强夯法在高速公路路基施工中的应用庞博

强夯法在高速公路路基施工中的应用庞博

庞博

中铁建昆仑资产管理有限公司100042

摘要：通过某高速公路软弱地基处理为背景，展开强夯法在软弱地基中的加固处理应用研究，对本工程的强夯施工参数进行设计，并制定了相应的施工工艺流程，为现场强夯施工提供相应的依据。同时对施工过程中可能出现的问题做出了相应的预测并提出相应的解决措施。强夯结束后一定时间内采用标准贯入试验2种手段对强夯处理效果进行检验。

关键词：软弱地基;强夯法;标准贯入试验

近几年来，随着我国交通区域突飞猛进的发展，高速公路的质量问题越来越受到人们的重视和关注，通过观察我们可以发现，高速公路的地基填筑有一个共同点，那就是普遍都比较高，地基要承受比普通公路更大的来自于车辆的压力，所以，公路的地基是否稳定，强度如何，一直是人们关注的重点。本文结合某高速公路某个项目区不良地质现象主要为沙埋、风蚀、崩塌、滑坡、人工洞穴、湿陷性黄土等属于软弱地质。本文重点对软弱地基路段进行分析，因此选取K50+470～+575高填方路段软弱地基进行研究。

1强夯参数的确定

1.1机械设备的确定

在本工程中釆用履带式起重机，配铁质重锤。在本工程中，其夯锤的重量与其夯锤的底面积以保证施工质量为前提进行设计。其中夯锤的底面是圆形，使用20t的夯锤，直径为2.5m。配合单击夯击方式进行。其中，遇到粘性土，砂质土与碎石土时，所使用到的夯锤底面面积为3～6m2。为了确保工程的质量，遇到游泥与游泥质砂地质情况时，夯锤的底面面积需要在6m2以上。为了保证夯击过程中的施工进度，在夯锤中设计对称性的气孔。气孔上下连通，提高施工效率。

1.2夯击能量的确定

夯锤的加固在于其夯击过程中产生的夯击能力。夯击的能量直接决定了工程的加固深度。此次工程施工中，夯击能的大小采用工程类比法确定，选用2000kN•m的单点夯击能，满夯夯能选用1000kN•m。

1.3夯锤落距确定

综上所述，第一、第二遍夯击时落距为10m，第三遍即满夯落距为5m。

1.4夯击遍数、次数的确定

此次工程设计夯击3。遍，第一遍以2000kN•m的单点夯击能间隔1点跳夯，第二遍以2000kN•m的单点夯击能补第一遍空隙，点夯施工结束后，满夯以低能量为标准，使用1000kN•m进行夯击，以保证锤印彼此搭接，满足工程施工要求。

夯击次数要根据现场试夯，以最后两击平均夯沉量不大于5mm为标准，一个点夯击8次，为保质保量，安排专人记录夯击次数，并安排了检查和监督人员，重点控制好强夯的施工。

1.5夯击遍数间隔时间确定

对于夯击来说，每一遍的夯击间隔是以施工当地的土质条件为标准的。一般来说，夯击间隔时间由土中的超静孔隙水压力决定，如果其水压力消散时间快，那么施工间隔就短。由此可知，如果土体的超静孔隙水压力消散时间长，那么施工时就会出现连续夯击所产生的夯坑隆起。此时应马上停止夯击，留出足够的时间让土体自然消散超静孔隙压力。当土体水压力达到施工要求后，还要再夯击一次，如果再次夯击过程中还出现隆起，就必须再等，直到土体达到强夯的施工质量要求。按工程实际来说，黄土的夯击间隔时间一般都要7天，而點性土地基需要3～4周才能完全消散其土体中的超静孔隙水压力。为了保证施工质量，要详细记录下夯击的次数和间隔时间，以此来安排施工，避免耽误工期进度，保证夯击的连续性和节奏。

1.6强夯顺序

强夯由于施工的要求不同，需要分段操作。在强夯时，施工要先从边缘到中央，起重机必须保持直线行驶的路径。为保证分段准确，直线精准，先要进行放线定位，定下各个夯击点后再进行强夯操作。完成第一遍强夯后，推土机需要把夯击过的土体平整好，再使用压路机反复碾压两次。在此基础上再来定下夯击点，以及进行水准测量等操作。第二遍强夯开始前，要保证在第一遍夯击点中间进行补点夯击。之后各次夯击都要根据这一原则进行补点夯击，这样的施工有利于夯击锤印的搭接，也能保证施工场地的表面平整度。为保证质量，施工时可能还需要进行强夯加固。加固时应从深层土加固开始，再到中层土加固，最后再进行表层土的强夯。强夯以试验路段得出的技术要求进行施工，重点控制夯击能，夯击次数和夯击点。当然，强夯的过程中要及时了解夯击地表的沉降情况。如对于细粒土来说，由于其渗透性差，所以在夯击时要多次夯击配合低能量满夯。

2强夯施工

2.1强夯施工工艺流程

(1)垫层铺设是在清理平整场地时进行。由于强夯的影响力大，土体表层需要硬化。所以垫层的意义在于保证夯击能的扩散，并能支撑起施工时的设备压力。(2)夯击的点需要标注，放线时要测量高程。位移误差不得大于5cm。夯击点以石灰方格表示。(3)夯击时为保证不出现遗漏，要对夯击点进行标注和编号。(4)夯锤定位到夯击点。(5)确定夯前锤顶高程。(6)起吊夯锤，到施工求高度时开始脱钩。脱钩后夯锤自由下降，吊钩降下。此时需要测得锤顶的高程并保证夯锤的水平位置不变。(7)继续进行第5第6步，按试验段要求完成预定点的夯击工作。(8)移到下一个夯击点，继续进行第5到第7步，完成第一遍夯击施工。(9)填平夯坑，测量高程。设备:推土机。(10)重复1～9步，完成整个夯击的所有施工任务。(11)低能量满夯，完成表面土的夯实，测量高程。(12)结束施工，进行施工质量评定。

2.2施工注意事项

在进行夯击时，强夯的操作要对使用到的各施工设备进行逐项检查。尤其是起重机和滑轮组，还有脱钩设备。一般来说，在正式夯击前，都要进行试验夯击。夯击时，每完成一遍夯击，就要记录下测得的沉降数据。为保证施工安全，整个施工时起吊夯锤时应匀速，不得急升急落。起吊后，起重机臂杆与夯锤15m内不得有人。考虑到强夯对土体的影响，施工场所周围50m内有建筑物时不得使用强夯。另外，气候干燥时，强夯要洒水，减少尘土飞扬。5级以上风力时，不得进行强夯。雨季施工时，夯坑内或夯击过的场地如有积水，应及时排除。夯坑回填土时，宜用推土机稍加压实，并稍高于附近地面，防止坑内填土吸水过多，夯击出现橡皮土现象。强夯结束后，待孔隙水压力消散后，间隔一定时间后进行检测，检测点数一般不少于3个

2.3施工质量易存在的问题及解决办法

(1)地面隆起及翻浆。适当调节各夯击点的位置，对夯锤的落距和夯击次数进行调整，保证夯击过程中不出现隆起和翻浆。当然，对于容易产生翻浆的粘性土，施工前可以进行垫层设置。如铺设碎石层来提高土体中超静孔隙水压力的消散速度。为减少隆起和翻浆，雨期应避免夯击施工。如果施工时遇到雨水，应设置好集水井和排水沟，有意识地预留出更多的孔隙水压力消散时间。

3强夯质量监测

从强夯法地基处理的方法来看，从本质上来说可认为是一个能量的转化过程，强夯施工时的机械能转化为夯锤的重力势能，重力势能转化为冲击能，冲击能作用在地基土中，最后转化为地基土的内能，从而使地基土加密，强度得到提高。因此，在强夯施工过程中对施工过程的监测是非常重要的。在强夯施工时除了严格按照施工具体步骤进行外，还应对强夯施工全过程进行监测，具体内容包括:

(1)施工前对夯锤的质量做全面的检查，检查包括夯锤的重量，夯锤地面的平整度，若夯锤质量有问题时应及时的更换夯锤或及时的调整施工参数，以确保强夯加固效果。

(2)在强夯施工全过程中，详细的测量和记录下施工的数据，一方面有利于指导施工，另一方面也可以为后期的施工监督提供数据支持。

4标准贯入试验

作为动力触探的一种，标准贯入的施工是利用锤击动能(锤重63.5±0.5kg，落距76±2cm)，将一定规格的对开管式的贯入器(对开管外径51±1mm、内径35±lmm，长度＞457mm;下端接长度76±lmm、刃角18～20℃、刃口端部厚1.6mm的管靴;上端接一内外

径与对开管相同的钻杆接头，长152mm)打入钻孔孔底的士中。再根据入土后的贯阻抗情况，来分析施工的状况。

4.1试验步骤

(1)钻具应钻探至土层标高的上方15cm处。在钻探时，要注意钻具要避开下层土。

(2)贯入时，穿心锤落距为76cm，贯入后，以自由下落的形式让其落后，贯入器需入土15cm。在完成此操作后，接下来每打入土层30cm，计算一次锤击，最后得出实测的锤击次数，即N。

(3)贯入器整个提出来，把贯入器中的土样全部取出。针对取出的土样进行分析。重复以上步骤，完成整个土体的逐层试验。要注意，在操作中钻杆长度大于3m时，锤击数应按下式进行钻杆长度修正:N63.5=αN，其中N63.5为标准贯入试验锤击数，α为触探杆长度校正系数。

4.2成果整理

承载力与标准贯入锤击数的关系如表1所示。

从表2可知，强夯前最小锤击数为2击，最大锤击数为7击，根据表1可知该地基土的最大承载力为190kPa，最小值小于105kPa，不能满足本工程高填方路基荷载等级要求。而强夯后，地基土标准贯入锤击数最小为9击，最大值为12击，对于l～2m浅层土，提高6～7击，6～8m深层土，提高3～6击，承载力大幅提高。由表1可知，进行强夯后，地基土的最小承载力为235kPa。施工质量达到了施工道路的路基荷载等级要求，质量达标。

5结论

在本工程中强夯后地基承载力分布均衡，其中最小承载力为235kPa，最大承载力为680kPa，质量达标。综上所述，本高速公路软弱地基强夯处理效果明显，能满足高填方路基承载力要求。

参考文献:

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