蘇長(zhǎng)風(fēng)

（中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司　重慶　400037）

淺析土石混填路基的強(qiáng)夯施工

蘇長(zhǎng)風(fēng)

（中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司重慶400037）

強(qiáng)夯法作為土石混凝土填土路基加固施工中一種常用的加固工藝，具有施工效率高、經(jīng)濟(jì)性好、施工便利等優(yōu)點(diǎn)?；诖?，本文對(duì)土石混填路基的強(qiáng)夯施工進(jìn)行探討。

土石混填；路基；強(qiáng)夯施工

在公路工程施工中，路基是公路建設(shè)的基礎(chǔ)，路基的質(zhì)量對(duì)整個(gè)公路的質(zhì)量都有著比較大的影響。為了保證公路路基的施工質(zhì)量，需要對(duì)路基的壓實(shí)度進(jìn)行控制，提高路基填料的穩(wěn)定性以及路基填料的強(qiáng)度。在進(jìn)行公路路基強(qiáng)夯施工中，如何更加有效的控制強(qiáng)夯質(zhì)量是當(dāng)前公路管理、建設(shè)的一個(gè)重點(diǎn)。

1　強(qiáng)夯法的基本加固原理

我們將重量達(dá)到8～40t的重物從高度為5～30m的高空采用自由落體的方式完成對(duì)于土體的巨大沖擊，進(jìn)而完成路基的夯實(shí)和基礎(chǔ)材料的擠壓。在一系列的工程操作之后能夠使路基的土體物理性質(zhì)發(fā)生極大地變化，提升路基的強(qiáng)度，將路基的可壓縮性減小到一個(gè)較為合理的范圍之內(nèi)，最終達(dá)到夯實(shí)路基的目的[1]。該種方式對(duì)于路基的夯實(shí)是借助重物在高空所具有的勢(shì)能在下落過程中轉(zhuǎn)化為沖擊能量，在路基中產(chǎn)生較大的沖擊波，借助夯錘來完成對(duì)于土體的沖擊和切割，最終完成土體的夯實(shí)，提升路基的實(shí)際強(qiáng)度。由于在重錘接觸土體的瞬間會(huì)產(chǎn)生極大地壓力，而這種壓力會(huì)造成土體產(chǎn)生局部液化的現(xiàn)象，使得土體的局部強(qiáng)度迅速下降，有效地瓦解了原有的土體結(jié)構(gòu)，而伴隨著沖擊波的消失又會(huì)使所有的土粒回歸到一個(gè)新的位置，在土粒位置發(fā)生變化的同時(shí)還會(huì)將部分水分排出，進(jìn)而有效的促進(jìn)土體的凝結(jié)，提升土體和地基的承載能力，如圖1所示。

圖1　強(qiáng)夯法加固原理圖

在經(jīng)過強(qiáng)夯法進(jìn)行路基的加固之后，土體強(qiáng)度提升則可以劃分為以下幾個(gè)部分：①隨著土體受到較強(qiáng)的壓力作用，使得其能夠獲得較強(qiáng)的壓縮和振密，進(jìn)而有效的減少土體中存在的氣體和水分；②在土體被液化的過程中，土體的基本強(qiáng)度有所降低甚至消失；③伴隨著土體中水分的喪失使得土體的滲透性產(chǎn)生了極大地變化，土體的基本強(qiáng)度也得到了極大地提升；④伴隨著土體觸變的恢復(fù)和固結(jié)壓實(shí)，土體中殘留的自由水被壓縮成為了薄水膜，這也會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)土體強(qiáng)度的提升。

2　對(duì)于夯實(shí)點(diǎn)的布設(shè)和施工要求

在進(jìn)行夯實(shí)點(diǎn)的布置的時(shí)候應(yīng)當(dāng)根據(jù)所在地基的土體性質(zhì)和施工的基本要求來確定，所采用的夯擊能為2000kN/m，對(duì)于夯實(shí)點(diǎn)的布置應(yīng)當(dāng)按照正方形來進(jìn)行，各夯實(shí)點(diǎn)之間的間距應(yīng)當(dāng)為6m，地基的夯實(shí)應(yīng)當(dāng)分兩次進(jìn)行，第一次保證每個(gè)夯實(shí)點(diǎn)的夯擊次數(shù)為10次，保證最后一次的沉降量低于5cm，在進(jìn)行第二次夯擊的時(shí)候必須在第一次為夯擊到的位置進(jìn)行夯擊，所采用的夯擊能應(yīng)當(dāng)為1600kN/m，每個(gè)夯擊點(diǎn)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行8次夯擊，而對(duì)于距離路基邊線1m處的位置，則采用夯擊能為1000kN/m的能量進(jìn)行10次夯擊，對(duì)于涵洞上方以及周圍5m的位置不進(jìn)行夯擊，實(shí)際的夯擊點(diǎn)的布置如圖2所示。

圖2　夯點(diǎn)位置布置示意圖

3　對(duì)于強(qiáng)夯的基本施工要求

3.1對(duì)于試夯的基本要求

由于土石具有較強(qiáng)的離散性，因此在進(jìn)行實(shí)際的強(qiáng)夯之前必須進(jìn)行試夯，以保證強(qiáng)夯施工方案的科學(xué)性。一般來說，根據(jù)所設(shè)計(jì)的強(qiáng)夯參數(shù)選取具有較強(qiáng)代表性的區(qū)域進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)試夯的結(jié)果滿足以下幾個(gè)條件時(shí)就可以進(jìn)行大面積的強(qiáng)夯施工，即最后兩次的平均夯沉量小于50mm；夯坑的周圍未出現(xiàn)過大的隆起；未發(fā)生由于夯坑太深而造成起錘困難。

3.2施工的基本方法

在進(jìn)行施工時(shí)應(yīng)當(dāng)按照先兩邊后中間的順序進(jìn)行強(qiáng)夯。對(duì)于靠近路肩的夯實(shí)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)率先進(jìn)行，采用上述辦法的目的在于借助科學(xué)的施工程序來提升路堤側(cè)壁的強(qiáng)度，進(jìn)而保證工程建設(shè)的基本質(zhì)量[2]。只有科學(xué)合理的施工技術(shù)才能夠保證工程建設(shè)的順利進(jìn)行，才能夠盡可能的保證工程建設(shè)的基本質(zhì)量。

3.3強(qiáng)夯加固的基本程序

①清理施工場(chǎng)地；②標(biāo)出夯點(diǎn)；③相關(guān)設(shè)備就位；④測(cè)量前錘頂?shù)母叱?；⑤在達(dá)到設(shè)定高度時(shí)應(yīng)讓重錘自由下落，在發(fā)生傾斜時(shí)應(yīng)當(dāng)將夯坑填平，重新進(jìn)行夯實(shí)；⑥重復(fù)第⑤步；⑦重復(fù)第③到第⑥步驟；⑧借助推土機(jī)完成夯坑的填平并測(cè)量場(chǎng)地高程；⑨重復(fù)第一到第⑧步驟。

4　工程建設(shè)的注意事項(xiàng)

在實(shí)際的工程建設(shè)過程中應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：①保證強(qiáng)夯之前的路基具有一定的強(qiáng)度，以確保施工設(shè)備和人員的基本安全；②加強(qiáng)相關(guān)設(shè)備周圍人員的安全防護(hù)，在一些重要部位應(yīng)當(dāng)加設(shè)防護(hù)網(wǎng)，在起錘之后，所有的施工人員必須在10m以外，并且佩戴安全帽，禁止站立于吊臂之下，并且檢查門架的穩(wěn)定性[3]；③在進(jìn)行夯實(shí)之前借助鋼尺完成夯錘重和落距，以保證單擊夯擊的能量符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)；④加強(qiáng)夯實(shí)點(diǎn)放線的審核，加強(qiáng)夯實(shí)完成后夯坑位置的檢查，以避免夯點(diǎn)放線錯(cuò)誤的出現(xiàn)；⑤在進(jìn)行施工之前應(yīng)當(dāng)完成夯擊點(diǎn)沉降量的檢測(cè)，大量實(shí)踐表明，當(dāng)水平儀距離夯擊點(diǎn)15～20m的時(shí)候，夯擊作用對(duì)于測(cè)量的影響最小，所取得的結(jié)果也較為準(zhǔn)確；⑥在實(shí)際的施工過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循相關(guān)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)要求，并且對(duì)所有的夯擊點(diǎn)的夯擊次數(shù)和沉降量進(jìn)行記錄；⑦應(yīng)為在實(shí)際的夯擊過程中所使用的材料較為特殊，所以所使用的所有參數(shù)都必須符合相關(guān)的技術(shù)要求，在所有的施工結(jié)束之后往往會(huì)難以完成相關(guān)的檢查工作，基于此，在實(shí)際的施工過程中必須對(duì)所有的施工參數(shù)和施工情況進(jìn)行詳細(xì)記錄；⑧所使用的夯實(shí)材料的最大直徑不應(yīng)大于80cm，并且必須做到夯實(shí)位置和次數(shù)以及間距的合理性，避免降低夯擊能量以及少夯漏夯的現(xiàn)象的出現(xiàn)；⑨當(dāng)天氣對(duì)于路基夯實(shí)不利時(shí)應(yīng)當(dāng)禁止進(jìn)行路基的夯實(shí)；⑩在完成基本的夯擊工作之后應(yīng)當(dāng)及時(shí)完成夯坑的填補(bǔ)，以避免雨天造成夯坑積水情況的出現(xiàn)，最終造成公路路基不安全因素的出現(xiàn)，一般情況下，在雨天和雨前的12h不能進(jìn)行路基的夯實(shí)工作；11○在進(jìn)行夯實(shí)時(shí)會(huì)由于振動(dòng)作用而影響周圍的建筑物和相關(guān)設(shè)備，我們應(yīng)當(dāng)采用開挖防震溝等方式來減小振動(dòng)波對(duì)于周圍建筑物和設(shè)備的影響，一般來說，防震溝的寬度為1.0m，深度則為2.0m；12○對(duì)于滑坡和土層較軟的地段，我們一般不進(jìn)行路基的夯實(shí)，根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況制定較為合理的工程建設(shè)方案，減少夯擊的能量，加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測(cè)力度，保證工程建設(shè)的安全和質(zhì)量[4]；13○由于強(qiáng)夯機(jī)的重心較高，輪距較窄，在進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)和轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)對(duì)于道路具有較高的要求，因此在實(shí)際的施工過程中提升設(shè)備使用路段的承載能力，從而有效的解決強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)轉(zhuǎn)場(chǎng)問題。

5　施工過程的監(jiān)測(cè)

在施工過程的監(jiān)測(cè)主要包括施工質(zhì)量的監(jiān)測(cè)以及強(qiáng)夯施工后質(zhì)量的檢測(cè)，其中施工中質(zhì)量的檢測(cè)更加重要，因此要做好施工的記錄工作，并對(duì)施工中的程序進(jìn)行檢測(cè)，然后要控制好質(zhì)量的檢驗(yàn)時(shí)間，路基在經(jīng)過強(qiáng)夯處理后，隨著時(shí)間的增加強(qiáng)度也會(huì)隨著增加。所以，完成強(qiáng)夯施工后，每隔一段時(shí)間要檢查一次路基的質(zhì)量，對(duì)于砂土路基和碎石路基每間隔1～2周檢查一次，對(duì)于飽和度比較低的粘性土和粉土，每間隔2～4周檢查一次。此外，還要控制好質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)量，根據(jù)建筑物的重要性以及負(fù)責(zé)程度來進(jìn)行確定，由于不同的測(cè)試方法和不同的地方會(huì)有誤差出現(xiàn)，因此要根據(jù)建筑物和場(chǎng)地的復(fù)雜情況來進(jìn)行確定，對(duì)于一些比較重要的地段或者復(fù)雜的路基，要加大檢驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量，要求檢驗(yàn)深度大于設(shè)計(jì)處理深度。

6　結(jié)論

總而言之，在公路路基施工過程中，為了保證強(qiáng)夯施工的施工質(zhì)量，要結(jié)合路基的具體情況以及路基設(shè)計(jì)的施工工藝來進(jìn)行強(qiáng)夯施工。在公路建設(shè)施工中，施工單位要主要建立完善的施工管理系統(tǒng)，提升路基施工的管理質(zhì)量，針對(duì)路基強(qiáng)夯加固的特點(diǎn)來進(jìn)行控制和管理，嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行施工，保證路基工程的承載能力以及路基工程的穩(wěn)定性，達(dá)到車輛的通行需求。

[1]張立云.土石混填路基強(qiáng)夯加固施工工藝探討[J].西安交通科技，2009 （12）：143～144.

[2]劉洋.關(guān)于強(qiáng)夯加固工藝及其施工控制的分析[J].道路施工監(jiān)理，2009 （10）：128～129.

[3]陳德金，張金寶.公路路基土石混填施工與質(zhì)量控制[J].安徽建筑，2010 （02）：45～46.

[4]孫書平，梁乃興.強(qiáng)夯法在山區(qū)高速公路土石混填路堤中的應(yīng)用[J].公路與汽運(yùn)，2012（06）：98～99.

U416.1

A

1673-0038（2015）22-0222-02

2015-5-15

蘇長(zhǎng)風(fēng)（1985-），男，四川安岳人，助理工程師，本科，從事施工工作。