强夯法在高速公路路基施工技术中的应用研究

2014-08-05贺超楠

黑龙江交通科技 2014年9期

贺超楠

(贵州省交通建设咨询监理有限公司)

0 引言

随着我国城市化进程的推进，城市经济不断地发展，因此高速公路的运输量等都有了大幅度的增加，这就对高速公路建设提出了更高的要求。由于高速公路建设对自然环境条件的依赖性较大，在实际的施工过程中，处理地基需要采用多种方法组合运用，以保证路基的强度。一般采用的方法有强夯法、换填垫层法或者是水泥土搅拌法等等。由于强夯法对于加固有较好的作用，所以被很多施工单位采用。

1 强夯法概述

1.1 强夯法的加固原理

强夯法的加固原理就是通过夯击改善路基的不均匀沉降，简单来说，就是通过外部施加的强而有力的冲击力使得土壤内部发生物理变化，从而使路基的土体密度变高，破坏其结构，从而使得其触变恢复。强夯法对土体的影响来自各个方面，如果在施工过程中对其加以合理的应用，就能取得较好的效果，从而提高高速公路建设工程的整体质量。

1.2 强夯法的优势

首先，强夯法具有很好的加固效果，如果地基的土体密度较大，但是具有可压缩性，那么通过强夯法就可以解决这些问题。首先，使土体均匀沉降，增强其抗振能力;其次，强夯法的适用范围较广，适用于碎石土、砂石土等等，都可以利用强夯法来处理，并且通过回填、现场试验检测其适用性;然后，强夯法施工成本较低，不需要其他的辅助材料，提高高速工程建设工程的经济性。

2 强夯法的施工工艺

2.1 前期准备工作

需要注意的是，在使用强夯法之前，应该对场地进行处理，使其变得平整。在正式施工之前，就需要进行试验，对于已经布置的夯实高度和预测的沉降度进行详细的记录。另外，需要进行实地考察，对于施工现场的土质以及地基条件进行调查，如果发现不符合强夯法施工需求的，一定要立即将相关情况汇报给上级，调整施工方案。这样就可以避免在施工过程中遇到意外情况而停工的情况，从而增加了施工成本。除此之外，在试验过程中，一定要记录好试验数据，为后续施工提供施工依据。

2.2 施工现场布置

在对地基施工之前，需要对现场进行清扫以及加固等，保证夯实操作能够在较为平整的场地进行，对于施工工序以及施工地点进行详细的设置，从而保证施工的连贯性。如果夯实场地的地下水位比较高，且土体是饱和黏土，那么就要先在场地上洒砂石，其厚度大致为0.2 m，这样可以减少负压力的产生，也有利于夯锤的操作。

2.3 操作注意事项

第一，要整理施工现场，特别是夯击区域，并且要根据前期的测量结果对土体夯击作详细的规划，照准夯击的位置，并且要对相关的机械设备，例如起重机等进行合理利用，在使用机械设备时，需要采用操作娴熟、具有丰富工作经验的操作手，且要注意对设备的安全管理，避免对现场施工人员造成安全威胁;第二，要对夯锤的标高进行测量，从而将夯击次数控制在一定的范围内，以完成夯击的任务，在首次夯击完成之后，要推平土壤，然后再对夯实路基的高度以及标高进行准确定位，一旦出现积水，那么就要采取有效的排水措施将现场的积水排除干净，再进行夯击;第三，在初次夯击结束之后，要隔一段时间再进行二次夯击，这样能够保证前次夯击达到施工目标，也方便对其进行检查。

3 强夯法在高度公路路基施工技术中的应用

3.1 工程实例

某高速公路工程是当地的重点在建项目，它的修建保证了该城市的经济发展，也能够促进该县高速公路设计规划的实现。在该工程中，有三段新积黄土地，设计要求强夯施工。与此同时，设计要求经强夯法加固原地面，使原地面地基承载力达到相关要求，再开始路基填筑，通过这种手段保证路基施工的质量。

3.2 具体应用

首先，施工队伍对高速公路施工现场以及周边环境的地质条件进行勘察，了解土质以及土体的类型，从而确定路基加固的深度。在实际施工过程中，适当地调高了加固深度。因为在单独夯实土体时，土体由于侧向的约束力比较小，而垂直重力会导致土体向外溢出，所以在采用全夯的时候，要在已经被夯实的基础之上进行加固，从而保证土体的牢固，不会四处乱飞。该工程施工队伍根据单点夯实之后土体的沉量以及周围地表的隆起情况确定后续的施工任务，如图1。

图1 该工程测的单次夯击土体沉量以及周围地表隆起情况

其次，应该根据高速公路施工现场的土体以及具体的地质条件选择合适的间距、夯点位置，在实际施工过程中，该工程将强夯第一遍夯击点的间距取为夯锤直径的2.5～3.4倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点的中间，后续的夯击点间距逐渐减小。采用等腰三角形、等边三角形和正方形的布局方式，使得每一遍的夯实都能够起到有效作用。

其次，对于高速公路的路基施工来说，夯击的次数一般在8 次左右，但其详细次数也要根据土体的具体情况进行调整。例如，如果土体是粗砂砾，那么就要适当地减少夯击次数，对于淤泥或者是细颗粒土体而言，那么就要适当地增加次数。但是每次夯击结束之后，都要确认其达到了夯击要求。在保证前期施工质量之后，再进行后续施工。大多数高速公路工程，在夯击三次之后，其土体的体积就会发生明显的变化，且地基的承载力就会有所增长，但需要注意的是，土体体积的变化和承载力的提高，并不是遵照夯击能的算术级数规律增加的。另外，由于黏土之间会有渗水性交叉，每次夯击之间都要间隔一段时间，大致为28 d 左右。

然后，在使用强夯法时，需要注意土壤的湿陷性，如果土体是湿陷性黄土，土体的重力会使得土体本身产生变形。夯点附近的土体可以被看做是夯实的桩体，并且可以将桩体的面积看作是与夯锤的底面积相同的，所以，应该在面对不同土体的时候要采用不同承载力值域范围。

经过强夯法施工，该高速公路地基的承载力以及压实度都有了明显的提高，施工单位也对路基进行了质量检测，其检测结果如表1 所示。由此可见，强夯法的合理施工在高速公路路基施工中取得了较好的施工效果。