強夯法在公路路基處理中的應用

（新疆路橋北疆工程建設有限公司，新疆 昌吉 831100）

一、引言

經過多年道路交通施工經驗的積累，我國公路建設事業取得了杰出的成就，但在公路路基穩固性方面仍有一定的改進空間。在我國公路建設中，采用傳統工藝壓實的公路路基使用效果不佳，因此，一般采用強夯法提高路基強度。本文分析了強夯法施工原理及其施工工藝，并依托工程實例，對施工壓實度、沉降量進行檢測，通過分析數據得出，采用強夯法施工可以明顯提高路基整體強度。

二、強夯法的施工原理及施工工藝

（一）施工原理

強夯法也稱為動力固結法，主要分為主夯階段、副夯階段、滿夯階段三個階段，一般運用在碎石土、沙礫土等砂性土質路基建設工程中，主要通過強大的夯擊能量對地基產生沖力并在地基中形成沖擊波，從而打破原有的土體結構，形成新的土體結構。

強夯法施工主要包含密實原理、動力固結原理和動力置換原理，具體如下：

1.密實原理

主要依靠重錘下落時產生的重力勢能，使土體結構發生變化，以增強路基密實性。

2.動力固結原理

通過分解土體中的有機物來減小土層所占體積，從而提高土體密實度。

3.動力置換原理

首先利用強夯施加的作用力將碎石壓入泥土中，再采取樁式置換的方式利用強夯作用將碎石夯入軟土層中以形成碎石樁，最終起到加固路基的作用。

采用強夯法加固路基，不僅可以綜合考慮路基情況，合理安排施工材料、機械、人員，合理布置施工現場的夯擊點，確定夯擊遍數、單次夯擊能，還可以在施工過程中，對路基沉降量和位移量進行有效控制，進而提升整個路基結構的穩定性，在保證行車荷載的同時，延長路基使用壽命。

（二）施工工藝

1.前期準備

施工前，需要確定施工參數并選擇合適的施工機械。為保證達到預計的施工效果，需要根據工程實際情況綜合考慮夯擊參數，在每個夯擊點最后兩次夯擊時，必須將沉降量控制在5cm以內，同時將夯擊點周圍土體隆起高度控制在10cm以內；強夯施工中較常用的機械包括起重機、夯錘、錨系等，必須確保起重機的高度至少在15m以上，并根據設計需要確定夯錘質量；全面清理施工場地，待清理完成后對土基進行土工試驗，以確保土基在最佳含水量及最大干密度條件下進行強夯施工。

2.整平場地

強夯施工前，采用推土機對場地進行整平作業，預壓施工次數一般在2次以上，合理布置施工現場臨時車道，以確保施工進度不受影響。此外，對于高速公路、一級公路等高等級公路需要設置相應的排水設施，避免積水不能及時排出路基范圍之外造成土基含水率過高，影響施工質量。

3.試夯

為保證強夯法的施工質量，需要事先選擇500m2以上的場地進行試夯，夯擊點按照梅花形進行布置，夯擊能需達到2000kN·m以上。

4.布置夯擊點位置

施工前，應明確夯擊點具體位置及各個夯擊點之間的距離，同時為了控制施工質量，需要提前預埋檢測點并做好詳細記錄。

5.設定虛鋪厚度

在施工過程中，路基虛鋪厚度應控制在1.5m以內，而當距路床頂部距離在0.5～2m時，虛鋪厚度應控制在1m以內。

6.粒徑控制

施工時，應控制好碎石粒徑大小，同時還需注意將碎石控制在壓實厚度的50%以內，填料最大粒徑應小于路基填筑高度的1/2。

7.強夯施工

強夯法采用由路基兩側向路中線推進的分段式施工方式，夯實過程中，起重機按照標線前進，由深層土向中層土、表層土進行夯實。在每層土夯實完畢后，需及時整平土地以便下一層施工。同時，需要根據現場土基沉降量、含水率和最大干密度等參數確定夯實遍數，當土顆粒較細時，可以適當增加夯實遍數以保證路基施工質量。

三、工程實踐

（一）工程概況

某公路全長58.2km，路面寬26m，經調查發現路基土體主要是褐黃色的濕陷性黃土，這種土質僅靠自身固結難以達到密實狀態，容易導致路基承載能力不足。為探究強夯法在路基處理中的應用，選取該公路K 130～K 134作為試驗段，按上述工藝進行強夯施工，并對施工后的路基相關性能指標進行檢測，以確保其施工質量符合要求。

（二）質量檢測

本文主要對夯實壓實度和沉降量兩個指標進行評價。

1.壓實度檢測

本文采用環刀法沿路基中線取樣進行壓實度檢測，試驗路段全長4km，每個取樣點間隔500m，檢測結果如表1所示。

由結果可知，試驗段壓實度平均值大于規范要求值，且每一處檢測點的壓實度也滿足93%的規范要求值，表明采用強夯法施工的路基性能良好。

2.沉降量觀測

不均勻沉降是引發路面坑槽、沉陷的主要原因，因此，本文分別在路基左側、右側和中心線位置埋設沉降板以檢測強夯施工后路基沉降差異，觀測結果如表2所示。

表2.沉降量觀測結果

由上表數據分析可知，隨著觀測天數的增加，左側坡腳、中心線和右側坡腳累計沉降量逐漸增加，且增長速率先快后慢，最終增長速率為零，沉降量趨于穩定。對同一時間內左側坡腳、中心線和右側坡腳累計沉降量進行分析可知，三處沉降量相差不大，滿足《公路路基施工技術規范》（JTG F10-2006）中沉降量小于300mm的要求，說明采用強夯法后可取得良好的施工效果。

四、結語

為彌補傳統壓實工藝的不足，減少公路建成后路面出現各種病害的幾率，本文結合實際工程對強夯法在濕陷性黃土中的應用技術進行研究，并在施工完成后對路基質量進行檢測，結果表明，采用強夯法施工后的路基壓實度和沉降量均滿足規范要求，說明強夯法可以有效提高路基穩定性，提升路基整體強度。