強夯法在高速公路路基施工中的應用

王 軍

（邯鄲市交通運輸局公路工程一處，河北 邯鄲056002）

0 引言

某高速公路全長186.45km，該公路地層為黃土狀，屬中濕陷性黃土。黃土具有濕陷性問題，施工前應對該土層進行處理，以減小公路的工后沉降。

本工程主要采取強夯法，針對的目標為河谷高階地上且填土高度大于4m 路段的地基。該高速公路中的某段，長達1 990m 路段的土層都為濕陷性黃土，黃土總體積為103 987m3，設計需要采用強夯法對其進行處理以提高路基承載力。強夯法施工主要內容如表1所示。

表1 強夯法施工布置

1 強夯法施工工藝

1.1 強夯施工機具

強夯法施工過程中，需要用到的機具有以下幾種。

1.1.1 起重機械

施工中，首先需要根據工程量和施工強度選擇起重機械型號，主要考慮的參數為起重機械的夯錘和起重高度。通常情況下，起重力應大于夯錘質量的3～4倍，而起重的高度應控制在10～25m。根據本工程的實際情況，決定采用的起重機械為W501履帶式吊車（150～250kN），并搭配自動脫鉤裝置釋重，這種吊車具有穩定性好、施工方便的特征。

1.1.2 夯錘

夯錘的主要形式有鑄錘和鑄鋼臺形錘。需要使用較大的夯能時，最宜采用鋼錘，其平面形式為圓形，應根據具體情況確定面積大小。通常情況下，濕陷性黃土的夯錘面積應為4～6m2，錘底的凈壓力應為30～35kPa。為了減小起吊時的吸附力和落錘時氣墊的阻力，在夯錘的底部應布置4個氣孔，對稱分布于左右兩邊，同時氣孔上下貫通，一般而言，氣孔直徑為150～200mm，這樣可以減少能量的損失。

1.1.3 錨系設備

強夯法中的錨系設備主要為門架。門架由橫梁和兩個支腿組成，支腿采用格構式形式，橫梁通過中心鉸與吊桿連接在一起。

1.1.4 其他設備

強夯施工還需要推土機、電焊機、試驗儀器等設備。

1.2 施工準備

（1）在進行強夯法施工之前，應對施工現場進行清理，清除路基表土、種植土以及腐殖土，同時應連根挖除路面上的樹根，清理的土層厚度應符合設計要求，通常情況下，不得小于30cm。

（2）在進行強夯法施工之前，應對地基土進行各種土工試驗。如果遇到不均勻土層情況時，應增加鉆孔數量，對土層進行更多的土工試驗，以確切掌握土層的試驗參數。根據地形的具體情況，每隔一段就應采取一處進行土樣分析，通常情況下，間隔距離為50～100m，通過土工試驗掌握土層的最佳含水量和最大干密度，這兩個參數是進行強夯施工的主要依據。當路基土受到雨水的潤濕而出現濕軟時，應清除路基表面濕軟的土體，這樣才能確保強夯的施工效果。

（3）在進行強夯法施工之前，應對施工現場一定范圍內的情況進行勘察，充分了解施工現場地形構建物和地下管線的具體位置、大小等，并采取措施對它們進行保護，防止施工中對其造成不必要的損壞。根據規范規定，當采用的強夯能量為2 000kN·m以下時，其距離地下障礙物的水平距離不得少于10m。

1.3 強夯施工

1.3.1 平整場地

在進行正式強夯施工之前，應先采用推土機對施工場地進行平整，至少進行2 遍以上的預壓。同時，對機械設備的行車道路進行修筑，道路的寬度、平曲面以及凈空高度都應符合規范要求，并保證路面具有足夠的強度，確保機械設備能夠順利地進入施工現場。施工現場周圍應做好排水溝，排水溝的修建應符合規范要求。

1.3.2 夯點和夯距布置

在進行強夯施工時，首先應確定夯點位置和夯距。在進行夯點布置時，應選定好控制點，控制點應為路基上某一固定樁號的坐標。選定控制點的同時在該處標設夯點，并對在邊坡位置設置夯擊布點的控制樁或采用對線位置布點的坐標進行記錄。夯點間的間距應符合要求，通常情況下可以采用正三角形的形式進行布置。當強夯的對象為大面積土層時，上、下兩層的夯點之間應采用錯開的方式進行布置。為保證強夯效果能夠達到土的深層，在進行第一遍強夯時，可以采用較大的夯距，則在進行下一遍的強夯時，夯點的位置為上一遍夯點的中間；當進行到最后一遍的強夯施工時，應采用較低的夯擊能量，連續進行拍夯，這樣可以有效提高土層的均勻性和密實度。夯點布置如圖1所示。在布置夯點時，應在距路床0.5～2m處加大夯點的密度。

1.3.3 虛鋪厚度設定

根據與路床之間距離的不同，采用不同的虛鋪厚度。根據規定，當與路床頂的距離為2m 以下時，虛鋪厚度不得超過1.5m；當距離為0.5～2m時，虛鋪厚度不得超過1m。虛鋪厚度計算的起點為夯底部的高程。

圖1 夯點布置圖（單位：mm）

1.3.4 粒徑控制

路基的填筑材料取自隧道工程的泥巖，采用爆破的方式進行材料的采集。根據規范規定，填筑材料的最大粒徑不得超過壓實層厚的50%，當出現不符合規范要求的粒徑時，應對材料進行篩除，或者對其進行二次破碎。如果施工現場存在超粒徑填料時，應人工進行二次破碎。根據規定，與路床頂的距離為2m 以下時，其填料的粒徑不得超過50cm；而距離為0.5～2m 時，則粒徑不得超過30cm。

1.3.5 選定強夯順序

強夯施工應采用分段進行的方式，通常應從邊緣向中央逐級進行強夯。起重機的行車路線應為直線，每完成一次強夯，應采用推土機對場地進行平整，接著完成放線定位，之后即可進行下一遍的強夯施工。在進行強夯加固時，應先對深層土進行加固，再進行中層土的強夯，最后才是表層土的強夯。在進行最后一遍的強夯施工時，應采用較低的能量進行夯擊。

1.3.6 確定夯擊遍數

確定夯擊遍數時，應考慮夯沉壓縮量、土質以及沉降要求等。綜合考慮以上因素，最終確定合適的夯擊遍數。通常情況下，土顆粒越細，含水量越大、壓縮層越厚，夯擊的遍數就越多。當夯擊到土層的沉降量達到最終沉降量的80%～90%時，即可認為夯擊結束。

2 施工注意事項

（1）在強夯施工中，如果遇到雨水天氣，應對夯坑進行遮蓋，并采取措施清除表面積水。

（2）當地下水的埋深小于2m 時，應注意采取措施防止地下水進入夯坑內，鋪設墊層或進行降水。

（3）強夯施工時，要嚴格控制夯點、夯距以及夯擊次數。

（4）在強夯施工中，往往會造成施工現場較大的灰塵和飛石的問題，應按時適當的灑水，防止出現塵土飛揚的問題。同時，在吊車的玻璃上應增設一面防護網，對駕駛人員進行保護。

3 結語

本文針對填土高度大于4m 的路基，通過對該路段濕陷性黃土的工程實施效果表明，該路段采用強夯法處理可以有效地提高路基承載力。同時，文中系統地介紹了強夯施工法的成功應用，針對強夯施工環節，提出施工中應當注意的事項，為同類工程提供了參考借鑒。

[1] 張華.強夯法在路床挖方路基處理中的應用研究[J].山西建筑，2013（4）：30-31.

[2] 熊亞力. 平定高速公路路基強夯施工工藝[J]. 北方交通，2011（8）5-8.

[3] 江曉華，汪海龍，仲明. 路基的強夯施工法在白龍港污水廠污泥填埋場的應用[J]. 上海水務，2005（1）：14-16.