強夯技術在公路路基拓寬施工中的應用

【摘 要】 筆者根據實例介紹強夯技術在路基拓寬施工的應用，通過強夯技術的應用有效地解決了新、老路基結合不緊而導致路基容易出現滑移面和不均勻沉降的現象，有效地保證了路基質量，消除了路基病害的發生，取得了良好的效果。

【關鍵詞】 道路工程；路基；拓寬施工；強夯技術；應用

1、前言

某一級公路屬320國道的一段，路線東起樟樹市，路線全長129.5km，該項目為二級公路拓寬改造施工項目，其中沿老線路進行拓寬的路段長約105.8km，2008年7月開工建設，2009年2月建成通車，總工期8個月。老線路段主要沿原路基兩邊加寬，由于在老路基和新填路基面之間會接合不緊，容易產生滑移面和透水通道，如不補強處理就易產生滑移、沉降等工程質量隱患。我們通過對多種補壓方案的比較，并就施工方法、成本、進度和補壓效果等指標的對比分析，確定采用強夯補壓是最理想的方法，本文通過實例介紹強夯作用原理、技術參數和施工方法，為今后類似項目強夯技術的應用提供借鑒。

2、強夯施工技術方案

為有效地消除新、老路基結合部位滑移和不均勻沉降的質量隱患，達到路基加固處理的目地，根據對施工方法、成本、進度和補壓效果的對比分析，全線新老路基結合部位補壓采用強夯方式。

2.1 強夯法作用原理

強夯法是指將重錘（一般錘重10t～40t）提到高處使其自由落下夯擊土基，利用其動能作用于土基，從而使土基的強度提高，壓縮性得到降低的方法（如圖1所示），使軟土路基密實并達到基本穩定。

2.2 強夯法施工技術參數

我們選擇了具有代表性的K883+300～+600作為試驗段，該路段填土高度2～5m。根據強夯經驗（公式P=W×h；落距h=6.6m，錘重W=15t）以單擊夯擊能H為1000kN·m為判定強夯效果并確定夯擊參數，通過對強夯后密實度、沉降量與經濟等指標的比較，確定了強夯設備和施工工藝的主要參數：

⑴按單排相隔布置夯擊點，在路基施工至下路床（距路基頂面30cm），對新老路基結合部位按圖2所示對交接面進行強夯施工，強夯后再進行上路床的施工；

⑵落距h=6.6m，錘重W=15t，點夯擊能1000kN·m。根據強夯有效加固深度公式計算得到有效加固深度為3.5m，符合加固深度要求；

式中：H為有效加固深度m；本項目按錘重W=15t，落距h=6.6m，錘底面積A=4.9m2，土體的干容重量rd=1.75t/m3，土體含水量ω=5%取值計算；

⑶點夯擊間距定為3.0～5.0m，點夯4～5擊，點夯后再進行滿夯，滿夯1～2擊，夯印搭接為錘底面積的1/4，且連續進行；

⑷采用帶摩擦離合器的撫順產的履帶式起重機，其優點為起重機重心低、穩定性好、不易壞、行走方便，起重能力大于30t；

⑸采用起重機自帶動滑輪脫鉤裝置來起落夯錘，拉繩端固定在鎖柄上，另一端穿過轉向滑輪固定在懸臂桿底部橫軸上，當夯錘起吊到要求高度，開鉤拉繩隨即拉開鎖柄，脫鉤裝置自動開啟夯錘脫鉤下落，這樣既可以控制每次夯擊落距一致，又使用靈活方便，安全可靠；

⑹起重高度選用5～15m，以方便根據不同需要調整夯錘落距；

⑺選用圓形帶氣孔的夯錘，以使夯錘氣孔應保持通暢，錘直徑2.5m；

⑻強夯位置：對填土高度大于2m小于8m新老路基結合部位沿直線方向強夯（如圖2所示），特殊路段或填土高度大于8m的則采用全幅夯擊；

⑼施工機械配置：每個強夯施工作業面設備與檢驗儀器配備數量根據具體施工進度來配置；

⑽強夯前后壓實度、沉降觀測成果顯示均符合要求，強夯前后動力觸探觀測成果也符合要求，通過成果表可以看出，經過強夯的路基密實度、穩定性等指標有較大的提高。

2.3 強夯法施工

2.3.1 施工準備

⑴熟悉施工圖紙，定位放線；

⑵根據路基土質、含水量、夯擊處理有效加固深度、壓實度等指標通過試驗來確定強夯參數；

⑶根據作業量或路線分布情況，合理確定作業隊伍數量，并做好作業隊伍操作人員、設備維護人員的技術交底和材料、易損配件的安排。

2.3.2 施工方法

⑴強夯施工采用履帶吊車配以支架、自動脫鉤器、特別滑輪組吊鉤和圓臺形鑄鋼錘組成一套強夯機組，按設計要求對處理區的夯點、每點擊數等按確定的技術方案要求進行有序的夯擊作業施工；

⑵每臺強夯機組，需配備強夯施工作業操作工人2～3名及1名測量記錄員，在夯擊施工時，觀測每個夯點的每擊夯沉量，在布置圖和強夯施工記錄上如實做好觀測記錄，并嚴格控制好最后兩點擊的平均夯沉量必須滿足要求作為關鍵控制指標；

⑶強夯點夯施工，采用行夯擊法進行夯擊作業，夯點打完，采用推土機推土填坑平整場地，再打兩遍滿夯即可；

⑷強夯的施工步驟為：①清理并平整施工場地；

②畫線標出強夯位置，并測量場地標高；

③強夯機就位，使夯錘對準夯點位置；

④將夯錘起吊到預定高度，待夯錘脫鉤自由下落后夯擊，放下吊鉤（如發現坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時用土將坑底找平）；

⑤重復步驟④，按規定的夯擊數及控制指標，完成一個夯點夯擊；

⑥重復步驟③～⑤，完成全部夯點的夯擊，并測量夯后場地高程，計算夯降量；

⑦用推土機將夯坑填平，并測量場地高程；

⑧最后按規定的夯擊數及控制指標用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程；

⑨整理填寫強夯施工測量記錄，以備交工驗收使用。

2.3.3 施工要點

⑴根據現場試夯的結果，確定強夯施工的各項參數；

⑵強夯作業前應查明強夯范圍內的地下構筑物和各種地下管線的位置及標高，采取必要的防護措施，以免因強夯施工而造成損壞；

⑶起重機行走和夯擊時，夯錘與起重設備之間的最有利位置是：“順向走車，橫向夯擊，上坡錘前，下坡錘后”；

順向走車：即起重設備吊錘行走時，錘在行走路線的中心線上。橫向夯擊：即夯擊時，起重臂軸線與履帶板中心線垂直。橫向夯擊避免了因多次起吊，前履帶板因圓弧面陷進土中，改變了臂桿角度造成起吊困難的問題；上坡錘前：即起重設備上坡行走時，夯錘在行走方向的前邊；下坡錘后：即起重設備下坡行走時，夯錘在行走方向的后邊。

⑷夯擊時應按試驗和設計確定的強夯參數進行，落錘應保持平穩、夯位應準確；

⑸夯擊坑內積水應及時排除，坑底上含水量過大時，可鋪砂石后再進行夯擊。

2.3.4 強夯法施工進度

按上述施工技術方案和規定要求作業，經統計每套設備1臺班施工沿路長約400m，施工中應根據路基施工進度的需要合理安排施工順序，盡量減少大型設備的調遣次數。

2.3.5 強夯法施工驗收

做好施工過程中的監測和記錄工作，包括檢查夯錘重、落距、夯坑位置和每個夯點的夯擊次數和每擊和夯沉量等作為質量控制的根據，強夯地基處理檢驗實測項目應符合施工規范要求。

3、結束語

強夯施工技術已越來越廣泛地應用于公路工程施工，經過對路基強夯可以有效地消除新老路基結合部位容易產生的滑移、下沉的病害發生。通過本次的公路強夯施工過程的經驗總結與項目一年多來運營情況來看，筆者認為：

（1）采取強夯補壓法，既有施工見效快、施工方便、造價低等特點，又可以在短時間迅速完成路基工后沉降，同時對新老路基結合部位無法碾壓的死角進行了補強，從而保證了新填路基的穩定。如今后公路建設出現碎石土、砂土、粉土和素填土需補強時，采取強夯是非常有效的處理方法。由于強夯機械設備笨重，調遣搬運困難，對于道路運輸條件差的山區公路項目的應用受到了一定的限制，在采用強夯方案前應根據項目的實地情況考慮設備搬運問題；

（2）通過運行三年多以來的現場調查情況與總結，強夯對路基作用是非常明顯的，有效地減少了路基不均勻沉降與路基開裂的現象發生，證明強夯技術方案應用于公路路基拓寬改造是成功、有效的。

（3）由于施工的加寬部分為慢車道，基本上不通行車輛，單排相隔布置夯擊點具有經濟實用的特點，如在高速公路改造或加寬部分為行車道時，則建議采用全幅夯擊，以確保路基行車的需要；

（4）通過試夯施工的總結，強夯夯擊能不易設定過大，過大的擊能反而擾動落錘周圍已填筑壓實的土方，夯擊能應根據土質、含水量、夯擊處理有效加固深度、壓實度等指標通過試驗來確定；

（5）通過本項目利用強夯技術處理臺背回填不密實的問題及處理后運行情況的總結，我們認為采用強夯法對構造物臺背地基進行處理是一種治理臺背跳車病害的有效方法，能夠減少甚至消除跳車現象；

參考文獻

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