公路路基強夯法施工技術及質量控制

袁勝勇

（貴州省公路工程集團有限公司，貴州 貴陽 550000）

公路路基強夯法施工技術及質量控制

袁勝勇

（貴州省公路工程集團有限公司，貴州 貴陽 550000）

強夯施工技術又被稱為動力固結施工技術，其在實際應用中，通過重錘下落，產生巨大沖擊力，對路基土體形成壓縮作用，使其局部液化，從而對土地起到加固作用。首先對強夯施工技術進行了介紹，然后結合工程實例對公路路基強夯法施工技術的實際應用以及質量控制辦法進行了詳細探究。

公路路基；強夯施工技術；質量控制

0 引言

如今，城市化進程不斷加快，公路建設規模也在逐漸擴大。在公路工程建設中，軟土路基問題是影響公路建設質量的關鍵，在軟土路基處理施工中，強夯法能夠有效提高軟土路基承載力，已經被廣泛應用于填土路基、粘性土路基、碎石土路基施工中，因此，對該項施工技術進行詳細探究具有十分重要的現實意義。

1 強夯施工技術概述[1-3]

強夯法是用起重機械將大噸位夯錘起吊到6～30 m高度后自由落下，給地基土以強大的沖擊能量的夯擊，使土中出現沖擊波和很大的沖擊應力，迫使土層孔隙壓縮，土體局部液化，在夯擊點周圍產生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和氣體逸出，使土料重新排列，經時效壓密達到固結，從而提高地基承載力、降低其壓縮性的一種地基加固方法。強夯法適用土層主要包括碎石土、砂土、濕陷性黃土、雜、素填土等等，另外，對于高飽和度的可采用強夯置換法，但是，需要注意的是，在強夯置換法的實際應用中，首先需要在工程施工前進行現場試驗，從而確定其適用性和處理效果。

強夯施工技術的加固機制主要體現在以下幾點：（1）飽和土壓縮性。在強夯施工中，氣體體積受力壓縮，孔壓增加，隨后氣體膨脹，隨著空隙水的排出，孔壓逐漸減少。（2）液化作用。在強夯施工過程中，如果土體氣體體積百分比為零，則土體氣體不可繼續被壓縮，相應于孔隙水壓力上升到覆蓋壓力相等的能量級，土體發生液化作用。（3）觸變恢復。在強夯施工中，土體強度逐漸降低，當土體已經接近液化狀態時，其強度最低，在這種情況下，土體產生裂隙，與此同時，吸附水轉變為自由水，隨著孔壓的逐漸消散，土體抗剪強度以及變形模量都會隨之增加。另外，強夯加固技術的應用原理還可以通過彈簧活塞模型進行闡述，靜力固結理論與動力固結理論的模型分別見圖1和圖2。

圖1 靜力固結理論模型

圖2 動力固結理論模型

2 公路路基強夯法施工技術應用實例

2.1 工程概況

玉馬公路位于六盤水市水城縣境內,路線起于勺米，起點樁號K15+000，中間經溝寨（K21+000）、王家寨（K21+300），沿巴郎河右側展線至幸福橋，終點樁號K28+738.511，路線全長13.9 km，線路由于沿河道布設，所以，經過的路段存在部分軟土地基，軟土深度一般為3～5 m，這些路段在通過拋石擠淤、回填石方等常規路堤施工后，需進行強夯加固處理，以滿足路基質量要求，設計要求夯擊能為1 000 kN·m。

2.2 施工機具選擇

根據現場情況及設計技術參數，選用QH4000型履帶式強夯機1臺，額定起重量20 t，有效起升高度26 m，工作時履帶輪距為4 910 mm,寬度達到4 810 mm,底盤離地間隙大于340 mm,接地比壓僅為0.072 MPa，整機穩定性更好；自制圓柱體夯錘1個，重10 t，直徑2m，設有4個豎向排氣孔；自動脫鉤器1個；推土機1臺；振動壓路機1臺；挖掘機1臺；全站儀、水平儀各1套。

2.3 強夯技術參數

2.3.1 強夯加固范圍及夯點的布置

根據設計橫斷面圖確定強夯加固寬度為：路堤底寬L+2×2 m。為方便施工，每段路基分三次夯擊完成，第1、2次夯點采用正方形布置，間距取為3 m×3 m，兩次夯點交叉成梅花型，見圖3，第3次整個強夯加固寬度范圍內滿夯。

圖3 夯點正方形布置形式

2.3.2 夯錘自由落體高度

在施工時，根據設計要求及所配置的機械設備，由梅娜（Menard）經驗公式：H=k（G·h／10）1/2，式中：H為加固土層厚度，單位m；k為折減系數，一般0.5～0.75；G為夯錘重，單位t；h為落距，單位m。取強夯加固深度H=5 m，折減系數k=0.5，計算出夯錘自由落體的高度h為10 m。

2.3.3 夯擊遍數

根據施工現場對K26+550～K26+560段10個夯擊點夯擊遍數與每次夯擊沉降量的統計分析，確定每點夯擊次數為4遍，見表1。

表1 強夯沉降量統計表 cm

2.4 強夯施工作業

2.4.1 場地平整

按設計圖紙用全站儀準確對需強夯范圍的邊樁進行放樣，并作好護樁，推土機清除地表耕植土（部分路段含有少量淤泥的，用挖掘機配合清除），并大致推成雙向排水橫坡（彎道或填挖交界處推成單向排水橫坡），挖掘機挖出路基邊界處臨時排水溝，避免強夯場地內積水。

2.4.2 測設點位

場地平整完后，利用護樁恢復路基中樁和強夯范圍的邊樁，用石灰線標明。按路線長度和需強夯的寬度分別計算夯點的排數和列數，按規定用鋼尺準確定出第一批夯點點位，并以夯點中心為圓心，夯錘半徑為半徑，畫出石灰線圓圈作為夯錘下落的準確位置。測量記錄夯前地面高程，作為計算夯沉量的原始依據。

2.4.3 夯機就位

將夯錘準確對位后測量記錄夯錘頂面高程。徐徐起吊夯錘到預定高度（10 m，在夯機的鋼絲繩上作標記控制），并留50 cm安全距離，拉下自動脫鉤器，使重錘自由下落夯擊地面，測量記錄夯錘頂面高程，計算夯沉量（以cm為單位），完成一次夯擊。重復上述步驟4遍，完成一個夯點的夯擊（夯點最后兩擊沉降量控制在5 cm以內，如最后兩次夯擊沉降量大于5 cm，應繼續夯擊直到滿足最后兩擊沉降量均小于或等于5 cm為止，并在記錄表上做好詳細記錄）。將夯機移動到相鄰夯點繼續施工，直到完成第一批夯點。

2.4.4 回填夯坑

第一批夯點完成后，用推土機回填夯坑，并大致整平，用壓路機對場地進行靜壓，以便進行第二批夯點的施工。

2.4.5 第二批夯點作業

第二批夯點在第一批夯點中間穿插布設。施工方法和第一批夯點相同。

2.4.6 滿夯作業

滿夯的目的在于加固表層。其施工與第一、二批夯點在工藝上相同，但每個夯點僅夯擊一遍，且夯點間搭接1／4夯錘直徑進行夯擊。滿夯完成后進行場地平整，用壓路機碾壓直到滿足路基填筑對原地面的要求為止。

3 公路路基強夯法施工質量控制

（1）施工前應檢查夯錘重量、尺寸、落錘控制手段、排水設施及被夯地基的土質。夯擊過程中，經常檢查夯錘的豎向排氣孔，如排氣孔被土堵塞，及時疏通，防止因排氣孔堵塞導致夯錘與夯坑之間形成氣墊，從而影響夯擊效果。

（2）如遇半挖半填的路基，強夯應從路基邊緣開始，逐排向路基中部夯擊；填挖交界路基的強夯，應從填挖交界線以外路基邊緣逐排向交界線處夯擊。

（3）施工中應檢查落距、夯擊遍數、夯點位置、夯擊范圍。并且應嚴格控制每擊夯沉量，對每一個夯點的夯擊次數、每次夯填量、夯沉量等做好詳細的現場記錄，夯點按交底編號一一對應進行，填好《強夯施工記錄表》。

（4）施工過程中發現夯坑周圍土體隆起較大時，應停止該點夯擊，間隔一段時間后，待孔隙水壓力消散后再繼續施工。

（5）施工結束后，檢查被夯地基的強度，采用動力觸探法進行承載力檢驗。強夯后的土體強度隨間歇時間的增加而增強，檢驗強夯效果的測試工作，宜在強夯之后2～3周后進行，而不宜在強夯結束后立即進行測試工作，否則測得的強度偏低。每個施工驗收單元動力觸探點約2 000 m21個。

（6）強夯地基質量檢驗標準及頻率見表2。

表2 強夯地基質量控制標準及頻率

（7）起錘至預定標高下落錘擊，落錘要求保持平穩，夯位應準確，避免夯錘起吊后產生旋轉，落錘時，防止夯錘底面傾斜地與夯擊點結合。夯擊坑內積水應及時排除，坑底含水量過大時，可鋪砂石后再進行夯擊。若發現坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時將坑底整平。

4 結語

綜上所述，在公路工程路基施工中采用強夯施工技術，能夠在較短時間內改善土體性質，有效延長公路工程使用壽命。在強夯法的實際應用中，首先需要對施工現場進行實地勘察，明確施工現場土體條件，然后設計強夯施工參數，并加強施工工序控制，這樣才能有效保證軟土路基施工質量水平。

[1]段輝林,劉山.濕陷性黃土地區路基強夯施工技術[J].筑路機械與施工機械化,2013,30(10):60-62.

[2]宋立龍.高速公路路基施工中強夯法技術的應用[J].黑龍江科學,2014,5(1):112.

[3]許良.市政軟土路基處理中強夯法施工技術的應用[J].城市建設理論研究：電子版,2015,5(26):36-37.

U415

B

1009-7716（2017）04-0146-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.04.043

2017-02-05

袁勝勇（1977-），男，貴州六盤水人，高級工程師，從事公路施工技術和安全管理工作。