內(nèi)積水應(yīng)及時排除，坑底上含水量過大時，可鋪砂石后再進行夯擊。

2.3.4 強夯法施工進度

按上述施工技術(shù)方案和規(guī)定要求作業(yè)，經(jīng)統(tǒng)計每套設(shè)備1臺班施工沿路長約400m，施工中應(yīng)根據(jù)路基施工進度的需要合理安排施工順序，盡量減少大型設(shè)備的調(diào)遣次數(shù)。

2.3.5 強夯法施工驗收

做好施工過程中的監(jiān)測和記錄工作，包括檢查夯錘重、落距、夯坑位置和每個夯點的夯擊次數(shù)和每擊和夯沉量等作為質(zhì)量控制的根據(jù)，強夯地基處理檢驗實測項目應(yīng)符合施工規(guī)范要求。

3、結(jié)束語

強夯施工技術(shù)已越來越廣泛地應(yīng)用于公路工程施工，經(jīng)過對路基強夯可以有效地消除新老路基結(jié)合部位容易產(chǎn)生的滑移、下沉的病害發(fā)生。通過本次的公路強夯施工過程的經(jīng)驗總結(jié)與項目一年多來運營情況來看，筆者認(rèn)為：

（1）采取強夯補壓法，既有施工見效快、施工方便、造價低等特點，又可以在短時間迅速完成路基工后沉降，同時對新老路基結(jié)合部位無法碾壓的死角進行了補強，從而保證了新填路基的穩(wěn)定。如今后公路建設(shè)出現(xiàn)碎石土、砂土、粉土和素填土需補強時，采取強夯是非常有效的處理方法。由于強夯機械設(shè)備笨重，調(diào)遣搬運困難，對于道路運輸條件差的山區(qū)公路項目的應(yīng)用受到了一定的限制，在采用強夯方案前應(yīng)根據(jù)項目的實地情況考慮設(shè)備搬運問題；

（2）通過運行三年多以來的現(xiàn)場調(diào)查情況與總結(jié)，強夯對路基作用是非常明顯的，有效地減少了路基不均勻沉降與路基開裂的現(xiàn)象發(fā)生，證明強夯技術(shù)方案應(yīng)用于公路路基拓寬改造是成功、有效的。

（3）由于施工的加寬部分為慢車道，基本上不通行車輛，單排相隔布置夯擊點具有經(jīng)濟實用的特點，如在高速公路改造或加寬部分為行車道時，則建議采用全幅夯擊，以確保路基行車的需要；

（4）通過試夯施工的總結(jié)，強夯夯擊能不易設(shè)定過大，過大的擊能反而擾動落錘周圍已填筑壓實的土方，夯擊能應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、含水量、夯擊處理有效加固深度、壓實度等指標(biāo)通過試驗來確定；

（5）通過本項目利用強夯技術(shù)處理臺背回填不密實的問題及處理后運行情況的總結(jié)，我們認(rèn)為采用強夯法對構(gòu)造物臺背地基進行處理是一種治理臺背跳車病害的有效方法，能夠減少甚至消除跳車現(xiàn)象；

參考文獻

[1] GB 50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S]

[2] 左名麒，朱樹森.強夯法地基加固[M].北京：中國鐵道出版社

[3] 道路施工工程師手冊[Z].北京：人民交通出版社，2002