液壓夯實(shí)機(jī)補(bǔ)強(qiáng)下繞城高速公路臺背路基施工技術(shù)研究

申冬楊

（甘肅省遠(yuǎn)大路業(yè)集團(tuán)有限公司，甘肅蘭州 730030）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，交通運(yùn)輸行業(yè)的重要性日益凸顯。繞城高速公路作為城市交通的重要組成部分，其建設(shè)質(zhì)量直接影響著城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的生活品質(zhì)[1]。然而，在繞城高速公路建設(shè)中，臺背路基施工在復(fù)雜地質(zhì)條件下，傳統(tǒng)的施工方法難以滿足工程質(zhì)量和效率要求。因此，對液壓夯實(shí)機(jī)補(bǔ)強(qiáng)下繞城高速公路臺背路基施工技術(shù)展開論述，并針對不同地質(zhì)特征，設(shè)計(jì)相應(yīng)的路基施工技術(shù)，以強(qiáng)化路基的施工建設(shè)質(zhì)量[2-3]。

1 工程概況

該研究的目標(biāo)對象為S06酒（泉）嘉（峪關(guān)）繞城高速公路工程，當(dāng)前路基處于基礎(chǔ)施工階段，包括整體性截面和分離式截面兩種[4]。具體情況如下：第一，整體式路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面為0.75m土路肩+3m硬路肩+2×3.75m行車道+0.75m路緣帶+2m中央分隔帶+0.75m路緣帶+2×3.75m行車道+3m硬路肩+0.75m土路肩=26m。第二，分離式路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面組成為0.75m土路肩+1m硬路肩+2×3.75m行車道+3m硬路肩+0.75m土路肩=13m。不同路基截面對應(yīng)的搭接和施工位置存在一定差異。

2 不同地質(zhì)特征的路基施工流程

2.1 測量放樣

在測量放樣前，首先，調(diào)整設(shè)定使用的測量儀器、設(shè)備，確保無異常后，確定當(dāng)前路基的邊界比為5.7、等效標(biāo)高占比為2.1、橫斷面覆占比為16.35。其次，通過全站儀、水準(zhǔn)儀等測算，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。再次，測量時(shí)采用閉合路線，確保測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，為后期的復(fù)核、校對提供便捷條件[5]。最后，劃分不同施工路段，設(shè)定對應(yīng)地質(zhì)特征下的路基邊坡比率，如下所示：

第一，戈壁、荒漠路段：填土高度H＜3m，填方邊坡坡率采用1∶3的緩坡率；填土高度H≥3m，填方邊坡坡率采用1∶1.5。

第二，綠洲路段或耕地路段：填方邊坡坡率采用1∶1.5，以減小占地寬度，節(jié)約耕地。

第三，風(fēng)沙路段：路基采用低路基、緩邊坡，填土高度應(yīng)控制在2m以內(nèi)，地下水位較高路段適當(dāng)抬高路基。同時(shí)，對施工對象的數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行匯總整合，以待后續(xù)使用。

2.2 路床、地基清理及CFG樁搭接

清理路床、地基在一定程度上可擴(kuò)大路基的加固需求，從而營造更加穩(wěn)定、安全的施工環(huán)境[6]。當(dāng)前路基工作區(qū)的深度設(shè)定為1.3～1.4m，路床厚度設(shè)計(jì)為0.8m，路面結(jié)構(gòu)+路床厚度為1.46m。使用大型清理機(jī)器和設(shè)備，結(jié)合不同地質(zhì)特征路段，清除雜物、砂石、石塊等。

選擇邊坡碼砌的形式，設(shè)置路基的填方厚度為1.2～2m，邊坡碼砌厚度為5～6.5m，碼砌灰縫厚度為2cm。通過CFG樁搭接的方式對后續(xù)路基施工支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，如圖1所示。

圖1 公路路基CFG樁搭接加固結(jié)構(gòu)圖

結(jié)合圖1實(shí)現(xiàn)對公路路基CFG樁搭接加固結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐性分析，并使用振動沉管機(jī)施工，對各個特征路段的搭接加固實(shí)況進(jìn)行分析，確保施工的安全穩(wěn)定。

2.3 路基多層級填筑及攤鋪處理

傳統(tǒng)的填筑形式多設(shè)定為單向結(jié)構(gòu)，填筑處理效果有限，在不同地質(zhì)特征影響下，路基的施工結(jié)果具有一定差異，該工程結(jié)合不同地質(zhì)特征及路段施工需求進(jìn)行路基多層級填筑及攤鋪處理。在地基之上設(shè)置1個路基隔斷層，當(dāng)前厚度控制在20～35cm之間，土工膜下側(cè)鋪設(shè)8cm的礫石，實(shí)況如圖2所示。

圖2 路基施工多層級隔斷層設(shè)置圖

結(jié)合圖2實(shí)現(xiàn)對路基施工隔斷層的設(shè)置。拆除原有排水溝、隔離柵等設(shè)施，擴(kuò)展延伸路基寬度，設(shè)置可控拼接寬度為0.25～0.3m，設(shè)置多層級的土工格柵，并使用U形鋼釘對四周進(jìn)行固定，確保當(dāng)前路基之上的土工格柵層面保持平整，在距離土工格柵10cm以內(nèi)的位置將路基填料傾倒，并進(jìn)行攤鋪處理。

2.4 壓實(shí)度檢測及液壓夯施工

在完成路基的多層級填筑及攤鋪處理后，進(jìn)行壓實(shí)度檢測和液壓夯實(shí)施工。

首先，采用核子密度儀進(jìn)行壓實(shí)度檢測，該儀器可通過測量土壤的密度和水分含量計(jì)算壓實(shí)度。施工中，考慮整體式路基和分離式路基的不同特性，液壓夯施工的具體操作包括三點(diǎn)：

一是按照施工順序進(jìn)行路基的分層填筑；

二是部署感應(yīng)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)；

三是對施工質(zhì)量進(jìn)行壓實(shí)度檢查。

其次，在平面夯擊中，整體式路基寬度為26m，分離式路基寬度為13m，液壓夯施工的平面夯擊范圍應(yīng)覆蓋整個路基寬度。

再次，在豎向夯擊中，根據(jù)表1給出的路基施工情況及限制條件，針對不同填厚高層，液壓夯施工的豎向夯擊范圍分別在標(biāo)高80cm、120cm、160cm和200cm處進(jìn)行夯實(shí)，并遵循由低到高、由兩側(cè)向中間的順序進(jìn)行夯擊，同時(shí)每個點(diǎn)的夯擊頻率應(yīng)調(diào)整為3次為1夯，每夯擊點(diǎn)應(yīng)完成2～3遍夯擊，確保夯實(shí)效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其中，最后一次夯擊與前一次夯擊之間的沉降差應(yīng)小于1cm，完成第3次和第6次夯擊后，測量沉降情況，以驗(yàn)證夯實(shí)效果。

表1 路基施工情況及限制條件設(shè)置表

最后，對中間層位壓實(shí)度進(jìn)行檢測，并將所得結(jié)果與夯擊前后的壓實(shí)度情況進(jìn)行對比分析，確保壓實(shí)度達(dá)到96%的施工要求。

3 施工結(jié)果分析

該工程施工采用洛陽晟路SL40C型40kJ高速液壓夯實(shí)機(jī)，其額定夯擊能量為40kJ，最大夯擊能量可達(dá)80kJ，夯擊頻率為50次/min，具有操作簡便、性能穩(wěn)定、適用范圍廣等特點(diǎn)。

為確保最終施工效果與預(yù)期計(jì)劃相符，在分離式路基截面和整體式路基截面上設(shè)置一定數(shù)量的可識別感應(yīng)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，以便日常數(shù)據(jù)及信息的采集。擬定的測點(diǎn)埋置深度分別為60cm和120cm，從2個埋置深度分別隨機(jī)抽取6個典型夯擊點(diǎn)作為測試位置，將埋置深度為60cm的3個測試點(diǎn)記作測試位置A、測試位置B及測試位置C；將埋置深度為120cm的3個測試點(diǎn)記作測試位置1、測試位置2及測試位置3。分析在水平和豎直方向不同夯擊次數(shù)下不同測試位置處的動態(tài)土壓力，數(shù)據(jù)結(jié)果如圖3所示。

圖3 動態(tài)土壓力測試

從圖3（a）水平方向的子圖可以看出，不同夯擊次數(shù)下測試位置A、B、C和測試位置1、2、3的動態(tài)土壓力均隨夯擊次數(shù)的增加而呈現(xiàn)上升趨勢。其中，測試位置1、2、3的動態(tài)土壓力范圍更廣，其可能與埋置深度較大有關(guān)。其次，從圖3（b）豎直方向的子圖可以看出，不同夯擊次數(shù)下測試位置A、B、C和測試位置1、2、3的動態(tài)土壓力雖呈上升趨勢，但整體數(shù)值相對較低，其可能受豎直方向土體的自重作用影響。

以上情況表明，液壓夯實(shí)機(jī)的夯擊作用在水平方向?qū)ν馏w的壓實(shí)效果十分顯著，在豎直方向的壓實(shí)效果相對較弱。分3個階段測定各個位置路基在不同階段的荷載比，如表2所示。

結(jié)合表2，最終路基的荷載比均可達(dá)到6.5以上，說明此次針對不同地質(zhì)特征所設(shè)計(jì)的繞城高速公路工程路基施工方法針對性更強(qiáng)，施工質(zhì)量和效率較高，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)語

綜上所述，詳細(xì)論述液壓夯實(shí)機(jī)在補(bǔ)強(qiáng)繞城高速公路臺背路基施工中的應(yīng)用技術(shù)。首先，對工程概況進(jìn)行分析；其次，探究路基施工技術(shù)中測量放樣、路床地基清理及CFG樁搭接、路基多層級填筑及攤鋪處理及壓實(shí)度檢測和液壓夯施工等環(huán)節(jié)的施工技術(shù)；最后，通過動態(tài)土壓力測試和3個階段路基荷載比測試，并對施工結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果表明，液壓夯實(shí)機(jī)的應(yīng)用能夠顯著提高路基的壓實(shí)度和整體穩(wěn)定性，提升工程質(zhì)量與效率，為繞城高速公路的安全與持久性提供保障。