公路工程路基強夯施工技術研究

姬斌

摘 要：路基的壓實性直接決定著公路的質量，強夯技術的應用，能夠有效控制路基的沉降現象，提升路基的堅固程度，使路基更加穩定，以此，應重視這項技術的應用。本文從實際出發，詳細分析了公路工程路基強夯施工技術的相關內容，包括概念、原理、優勢、流程等，希望能夠延長公路的使用壽命。

關鍵詞：公路;路基;填筑;強夯施工;施工控制

公路工程施工是社會基礎建設的一項重要內容，對于一些水文和地質條件比較復雜的地區，路基施工存在著較大的困難。如果采取的施工技術不合理，土石混合料與含水量變化較大，會造成路基的塌陷和沉降等現象，不利于公路質量的有效提升，難以達到施工標準。使用強夯法進行土石混填路基的填筑，能夠有效壓實路基，減少土石材料的孔隙，防止出現一些難以控制的問題，有效提升路基的施工質量。

1 強夯加固機理

顆粒、氣體、水分等包含在土中，包含固體組成，在強夯路基之后，能夠將路基土體中的液體和氣體逐漸排出，土粒之間的孔隙明顯變小，從而路基的密實度明顯增加。強夯技術又被稱為動力固結技術，在施工過程中，選擇重量合適的夯錘，提升到事先設定好的高度，然后使其自由下落，產生較大的重力和沖擊力，對路基土體進行夯擊，使土體間的顆粒能夠重新排列組合，聚攏在一起，提高整體的密實性，實現理想的加固效果。實踐證明，強夯技術具有比較明顯的優勢，操作簡便、成本低廉、效果較好，在實際工程中應用的較為廣泛。根據以往的施工經驗證明，通過強夯技術，施工工期能夠有效縮短，路基的堅固性得到明顯增強，有效提升了路基的整體質量，滿足施工的規定標準，實現優質路、幸福路、高效路的目標。

在公路工程路基強夯施工中，通常分三步進行。第一、壓縮路基土體，在強夯沖擊壓力作用下，使三相體土類孔隙減小，路基土體中的氣體和水分會快速排出，路基的緊實度提升。第二、處理土體，借助強夯沖擊，經過一段時間，土體中的空氣完全被排除，隨著含氣量的減少，土體中孔隙水的壓力會逐步增加，土質會發生液化現象。等待相應時長之后，孔隙水壓力逐步消散，在強夯力作用下，夯擊路基表面，土中水分隨著產生的裂縫逐步排出。第三、觸變恢復處理。此步驟中，路基的抗剪強度降低，接近于零，土體中的水分會出現轉變，由結合水變成孔隙水，逐步提高公路路基的抗剪強度。

2 公路路基施工中強夯技術的優勢分析

2.1 有效加固土體

強夯技術能夠有效黏合路基中的石塊、碎石、黏性土以及素填土等，在下落的過程中，夯錘的重力勢能會壓實聚集的土體，提升整體的荷載強度。與傳統填充大理石塊的方式相比，這種施工工藝能夠與施工環境有效融合，起到良好的加固效果。

2.2 有效控制整體工程成本

強夯技術的操作步驟較為簡單，最主要的控制因素為夯錘的質量與提升高度，不需要像傳統方式那樣鋪設大理石塊，因此不需要大量的車輛運輸費、材料保管費、施工費、人工管理費等，從而大大節約成本，使工程的總體成本得到有效控制，擴大利潤空間，實現良好的公路經濟效益。

3 工程概況

某公路工程全長27.98km，總體設計為雙向六車道。23.5m為強夯施工段的路基寬度，15.6m為最大填方高度，平均填方為4.5m，有效加固深度為4m，選擇黃土料作為夯實材料進行填筑。根據現場的實際情況，決定使用強夯技術進行施工，按照工程施工技術標準，路基的整體承載力達到120kPa。

4 強夯施工參數

4.1 夯擊有效加固深度

夯擊有效加固深度是反映施工效果的重要參數，影響著夯擊能量，決定著路基的壓實性，能夠避免路基受到不必要的壓縮。土體性質和施工參數是有效加固深度的主要影響因素，通常情況下，粒徑越小的土體，密度越低，飽和度也隨之升高，較高的地下水位對深度的影響較小。夯錘靜壓力越大，土體夯擊的飽和度越差，需要夯擊的次數越多，需要較大的影響深度，本案例路基設計的加固深度為5.5m。

4.2 夯擊點布設

布設夯擊點的時候，應選擇最佳形狀，通常有三種，正方形、等邊三角形與等腰三角形。如果夯擊點相互之間距離較小，呈現密集狀態，土體顆粒間的擠密空間會相應減小，孔隙間的水壓消散的時候，只能通過較窄的通道，影響了加密加固的效果，如果夯擊點的間隔距離過大，加固效果也不明顯。本案例中，選擇重量為12t、直徑為2.5m的夯錘，按邊長3m的等邊三角形布置夯擊點，相鄰間隔為0.9m。

4.3 夯擊遍數與間隔

應把握土石混合填料的性質，重視夯擊加固深度，提高設計的準確性。先進行2遍點夯，1遍滿夯，間隔時間為1天，如果夯錘較重、坑洞較深、拔錘困難等，為滿足設計要求，實現理想的加固效果，應多夯擊幾遍。以土體性質和孔隙水壓力為參照依據，確定外部作用力的消散時間，土體出現固結現象后，可以進行下一步的夯擊施工。

4.4 夯擊次數

為保證土體夯擊能量的飽和，標準是在夯擊次數增加的過程中，土體的豎向變形量不再增加，應確定最佳的單點夯擊次數。本案例確定試驗路段中單點夯擊次數為10次，為了提高土體的均勻性，對于表層土松動、出現環形豎向裂紋或塌陷的夯坑，應進行補強操作。具體做法是采用1000kN·m的夯擊能，按照一點一擊的方式，夯擊1遍即可。

5 強夯施工在公路路基施工當中的應用

5.1 施工準備

強夯施工開始之前，應進行全面的現場勘查工作，對施工場地的氣候、土壤、水文等因素進行詳細分析，尤其應全面把握地質情況，對強夯作業的夯錘規模進行確定，保證能夠滿足施工要求，為后期施工提供便利。同時，應全面清理施工現場的腐蝕土、植被、垃圾等，保證現場不出現垃圾，避免影響到夯擊效果，總之，應對現場可能影響到施工效果的各項干擾因素進行徹底清除。通常來講，30cm為表層土的清理深度，應對夯擊點進行有效布置，一般為梅花形或者是正方形，以網絡化結構進行排列，根據加固土層的厚度、土質以及地基的布置情況等劃分。如果土質較軟，加固深度大，需要較強的擊打能力，應設置較大的間距，相反，應適當縮小間距，根據實際情況靈活調整。

5.2 平整土地與試夯作業

做好施工準備后，需要平整施工現場的土體，可以使用相關機械設備進行，直到不出現明顯的凹陷或者凸起現象，才能初步證明達到了標準，在這種情況下，在夯錘下落時，不會影響夯擊的效果，避免出現不平整的現象。另外，應做好測量放線工作，標出軸線、標線以及夯擊點位置等，水準基點的設定，數量一般為4個左右。

試夯施工應設置相應的實驗區，一般為正方形，邊長大約為20cm，開始進行試夯操作。根據實際情況，確定夯擊距離和夯擊距離，保證每次夯擊的準確性，以最佳的夯擊錘數給予最合適的夯擊力度，確保強夯加工深度的合理有效。分析強夯施工的標準，通常情況下，加固之后，應進行人工填土操作，使地基的承載力在0.15MPa以上。如果施工區域較大，試夯點的設置，應嚴格劃分間隔的距離，減少因區域不同帶來的負面影響，由于地區存在差異，應確定不同的夯擊力度，實現試夯施工的理想化效果，使每一寸路基的質量得到有效保障。

5.3 鋪設碎石

對于路基的施工，在強夯過程中，如果地表結構密度較大，或者水位超過了規定標準，應進行碎石的鋪設工作。通常來講，選擇的碎石由不同的粗細集料組成，密度為5.0×103kg/m3，碎石孔徑小于5mm篩下的篩余料為選擇的石屑標準，一般范圍在0～10mm之間。只有嚴格碎石選用的標準，才能保證夯擊之后承載力達標，避免出現土壤開裂或下陷等問題。

5.4 強夯施工

通常采用分段方式進行強夯施工，順序為從兩邊到中間，沿著邊緣地帶開始，逐步推向中央區域，減少側向作用力的影響，避免附近地區受到較大的壓力。必須將夯錘保持在最平穩狀態，準確定位夯擊點，如果出現坑洞過大的現象，需要使用砂土填平，避免出現傾斜度過大或者錯位等難以控制的問題。夯擊的時候，先間夯2～3遍，最后降低能量，滿夯一遍，總共為5遍左右，視情況而定，應保證每個夯擊點得到5次以上的夯擊次數，為增強夯擊的效果，需要及時做好施工記錄，為施工的順利進行提供數據支持。

5.5 質量檢測

完成試夯作業后，應結合工程設計要求，準確設置錘重、夯擊次數、夯擊點位置、落距等要素，安排專業人員翻查夯擊記錄，檢查實際的夯擊效果。同時，應采取抽查方式，以總體夯擊點為基準，確定抽查的夯擊點數量，一般為5%，使用質量合格的經緯儀、楔形塞尺、水準儀或者采取拉線方法，對各個數據進行檢查。具體標準如下：夯擊點中心位移允許偏差范圍在150mm以內，夯錘落距在300mm左右，夯錘傾斜角小于30°，頂面標高的允許偏差為20mm左右，最后兩擊平均夯沉量小于5cm，地面平整度允許偏差范圍為30mm，如果數據達標，說明強夯施工驗收合格。

6 結語

公路路基強夯技術具有比較明顯的優點，在路基填筑的過程中，需要明確施工技術要點，對施工各項參數進行控制，降低路基的沉降量，保證路基的質量達標。同時，必須詳細分析這項技術的原理，將理論知識與實際相互結合，提高混合料的嵌鎖效果，使路基的堅固性和穩定性得到有效提升，保障公路經濟的快速進步和發展。

參考文獻：

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