劉同海

華匯工程設計集團股份有限公司青島分公司

1 工程概況

生態(tài)園18號線是區(qū)域內(nèi)一條城市支路，道路南起抓馬山路，東至20 號線，呈S 線形，道路全長1460m，道路紅線寬18m，道路全線處于山區(qū)，該地域?qū)偕綆X重丘區(qū)，山脈綿延，溝谷縱橫，地質(zhì)情況非常復雜，高填方路基、半填半挖路基、陡坡路堤分布廣泛，18 號線K1+160-K1+440 路基段位于溝谷處，為高填方路基段，路基填土高度達16m，填方8.5萬立方米，挖方15.4萬立方米（石方達13.9萬立方米），對于特殊路基主要是挖填交接及高填深挖路基。其中，路基加固防護主要采取擋墻和綠化的形式。高填方路基施工中如果路基填筑質(zhì)量控制不好，很容易造成路基失穩(wěn)或沉陷，后期路面出現(xiàn)不同程度的路堤沉降、路面開裂變形、平整度下降、橋頭跳車等現(xiàn)象，對工程質(zhì)量造成嚴重影響，從而導致行車不適，甚至影響行車安全等諸多隱患。

該道路工程采用強夯法進行高填方路基的處理，即以吊機提升巨錘至高位，產(chǎn)生位能，釋放巨錘自由落下，獲得強夯動能作用于地基，使地基受到強烈的沖擊和振動，強力夯擊所產(chǎn)生的巨大沖擊力和動應力可以顯著提高填方路基的強度，夯實后的地基承載力可以提高2～5倍，壓縮性降低2～10倍，使地基受力性能得到顯著改善，強夯法廣泛運用于機場、港口碼頭、高等級公路等設施的地基處理。

2 施工前期準備

2.1 設備準備

（1）夯錘：鐵質(zhì)夯錘，夯錘底面為圓形，夯錘直徑2.5m，重量30t，并設4 個Φ250mm 的排氣孔，其作用是通氣，以防止夯錘被土吸住難以提起，同時吸收夯擊時產(chǎn)生的氣體，減小夯擊力的損失。（2）起重設備：吊機根據(jù)地基的壓實度、空隙率及所需的夯擊能具體選用。為保證本工程吊起夯錘所需的提升重量和高度，確定采用80t 履帶起重機，加設穩(wěn)定吊臂防止后仰的安全裝置。（3）自動脫鉤裝置：要保證強度滿足要求，掛鉤簡易，脫鉤靈便，吊錘時不滑鉤，放錘時下落平穩(wěn)。（4）挖填設備：如鏟車、履帶挖掘機、壓路機等，其作用為回填土石，平整夯坑，碾壓路基。（5）檢測儀器設備：用于施工檢查測量，如靜力觸探儀、標準貫入儀、水準儀、全站儀等。

2.2 人員準備

強夯施工主要為機械作業(yè)，人員需求不大，單機每班人員的基本配備一般為吊機司機1名、掛鉤工2名、測量記錄技術(shù)人員3名，并配備1名現(xiàn)場管理人員。如有特殊需要，可以臨時增加個別輔助人員。

2.3 技術(shù)準備

（1）根據(jù)對地質(zhì)報告的研究確定需要強夯的區(qū)域，編制強夯施工具體方案，畫出強夯總平面圖，依次標出夯點并予以編號。（2）結(jié)合場區(qū)內(nèi)的具體情況，編寫強夯作業(yè)技術(shù)方案，了解熟悉有關(guān)機械設備的各項技術(shù)性能、具體施工方法，認真分析和掌握工程的難點、重點，精心制定確保質(zhì)量和安全的保證措施，并做好特殊情況下的應急預案。（3）對現(xiàn)場施工人員進行技術(shù)交底，專業(yè)工進行短期技術(shù)培訓，使之掌握本路段強夯路基施工的主要設計要求、基本工作要領、施工的區(qū)域范圍、施工的技術(shù)標準、應達到的質(zhì)量目標等。（4）進行強夯路段的測量交底，準備好各種現(xiàn)場測量記錄表格。

2.4 現(xiàn)場準備

（1）平整強夯施工場地，清理地表深50cm，仔細查明施工區(qū)域地下構(gòu)造、管線的基本狀況，對其位置、標高予以明確標識，施工時采取適當措施。（2）做好強夯施工場地安排，積極進行臨時便道和所需涵洞、通道的施工，盡快創(chuàng)造路基連通的基本條件。（3）合理安排施工區(qū)域內(nèi)土石方工程的調(diào)運工作，對土石方挖高補低，盡量就近加以利用，以減少開支，節(jié)省費用。（4）適時穿插進行防護排水工程的施工，根據(jù)施工需要和資金狀況，可先構(gòu)筑臨時排水設施，原有溝渠可利用的加以疏浚利用，保證工地施工排水通暢和環(huán)境整潔。（5）周邊有固定建筑物的，要在距建筑物30m處設置減震溝，減震溝的深度要大于建筑物基礎的深度，減震溝的長度要足夠，以防止路基強夯施工對建筑物造成不可挽回的損害。

3 試驗段施工

本道路強夯施工路段位于K1+160-K1+440 山溝段，該處地形復雜，路基施工難度大，強夯質(zhì)量要求高，對整個工程質(zhì)量的影響極其關(guān)鍵，而試驗段的試夯將為本標段路基強夯施工提供所需的一系列技術(shù)參數(shù)和寶貴的施工經(jīng)驗，從而為整段路基強夯方案的設計和后續(xù)正式施工提供必要的基礎條件，所以要特別加以重視，重點做好對各種技術(shù)參數(shù)的驗證、整理工作，將試夯施工中發(fā)現(xiàn)的偏差數(shù)據(jù)準確及時地向設計部門和監(jiān)理部門反饋，同時有必要做好試驗階段的書面總結(jié)和經(jīng)驗記載工作。

在強夯試驗中我們選擇具有代表性地質(zhì)條件、面積大于20×20m2的地塊先進行試驗，對其開展詳細的原位測試，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，確定出該試驗塊填土方強夯的最佳含水量為±2%。經(jīng)試夯后將試驗前后的數(shù)據(jù)認真進行對比，以確定正式施工時應采用的相關(guān)技術(shù)參數(shù)。加固影響深度H（m）與夯錘重、落距、夯擊次數(shù)、錘底單位壓力、地基土性質(zhì)、不同土層的厚度和埋藏順序以及地下水位等有密切關(guān)系，也應根據(jù)現(xiàn)場試夯確定。

4 高填方路基強夯施工

4.1 施工流程

（1）清理平整強夯施工場地。為方便強夯施工，在施工機具入場前，先用挖掘機勾除地面灌木樹叢，用推土機平整場地，布設好排水溝。（2）在施工區(qū)域?qū)稽c進行具體定位。根據(jù)強夯施工設計平面圖，在實施強夯施工前用石灰或木樁標出首遍夯擊點的位置，位置偏差應小于50mm，并對地面高程進行測量記錄。（3）將吊機設備安裝就位。強夯吊機必須滿足夯錘起吊重量和提升高度的要求，在臂桿的錘鉤敲擊處要設有安全防護裝置，防止臂桿在脫鉤時后仰及錘鉤回彈撞擊臂桿，要采取必要措施盡量減少臂桿的振動，注意防止夯擊時吊機臂桿在突然卸重時發(fā)生后傾造成安全事故。（4）進行路基的強夯施工。夯前測量錘頂高程，錘面中心對準夯點，按施工設計要求和順序漸次進行強夯，夯沉量按施工方案要求具體掌握。強夯時，將夯錘提升到預設高度，打開脫鉤裝置，錘體自由下落夯擊地面，吊起再下落，循環(huán)往復。如果坑底傾斜使夯錘歪斜，要平整坑底后再進行后續(xù)夯擊。如果夯錘重心偏離造成底面歪斜，可以根據(jù)情況在錘的一邊焊接鋼板取得平衡，避免夯坑歪斜。強夯施工按規(guī)定要求夯完一個夯點后且滿足設計要求后，轉(zhuǎn)移至另一夯點繼續(xù)施工。（5）錘擊方法宜采取退著夯的施工順序，強夯分段進行，從內(nèi)到外隔行跳打。夯擊時，落錘應保持平穩(wěn)，夯位準確，夯擊坑內(nèi)有積水時應及時排除?？拥淄梁窟^大時，可鋪砂石后再進行夯擊。強夯施工作業(yè)時，應結(jié)合試夯試驗參數(shù)，用水準儀測量并控制夯擊深度。（6）以推土機推平夯坑，進行場地高程的測量。（7）按規(guī)定的間隔時間和要求進行多層強夯，并進行每層的高程測量，下層路基夯完后再進行上一層路基的強夯，直至完成所有路基強夯的任務。路基夯擊的最后一道工序為低能量滿夯，夯打路基的表層松土使之密實。

4.2 技術(shù)指標與參數(shù)

本標段高填路堤較多，最大填高16m，為減少路堤堤身的工后沉降，須進行分級強夯處理（如圖1所示）。強夯分層與路堤分級放坡分層要一致，分層厚度8m，填方段分級放坡坡率為1∶1.5和1∶1.75。

圖1 分層強夯示意圖

由于路基分層厚度較厚，對強夯有較高的要求，故取加固影響深度為8m，夯錘用30 噸，落距20m。本標段路基的強夯點布局為正方形，夯點距離間隔為6m，路基填高8m 強夯一次，先夯主夯點，時間間隔7天（等待泥土超靜空隙水壓力消失），再夯副夯點，主副夯點各夯8～15 次，夯力6000kN·m。若無地下水，對含水量較少的碎石類填土或透水性強的砂性土，可以連續(xù)夯擊，具體根據(jù)試驗段結(jié)果確定。主、副夯點夯擊完工后全寬滿夯兩遍，平均夯沉量5cm～10cm，夯力1500kN·m，每點夯3～4次，后夯印接前夯印1/4。

注意不是所有路基都需要進行強夯，要根據(jù)具體情況來定，如果路基基底為一般土質(zhì)（例如雜填土、砂類土、黏質(zhì)土、泥炭和沼澤土等），宜強夯處理；如果路基基底為基巖，則不需要進行強夯處理。

4.3 施工質(zhì)量檢驗

強夯地基施作質(zhì)量須符合國家相應規(guī)范《建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50202—2002）要求，如表1。

表1 強夯地基質(zhì)量檢驗標準

5 結(jié)語

強夯法具有使用機械設備簡單，擊實效果好，施工中一般不需要鋪撒細粒料，施工速度快，成本低廉，易于操作，并能有效提高路基的承載力及穩(wěn)定性等諸多優(yōu)勢，因而被廣泛應用于道路路基的施工。通過對道路基底的強夯施工，可以加快地基固結(jié)速度，縮短地基固結(jié)時間，有效控制地基沉降，保證了路基的持久穩(wěn)定性。實踐表明，采取強夯法處理技術(shù)，有效確保了高填方路基的強度，對延長道路的使用壽命發(fā)揮了積極作用，尤其在山區(qū)道路高填方路基的處理中，強夯法的確是一種快捷、經(jīng)濟、實用的施工方法。在高填方路基強夯施工中，相關(guān)施工技術(shù)人員務須熟悉強夯法的加固機理，重視相關(guān)工藝技術(shù)參數(shù)的確定，并嚴格按地基基礎的質(zhì)量驗收規(guī)范進行檢測，以取得預期的地基處理效果，從而為山區(qū)道路建設做出應有貢獻。