劉佳明

(中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司，天津300350)

云南與四川聯(lián)通的祿（勸）—大（松樹）公路全長約97公里，是昆明北部出省的新大動(dòng)脈，也是烏東德水電站初期進(jìn)場和今后項(xiàng)目推進(jìn)建設(shè)、物資和材料運(yùn)輸?shù)闹饕ǖ?。該公路的建設(shè)不僅促進(jìn)革命老區(qū)的經(jīng)濟(jì)、交通和社會(huì)發(fā)展，更助推云南打造成中國面向西南開放的重要橋頭堡。中鐵十八局集團(tuán)四公司承建的祿（勸）—大（松樹）二級(jí)公路第3、4合同段線路長約18 公里，其中91處橋涵構(gòu)造物（83個(gè)涵洞，大中橋8座），隧道1座，混凝土近10萬m3，路基挖方近85萬m3，填方量近76萬m3，近400處擋護(hù)，漿砌片石近13萬m3。

1 強(qiáng)夯法施工方案

根據(jù)合同設(shè)計(jì)要求，高填方路基填筑必須采用沖擊碾壓、強(qiáng)夯或大噸位的重型壓路機(jī)碾壓進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，使路堤填土得到最密實(shí)度，提高路堤整體性和強(qiáng)度。經(jīng)項(xiàng)目部與設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工班組等多方溝通研究，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，標(biāo)段一工區(qū)K25+460～K25+560處為填方路段，路段擬采用強(qiáng)夯施工法，選用徐工XGH400強(qiáng)夯機(jī)[1]，施工參數(shù)見表1。采用兩遍點(diǎn)夯后一遍滿夯的施工工藝，每填筑4～5m進(jìn)行一次強(qiáng)夯，施工流程如圖1所示。在強(qiáng)夯施工后，路基的密實(shí)程度高于設(shè)計(jì)值2%左右。

圖1 強(qiáng)夯法工藝流程

表1 路基強(qiáng)夯法施工主要參數(shù)

1.1 施工準(zhǔn)備

（1）選定機(jī)械。為保證施工有序進(jìn)行，在施工前應(yīng)詳盡做好準(zhǔn)備工作。要選定合適且經(jīng)濟(jì)的施工機(jī)械和設(shè)備并進(jìn)行自檢，確保機(jī)械使用性能良好。同時(shí)，對(duì)施工作業(yè)人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)及安全交底，要求機(jī)械操作人員持證上崗。

（2）場地平整。施工前要通知測量班組，根據(jù)設(shè)計(jì)圖位置計(jì)算各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的詳盡坐標(biāo)，并對(duì)施工范圍進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)地勘查，明確地下環(huán)境的管線深度和布設(shè)情況[2]。進(jìn)行測量放樣后及時(shí)保護(hù)各樁點(diǎn)，確保不重復(fù)放樣。施工現(xiàn)場采用平地機(jī)配合壓路機(jī)對(duì)場地整平和碾壓后修整成坡度不小于1%的雙向橫坡，彎道或填挖結(jié)合處修整成單向橫坡，確保形成有組織排水。用小型挖掘機(jī)挖出路基邊界處尺寸不小于0.5m×0.5m的臨時(shí)排水溝，避免各種原因造成路基內(nèi)積水。

（3）測設(shè)點(diǎn)位。施工場地整平處理后要恢復(fù)路基中心樁和邊樁，并撒白灰做標(biāo)記。結(jié)合所需夯實(shí)施工路線長度及寬度,對(duì)夯點(diǎn)布置進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。結(jié)合現(xiàn)場土體情況、施工機(jī)械型號(hào)及施工經(jīng)驗(yàn)，采用兩遍點(diǎn)夯加一遍滿夯的方法夯實(shí)，并要求滿夯錘印前后各搭接1/3,笫一遍點(diǎn)夯夯點(diǎn)間距為5m×5m矩陣式布置，第二遍點(diǎn)夯設(shè)置在第一遍兩個(gè)點(diǎn)夯中間。測量班組要準(zhǔn)確標(biāo)注第一遍夯點(diǎn)點(diǎn)位并撒灰標(biāo)注，而后將夯點(diǎn)中心作為圓心做出夯錘大小的白灰線圓圈，并測量記錄夯前地面高程作為計(jì)算夯沉量原始數(shù)據(jù)。夯點(diǎn)布置和滿夯時(shí)夯錘搭接布置如圖2所示。

圖2 夯點(diǎn)布置和滿夯時(shí)夯錘搭接布置

1.2 試夯施工

試夯施工主要是為了確定施工中所需的夯擊次數(shù)、間隔時(shí)間等相關(guān)參數(shù)。為了保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的全面性和和客觀性，試夯區(qū)域長度不宜小于60m。最后兩次夯擊時(shí)路基的沉降量穩(wěn)定在50mm以內(nèi)，且在夯點(diǎn)附近路基表層未見明顯起鼓現(xiàn)象，即可確定為正式施工中的夯擊次數(shù)。每次夯擊間隔應(yīng)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件確定，故要在強(qiáng)夯進(jìn)行時(shí)的安全間隙內(nèi)對(duì)完成夯實(shí)的土體采用輕型動(dòng)力觸探檢測，以此了解路基的土壤情況從而得出各項(xiàng)主要數(shù)據(jù)。

1.3 夯擊施工

試夯完畢后即可根據(jù)試夯參數(shù)進(jìn)行夯擊施工，毎次夯擊后進(jìn)行施工數(shù)據(jù)采集及匯總，強(qiáng)夯后施工現(xiàn)場如圖3所示。

圖3 強(qiáng)夯法施工現(xiàn)場

采用2000kN·m夯擊能進(jìn)行笫一遍點(diǎn)夯施工，記錄并繪制夯沉量與夯擊次數(shù)的關(guān)系曲線（如圖4所示）、夯沉體積-隆起體積與夯擊次數(shù)的關(guān)系曲線（如圖5所示）。

圖4 第一遍夯實(shí)沉量與夯擊次數(shù)曲線

圖5 第一遍夯沉體積—路基隆起體積與夯擊次數(shù)曲線

由圖4可知，夯擊次數(shù)達(dá)到9擊時(shí)，夯沉量約為8cm，相鄰兩次夯沉差在5cm以內(nèi)，夯沉量曲線變化趨于平緩，夯擊能量逐漸達(dá)到飽和，此后即便增加夯擊能對(duì)路基密度的提升也沒有更大幫助。由圖5可知，夯擊次數(shù)達(dá)到9擊時(shí)，夯沉體積與其對(duì)應(yīng)的路基隆起體積差值最大，故此時(shí)最有效。綜上所述，夯數(shù)為9擊時(shí)最有效。

采用2OOOkN·m夯擊能進(jìn)行第二遍點(diǎn)夯施工，第二遍夯點(diǎn)選擇在笫一遍夯點(diǎn)中間進(jìn)行。記錄并繪制夯沉量與夯擊次數(shù)的關(guān)系曲線（如圖6所示）、夯沉體積-路基隆起體積與其對(duì)應(yīng)的夯擊次數(shù)關(guān)系曲線（如圖7所示）。

圖6 第二遍夯沉量與夯沉次數(shù)曲線

圖7 第二遍夯沉體積—路基隆起體積與夯擊次數(shù)曲線

由圖6可知，夯擊次數(shù)達(dá)到9擊時(shí)，相對(duì)應(yīng)的擊夯沉量為7cm左右，相鄰兩次夯沉差在5cm以內(nèi)，曲線變化趨于平緩且之后增加夯擊能對(duì)提高路基密度意義不大。由圖7可知，當(dāng)夯擊次數(shù)達(dá)到9擊時(shí)，夯沉體積與其對(duì)應(yīng)的路基隆起體積差值達(dá)到頂峰，因此點(diǎn)夯數(shù)為9擊時(shí)最有效。

綜上所述，用于加固此段路基2000kN·m夯擊能時(shí)，適宜采用下列參數(shù)：①5.0×5.0m方形布點(diǎn)，點(diǎn)夯兩遍；②夯擊次數(shù)不應(yīng)小于9擊；③最后兩擊夯沉量之差控制在5cm以內(nèi)。

2 夯實(shí)后路基強(qiáng)度與承載力

2.1 施工場地填土的土性指標(biāo)

本項(xiàng)目位于云南昆明市祿勸縣境內(nèi)，該縣域廣泛分布紅黏土。紅黏土微觀結(jié)構(gòu)主要為絮凝狀和蜂窩狀，游離的氧化鐵與水形成溶膠膠體填充在結(jié)構(gòu)空隙間，形成較大連接強(qiáng)度的穩(wěn)定團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和較為穩(wěn)定的結(jié)晶構(gòu)架。施工區(qū)域內(nèi)的紅黏土具有孔隙率大、塑性大、承載力大、壓縮性中～高的特點(diǎn)。據(jù)工地實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場取樣分析獲得施工區(qū)紅黏土主要物理及力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)（見表2）。

表2 紅黏土主要物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

2.2 夯實(shí)后路基壓實(shí)度

為了確定強(qiáng)夯對(duì)該段路基的夯實(shí)效果，對(duì)強(qiáng)夯后的路基壓實(shí)度采用環(huán)刀法進(jìn)行測評(píng)，分別在加固路基區(qū)間內(nèi)的不同深度取若干組土樣并檢測其土體密實(shí)度（見表3）。

表3 路基2000kN·m強(qiáng)夯處理后不同深度土體情況

由表3可知，強(qiáng)夯處理后，原路基干密度、地基壓實(shí)度均能滿足路基處理對(duì)壓實(shí)度方面的要求。

2.2 夯后承載力

為了測評(píng)夯實(shí)后路基的加固效果，對(duì)于該段路基再次進(jìn)行平板載荷試驗(yàn)。試驗(yàn)該段路基采用2000kN·m夯擊能時(shí)兩遍點(diǎn)夯后加一遍滿夯，地基承載力達(dá)到25O～35OKPa,變形模量為26MPa左右，滿足路基強(qiáng)度和變形量的要求。

3 結(jié)論

據(jù)高填方地基強(qiáng)夯法施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)，路基每填高4～5m,采用5.0×5.0m方形矩陣布置，兩遍點(diǎn)夯加一遍滿夯，且點(diǎn)夯擊數(shù)達(dá)到9擊，最后兩擊擊沉差穩(wěn)定在5cm以內(nèi)的參數(shù)最經(jīng)濟(jì)適用。

在該段路基強(qiáng)夯施工中，施工人員須嚴(yán)格按施工規(guī)范及流程操作，有序施工的同時(shí)還要注意以下五點(diǎn)：（1）施工和測量人員在指導(dǎo)強(qiáng)夯作業(yè)前，需進(jìn)行勘測和標(biāo)注作業(yè)。要到施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘察，標(biāo)注出既有管線和可能受影響的建筑物位置，并采取切實(shí)有效的保護(hù)措施。（2）施工班組必須委派專業(yè)人員對(duì)施工現(xiàn)場各項(xiàng)活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)管，強(qiáng)夯施工中要對(duì)施工操作參數(shù)、施工情況進(jìn)行真實(shí)、齊全、有效地記錄。（3）當(dāng)回填區(qū)域內(nèi)土質(zhì)軟弱或地下水位較高必須采取降水措施時(shí)，宜采用人工降水法，使地下水位低于坑底面以下2.5m，并確?？觾?nèi)積水及時(shí)排除。（4）施工機(jī)械必須采用帶有自動(dòng)脫鉤裝置的起重機(jī)械。若采用履帶式起重機(jī)械，可在臂桿端部加設(shè)輔助裝置確保作業(yè)安全。（5）強(qiáng)夯施工不可避免會(huì)產(chǎn)生噪音和振動(dòng)，會(huì)對(duì)施工區(qū)域的居民生活產(chǎn)生影響。施工前應(yīng)告知周圍居民，并設(shè)置噪音隔離墻及揚(yáng)塵抑制等安全文明施工裝置，并對(duì)施工中產(chǎn)生的地震波進(jìn)行控制，盡量減少施工對(duì)周邊環(huán)境的影響。

在道路工程路基施工中，高填方路基施工如果不能采取有效加固處理技術(shù)，將無法保證路基的整體性和穩(wěn)定性，并對(duì)日后道路的使用功能造成影響。對(duì)此，可在不良地質(zhì)條件下路基施工中采用強(qiáng)夯技術(shù)。事實(shí)證明，該法能有效節(jié)約施工成本、施工工藝便捷、加固效果較好，能保證路基的整體性和穩(wěn)定性，可為類似工程施工提供借鑒。