湯銘杰
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公路工程作為人們日常生活與生產必要的通道,在推動經濟發展中起著非常重要的作用。但是,隨著我國交通事業的不斷發展,不少公路無法滿足日益增長的交通流量需求,必須進行拓寬施工,新舊路基結合處的壓實處理質量直接決定了公路改擴建整體效果。根據相關工程實踐調查可知,強夯技術的應用可有效增強路基的抗變形能力和承載能力,對保證公路路基拓寬施工的質量起著非常重要的作用,加強此技術分析具有重要的現實意義。
強夯法全稱為動力固結法,其是地基打夯作業時常用的方法,根據目前我國公路路基施工情況調查可知,強夯方法被廣泛應用于公路路基拓寬施工作業中。強夯法施工過程中,重錘自由落體運用時,會產生較大沖擊作用,極度壓縮空隙,再加上土層底部地下水壓力的作用,從而造成局部作業土體液化,并且在落夯點周圍40m范疇內會造成裂隙,同時地下水與地表壓強的不同會產生孔隙水(氣),作用于土體上使之凝結,達到土體強度與壓縮性指標滿足作業指標的需求。
強夯法拓寬路基施工通常需要以下幾種設備:夯錘、平底錘、起重機、自由落錘裝置以及其它輔助設備,如:推土機、壓路機、裝載機、龍門架等。公路路基拓寬施工中強夯技術程序如下:①平整場地,測量場地高程;②第一遍夯點布置;③吊機就位,夯錘對準夯擊點中心,按設計要求夯擊,用水準儀檢測夯沉量,每夯一擊均要測量;④每一遍夯完后,以推土機推平,對場地高程進行測量,計算夯沉量;⑤第二遍夯點布置,要求點位與第一遍夯點錯開,重復③、④步驟;⑥最后滿夯一遍,完成夯擊后以推土機推平,測量場地高程,對總夯沉量進行計算并記錄。
(1)試夯:在施工前,應根據已確定的強夯參數,對現場有代表性的場地進行試夯。通過測試,與夯前測試數據進行初步比較,檢驗強夯效果,從而便于最后確定要采用的各項強夯參數。
(2)場地平整。提前預測強夯后將會產生的平均地面變形情況,以此確定夯前地面高程,之后以推土機平整,認真檢查強夯場地范圍內的各種地下管線的位置及標高和地下構筑物等。
(3)施工監測。在進行強夯施工過程中,除了嚴格按照施工步驟之外,還需要專人負責施工中的監測工作。
本文僅以某公路路基拓寬改造項目為例,具體分析公路路基拓寬施工中強夯技術的應用情況。該公路路基拓寬改造項目為一條二級公路,此路段要求沿著原公路路基向兩側拓寬,拓寬路段長度約為112.7km,總工程期為六個月。由于形成透水通道和滑移面的幾率較大,且新舊路基間接合的穩定性較低。因此,拓寬路段必須做補強處理,否則,其極有可能出現路基滑移、沉降等相關質量問題。
通過工程地質、施工條件以及質量、安全、經濟性方面的比較分析,本工程最終選擇了強夯補壓法。通過實踐表明,強夯補壓技術既有利于控制接合面沉降或滑移等問題,又能夠提高新舊路基基面接合力。
強夯技術的應用,主要是通過重錘自由下落實現對公路路基與土層的快速打夯,根據相關實踐可知,夯錘重量宜為10~30t,至高點的高空沖距為40m,完成高度為10~20m。本工程通過試驗段夯擊施工,進一步確定相關施工技術參數,此試驗段填土高度約2~5m,采用強夯法經驗計算函數式,對此次強夯效果進行判定,從而得出密實度、土基沉降量等參數,通過比較分析后,最終得出此次強夯施工設備和施工工藝的技術參數。本試驗段夯擊點布設為單排相隔,施工順序如下:新舊路基結合部交接面→路基上路床。
強夯有效加固深度計算函數式如下:

在上述方程式中,W-重錘的自重,取15T;h-落距,取6.6m;A-重錘的底面積,取4.9m2;rd-土體干容重量,取1.75T/m3;w-土體的含水量,取5%。
計算過程如下:

通過上述各夯實法施工技術參數,從而算得有效加固深度約為3.5m。
根據試驗分析,本工程夯擊施工技術參數如下:滿夯1~2擊;夯印搭接面積取1/4重錘底面積;點夯擊間距取3~5m;點夯數目取4擊到5擊;對于填土高度為2~8m的新舊路基接合部位,其強夯作業需順著直線方向推進;對于填土高度超過8m的部位或某些特殊路段,其夯擊方式應為全幅夯擊。
本工程路基拓寬夯擊施工流程如圖1所示。

圖1 強夯施工順序
(1)在進行試夯施工時,要求試夯區完成平整作業,本工程試夯區的面積約500m2,區夯點布置為梅花狀。試夯作業旨在檢驗夯擊設備的性能和夯擊能情況,并為強夯施工工藝的確定提供有效的數據支撐。
(2)當工程強夯施工范圍內的地下構筑物分布情況和地下管線(標高和位置)被檢查清楚后,才能開始強夯作業。為防止既有設施因強夯施工受到損壞,必須對某些特殊設施做防護處理。
(3)起重機作業都應當遵循以下要求,起重設備與夯錘間的布設應做到“下坡錘后、上坡錘前、橫向夯擊、順向走車”。
(4)夯擊施工前,夯坑內或場地積水應及時排除,若是夯擊坑底部含水量太高,則應該先鋪砂石后夯擊作業。
本文通過以上對公路路基拓寬施工中強夯技術的工作流程、施工參數,還有夯實技術在實際中的應用情況分析,明確了夯擊施工實施中的各項注意要點,在實際工程實踐中,必須規范開展相關作業,通過科學的夯擊作業切實保證公路改擴建路基質量滿足要求,為后續工程作業的開展奠定良好的基礎,促進我國公路事業的持續穩定發展。
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