强夯法施工技术在路基工程中的应用研究

　　摘要：文章简要介绍了强夯法的技术原理及特点，并对其在路基工程中的施工工艺及施工要点进行了分析，以供参考。
　　关键词：强夯法；路基；施工
　　
　　近些年，公路工程质量日益受到人们的关注。由于公路地基填筑普遍较高，地基须承担着车辆荷载比普通公路填土荷载大得多的双重压力，所以公路地基的强度和稳定性不能不引起公路技术人员的高度重视。目前强夯法具有设备简单，施工便捷，适应范围广，节省材料，降低投资，工期短等优点，已被实践证明是一种较好的、行之有效的地基处理方法，因而被广泛使用于路基工程处理中。
　　1强夯法相关概述
　　强夯法是指为了提高软弱地基的承载力，利用起吊设备，将10．25t的重锤提升至一定高度（10-25m)后使其自由下落，夯击土层使地基迅速固结的方法。其主要用于砂性土、碎石土地基、非饱和黏性土与杂填土等地基的加固。对非饱和的黏性土地基，一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法，并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。
　　1.1强夯法的加固机理
　　用强夯法加固路基形成不均匀沉降的机理，即在极短的时间内对内地基土体施加一个巨大的冲击能量，这种突然释放的巨大能量将使土体发生一系列物理变化，如土体结构破坏或液化、排水固结压密、触变恢复等。
　　1．2强夯法的特点
　　强夯法具有以下优点：一是对填料粒径要求不是特别严格。在普通路基填筑中，如果填料中有了粒径大于20cm的砾料，在摊铺碾压时都会造成一定的困难，而强夯施工的骨料粒径可达到40cm～50cm，据我们挖填时的回测观察，40cm～50cm砾料经强夯夯实后已大部分击碎与周围的土结合为一体。二是加快了整体施工的速度，虽然与压路机碾压比较单位工程量的造价有所提高，但缩短工期带来的效益也是比较显著的。三是在高填方中，用强夯夯实路基，由于其影响深度较深，可加强填料与原地面之间的结合。其缺点是：机具较为笨重对于地形过于复杂的工地，进场比较困难。
　　2强夯法的施工工艺
　　2.1施工设备的配置
　　强夯法加固路基施工一般需要以下几种设备：起重机：履带式起重机(起重能力大于锤重1．5～2.0倍)；夯锤：重量为60KN～200KN、底面积为4m2～5m2，平底锤；自由落锤装置：能使夯锤自由下落的脱钩器；其它辅助设备：推土机(平整场地)；压路机(碾压)；装载机(运土)；龙门架以及缆风绳等。
　　2.2施工准备工作
　　（1)施工期应熟悉施工图纸，理解设计意图，并且进行现场实地考察，定位放线。
　　(2)强夯前，将公路用地范围的路基表土、腐殖土、种植土、淤泥、树根全部挖出，而且清表厚度要大于30cm。为了便于起重设备行驶，同时又能处理湿陷、空洞问题，避免事故发生，应用推土机预压2遍，修筑机械设备进出场道路，保证有足够的净空高度、宽度、路面强度和转弯半径。当地下水位较高、表层为饱和粘性土、液化流动的饱和砂质土时，为了使重型机械在场地的运行和减少夯锤拔起时的负压，可在其表面铺0．2m～2．Om厚的砂石垫层。为了防止路基表面积水，雨期施工周边要挖好排水沟。
　　(3)为了掌握土质情况，强夯施工前，应对地基进行相关试验，对不均匀土层应适当增加钻孔和原位测试工作。为了便于指导地基夯实施工，应根据地形情况，每隔50～100m取一处进行图样分析，确定最佳含水量和最大干密度。为了避免影响夯实质量，因路基冻融或下雨造成地表湿软，应清除软土或将其翻挖晾晒。
　　(4)施工前必须正确选择施工参数，以保证强夯取得理想的效果。强夯的参数主要包括以下几个方面：夯击次数与遍数、有效的强夯深度、夯击间歇时间、夯点布设及强夯范围等。
　　(5)为了避免因强夯施工而将现场范围内的地下构筑物和各种地下管线破坏，强夯施工前，应对其位置及标高等进行检查，并采取必要的措施。2000kN•m以下强(重)夯距地下障碍物的水平距离要大于10m，距地面、地上障碍物的水平距离要大于20m。为了最大限度减少扰民，施工尽可能选在白天进行，尽量错开午休和晚间休息时间。
　　(6)对主要作业人员进行安全培训，并对其进行施工技术交底。
　　2.3施工要点
　　（1）粒径控制：填筑材料应采用隧道出渣的泥岩，爆破后的最大粒径应小于压实层厚的1／2，如果超过1/2，就应进行剔除或二次破碎。此外，必须人工破碎个别运到现场的超粒径填料。如人工破碎困难，采用铲车挖机把其清除出路基。距路床顶0．5～2．0m部位，粒径一般要小于30cm。距路床顶2m以下层次粒径一般要小于50cm。
　　(2)夯点位置和夯距：以路基上某一固定桩号的坐标为控制点在整平好的场地标设夯点，并对在边坡位置设置夯击布点的控制桩或采用对线位置布点的坐标进行记录。夯点间距按3m×3m正三角形(梅花形)设置。在强夯大面积施工中．上下2层的夯点应错开设置；为了使深层土体得到加固，第一遍夯击点的间距要大，下一遍夯点往往布置在上一遍夯点的中间，最后一遍则以较低的夯击能量，一夯搭一夯地拍夯，用以确保地表土的均匀性和较高的密实度。距路床0．5～2．0m处布满夯点，且按夯点重合面不小于1／3进行夯处理。
　　（3）强夯应分段进行，顺序从边缘夯向中央。起重机直线行驶，从边向另一边进行，每夯完一遍，用推土机整平场地，放线定位即可接着进行下一遍夯击。强夯法的加固顺序是：先深后浅，即先加固深层土，再加固中层土，最后加固表层土。最后一遍夯完后，再以低能量满夯一遍，有条件时以采用小夯锤夯击为佳。
　　(4)夯击遍数：夯击遍数一般通过每夯坑的夯沉压缩量、土质条件和计算沉降要求来确定。土体压缩层越厚，土的颗粒越细，含水量越高，夯击的遍数越多；当夯击沉降量为计算最终沉降量的80％～90％时，即视为夯击完毕。目前，我国已实施地基处理强夯控制标准。为了更好地确保路基的填筑质量，每夯点的夯击遍数依据最后2击的平均夯沉量不大于3．5cm及最后2击每击夯沉量极值不大于5cm的双控指标控制来确定。
　　结束语
　　强夯法是路基处理的重要方法之一，因其施工简单，费用低，可适用于很多工程，但强夯法也存在着诸如设备移动不方便，检测时间长等缺点。因此必须根据工程的实际情况进行具体分析，并采取有效的措施以确保工程质量。
　　
　　参考文献：
　　【1】于海宝.强夯法处理路基施工技术研究【J】.中华民居：学术刊,2010(11).
　　
　　【2】陈华生.公路软土路基强夯施工工艺及质量控制【J】.科技与生活,2010(14).

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