高填高陡高液限路基工程中强夯施工技术的应用

贾 鹏

(四川路桥盛通建筑工程有限公司，四川 成都 610041)

0 前 言

随着经济的大力发展，促进了交通运输业的发展。目前我国的高速公路已经覆盖到山区区域，这就直接导致了高填高陡路基的施工已经成为常态化。然而对于碰到的高液限土这种特别的岩土时，首先应当对土质加以检测，依据检测结果，科学地做出改良填充亦或直接填充的抉择，亦或进行弃方处置。尽管大多数的高液限土能够直接填充，然而和良性土壤比较，路基在压实作业时，具有较为显著的离散性，为此作业质量无法得到保障，在进行压实后，大多会产生弹簧、起皮等问题。对于高填高陡路基，伴随填筑厚度的增大，后续下沉幅度也会增大，影响着路基的强度及稳定性，应再次对其压实。

强夯施工工艺，操作简便、投资少、所需时间短，效果佳。对土壤难以压实和很难解决施工质量以及高填高陡路基的后期沉降问题，都能有效地进行解决。强夯施工技术目前主要应用于一般的土体，对于高液限土的加固效果的研究上较少。本文结合强夯法补强压实路基的原理，总结强夯施工技术的施工工艺，在高填高陡高液限路基工程中进行应用，并对其施工效果进行检验，促进其得到大力的应用。

1 高液限土的特点

该土主要是岩石通过风吹雨淋老化之后产生的坡残积土，分布范围广泛，有很高密度，具有独特的特性。

首先，含水量及渗透系数低。高液限土的含水率高于20%，渗透系数较低。对于这样的含水率较高的土体，其工程特性比较差，渗透系数较低，表明了在对土体进行处理上，难度较大。如果按照含水量来进行碾压施工，南部省份的潮湿气候无法确保施工顺利进行，即使在碾压之后，空气率也处于较高水平。加之高液限土水分保持性能比较强，在旱季进行施工时，极易因为失水而出现干裂的现象，在压实后也容易导致起皮干裂等现象，而在雨季进行施工，会降低其承载能力，导致稳定性差。其次，液限与塑性指数较高。高液限土的液限应当在50%以上，而塑性指数应当在26%以上，细颗粒的含量较高，保障土体在较大的含水量情况下，仍旧可以保持良好的可塑性，因此，力学性能较差。再次，细颗粒含量较高，具有一定的微膨胀性，强度低、水稳定性差。高液限土的细颗粒含量较高，因此水性矿物成分也较高，如果水分进入到水性矿物中，导致颗粒之间的距离加大，因此，致使土体出现微膨胀的现象，矿物质有大量的负电荷，为此亲水性能显著，致使土粒与水膜都比较厚，再加上降雨的影响，致使承载比下降、水稳定性变差、承载能力较小。第四，强夯的作用。当高液限土的承载比实验值≥3%，细颗粒的含量<90%，液限在50%～60%时，是可以进行直接填筑的。为了保障填筑后的施工质量，减少空气率和沉降现象，在高填高陡路段可采用强夯法，对路基进行补强压实。

2 强夯施工技术的原理

2.1 强夯技术

强夯夯实路基的原理，主要是采用履带式的起重机，将一定重量的夯锤提高至一定的高度后，自由落下，对土体造成一定的冲击作用，进而产生很大的冲击能量，减少土体颗粒之间存在的阻力，有效地改变土体的内部结构及性能。在具体的施工过程中，根据土体的不同性质，强夯施工技术的原理主要包括动力挤密作用、动力固结作用及动力置换作用。

高液限土在进行压实的过程中，为了保障土体颗粒可以更加的紧密，提高单位体积内的颗粒含量，用固体颗粒的含量来代替单位体积内的原有液体及气体，减少孔隙，降低空气率。因此，普通的压实方式，很难将高液限土中存在的气体及孔隙水进行有效地排出，碾轧之后，高液限土体之间的颗粒还会重新与孔隙水结合在一起，进而导致出现高液限土体难以压实或者有压实不均的现象。而强夯施工及时通过强夯产生的巨大的冲击力，可以使高液限土体的颗粒之间存在气体及孔隙水快速地进行排出，迅速地改变高液限土体的内部结构及土体中固体、液体和气体的结构比例，促进土体更加的密实固结，不断地提高土体的强度。强夯施工技术在高液限土中主要为动力固结作用。

2.2 强夯参数的选择

强夯法单击夯击能，应根据现场试夯或者经验来确定。一般强夯加固的有效深度保持在7 m左右。根据路基的设计规范要求，单击能力在2 000～4 000 kN·m，对于夯击次数，应根据现场的实验进行确定，同时，为了保障加固的效果更加的均匀，夯点的布置上可以采用正方形，间距保持在5 m左右。

2.3 强夯器具的选择

起重机可以选择履带式起重机，并且携带自动脱钩装置，主臂的长度在19～25 m，功率在140万，整机的重量在48 t左右。夯锤需要选择弹性模量高的圆柱形钢质的夯锤，夯锤的直径为2 m，重量在22 t左右。夯锤的底部均匀的设置了与顶面贯通的排气孔，排气孔的直径为15 cm，用以保证夯锤在落锤后能够被顺利的提起，如图1所示。

图1 强夯施工现场

2.4 强夯施工技术的施工要点

首先，单击夯击在选择时，应当防止太大而导致填充的路基产生横向亦或纵向的问题，从而导致路基总体的强度减弱。若在试夯期间，已产生了横向的位置移动问题，应当增强监控，另外第一时间降低夯击力度，且对此进行具体的记录。对试夯的地区，应当选取与主要结构物距离较远的地区，避免夯击对其产生不良影响，损坏架构物。经过试夯，梳理架构物的振动和形状改变程度，且依据归纳的状况，留出恰当的夯击距离。其次，按照点夯的布置图2，对夯点中心加以标注，且依照次序逐一夯击，且进行详细记录。将路基的中心线当作核心，各自向两端加以强夯，不能够从四边向中间位置强夯。在点夯完毕之后，应当马上对夯坑加以回填，之后实施普通夯击，经过两次普夯后，才能采用压路机进行碾轧，保持路基平整。

图2 夯点的布置

3 强夯加固效果

首先，为了检验强夯的成效，应当在高填高陡高液限路基的强夯地点，每间隔40 m设立3个监测点，以便监控强夯作业期间，最末两次的夯击沉降量，如果检测到高液限土被挤压的密实，路基的加固效果良好，便可以证明强夯方案的可行性。如果强夯施工最后两次的夯击下降量不超过50 mm。就证明了高液限土夯击能够达到饱和的状态，路基的可压缩性较小，路基整体的稳定性非常好。其次，为了能对强夯后的实际成效进行科学的评判，应当对强夯作业以后的高填高陡高液限路基每隔百米进行抽样检查，对其密实度进行检测。强夯施工完成后，路基的压实度，如果达到了94%以上，证明可以满足高填高陡高液限路基的要求，强夯施工技术可以更进一步的提高路基的压实度。再次，对于强夯加固路基的方式，能否达到预期的效果。在强夯的过程需要对参数进行反复的调整进行试夯，当试夯满足设计要求后，才能进行大面积的应用，通过不同的实践经验，对高填高陡高液限路基工程中运用强夯技术的施工参数。由于强夯施工技术在特殊岩土中运用的较少，需要进一步加强对强夯技术参数及土体特性的研究，不断地改良方法，提高路基的加固效果。

4 结束语

本文对强夯施工技术的原理及过程进行分析，在结合高液限土的特性，将强夯技术运用到高填高陡高液限路基的补强压实，并根据实际情况确定强夯的施工参数，对强夯前后的沉降量及压实度进行对比，选择更为合理施工参数，合理设置夯击的夯击能、单击次数、遍数及夯击点布置，促进高液限土土体的压缩，提高路基的加固效果及压实度。强夯施工技术运用到高填高陡高液限路基的施工中，在加速施工及其固结沉降、改善土体的性质方面，有十分明显的成效。高填高陡路基填土较高时，会对土体的应力造成一定的影响。在旱季进行填土，沉降需要的时间较长，强夯施工技术能加速土体的固结沉降，从而降低后期下沉幅度，确保路基压实成效，从而提升土体紧密水平。

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