强夯法在高速公路路基施工技术中的应用探究

强夯法在高速公路路基施工技术中的应用探究

郝明锋

郝明锋

中建路桥集团有限公司河北省石家庄市050019

摘要：现如今，在我国社会经济水平显著提升的背景下，我国基础类设施建设步伐的持续增速。而相应的作为通常极为普遍交通设施的公路，也取得了飞速的发展。然而尽管其发展的速度很快，建设的工程项目也铺天盖地，但是相应的高速公路建设中出现的情况却比比皆是。众所周知，路基是公路建设中极为核心和关键的环节，其直接关系着公路整体的安全稳固。当前业内比较受欢迎和极力推崇的技术当属强夯法，其能够在路基施工中高效地提升路基的坚实效果和平整效用，从而确保公路水平符合运行的规格。

关键词：高速公路；路基施工；强夯法

引言

强夯法造价低廉且操作简单，针对高速公路路基能够提高其路基强度，降低可能出现的工后沉降，对地基的作用深度相当之深。目前该技术可应用于湿陷性软土土壤或粉质土壤，可解决某些软质土壤地带无法实现路基夯实并存在沉降现象的高速公路项目建设难题。

1强夯法简介

1.1原理

强夯法施工技术就是运用动力置换和动力固结原理，使路基密实。在高速公路路基施工时，强夯法会对路基产生强烈冲击力，压缩土层结构，使路基整体变得紧密、稳固，提高路基承载能力和通车安全性。施工中要使用重锤，对土层产生强大压力，改变土层结构的弹性和塑性，土粒间缝隙变小，接触面增大，土层结构变得紧密，使路基平整压实。动力固结就是通过对土层的有机物进行分解，压缩饱和土体积，使路基更加密实。动力置换有整式置换和桩式置换两种方式，第一种方式是利用强夯的巨大力量，把碎石压入淤泥之中，达到加固地基的目的；第二种方式是将碎石整体压入土体后，填入软土夯实，形成碎石桩和碎石墩，使路基加固，保证高速公路质量和使用安全。

1.2强夯法的特点

当前，随着高速公路施工建设的发展，强夯法在高速公路路基施工中运用十分广泛，为了进一步保证高速公路路基施工质量，以下针对强夯法的特点进行具体分析：首先，强夯法具有良好的加固效果。通过强力夯击路基土体，能够使地基土粒之间的孔隙减小，地基的压实度也能随之提升。同时，在强夯法施工过程中，还能通过土地抗震动与抗液化的特点，不断增加土地的干密度，清理土体湿陷性，改善压缩模量，使地基承载力更高，也更加均匀，从而达到良好的加固效果。其次，适用范围比较广泛。当前，强夯法已经被广泛运用于各种施工当中，其使用范围比较广泛。在不同的施工环境之下，高速公路路基土质也有所不同，其中素填土、饱和度低的粉土、碎石土等均为不适合做地基的土质。这时候，施工人员也会采取强夯法来对这些土质进行处理，从而加固路基，保证路基能够满足施工需求。不过，值得注意的是，并不是所有土质都可以用强夯法进行处理，其中饱和度高的粉土就不适合使用强夯法。因此，在选择强夯法施工时，需要根据现场的实际情况进行挑选，保证路基施工方法能够满足实际需求。同时，具有良好的经济性能。施工过程中使用强夯法时，对其他辅助材料的需求比较少，同类型其他置换方式中，其经济损失也比较低。因此，强夯法拥有良好的经济性能，能够为高速公路施工节约大量成本，更有利于该方法的推广。

2强夯法的作用

强夯法在道路路基处理中得到了广泛的运用，其在道路路基工程项目施工过程中具有众多的作用，特别是在道路软土路基的处理中更是表现出色。笔者对强夯法在道路路基处理中的作用进行如下总结：第一，固结作用，从物理学的角度上来解释，当对道路软土路基进行强夯法施工时，能够使得超孔隙水压远远高于土粒间的侧向压力，在这个过程中使得土地逐渐产生裂缝能够有效的改善土壤的渗透性，使得孔隙中的水能够迅速排出，勿庸置疑，这将在很大程度上加快土壤的固结速度，当这个过程完成以后，孔隙水压力将会小于土体间的侧向压力，土壤裂缝会自动闭合，这又使得水的运动恢复到正常状态，这就是强夯法在道路软土施工中的固结作用；第二，液化作用，强夯法需要用几十吨、甚至上百吨的重锤由高处自由落下对土体进行夯击，这就使得土壤需要承受巨大的冲击力，当突然在承受巨大的冲击力过程中，土壤中的孔隙水压力将会得到提升，如果土壤中的孔隙压力达到覆盖压力的时候，那么土体就会有液化现象出现，这样的物理现象及作用能够对图例进行有效的重新自由排列，从而得到对土壤固化的效果，但是这种方法所产生的效果往往是局部的，在实际工程中不能有效的影响对整个软土路基的加固。除了上述两点之外，运用强夯法对道路路基进行固化能够有效的增加土体密度，从物理学的角度上来看，强夯法的夯实工序需要进行好几遍，每夯实一遍后都能够有效的减少土壤中的气体、液体体积和含有量，这就能够有效的提高土壤的密度，相关资料表明在强夯法实施过程中，每夯实一片土体能够减少大约40%的气体体积。虽然在夯实过程中土壤孔隙中的水会减少，但是强夯法均有一定的时效作用，当孔隙水消散一定时间后会再次与土体结合，土粒吸附这些水后能够有效的改善自身性质，恢复土壤强度，但是这需要一定的时间跨度，因此在实际用强夯法处理道路路基后，经过一段时间间隔要对工程质量进行勘探，确保强夯施工的质量与有效性。

3施工之前的筹备工作

3.1夯击落实

1）相应的强夯法务必设定满夯的梅花形状的部署规格。2）确保每一个夯击点都应达到工程的标准，与此同时相应的沉降规格务必认真把控。3）夯实的成效测定可以借助于压实度来具体核准，进而确保达到通常规格下的标准即可。4）公路施工进行到大范围夯实操作的时候，应依照施工前期的区域具体推进，另外在强夯操作完成之后，应确保碾压回填的规格达到所需的标准。

3.2施工参数选择

在进行夯实施工前，对施工参数要进行正确的计算和选择，为了使得作业尽可能的科学合理，也为了最大程度的提高强夯法的效果。强夯的参数主要包括以下几个内容：有效的强夯深度、夯击次数与遍数、夯点布设及强夯范围以及夯击间歇时间等。

3.3施工器械设备

1）起重器械。依照工程量的规格以及具体工程标准部署适合的器械形式，应切实把具体操作的规格指标等分析到位。2）夯实器具的选定。依照工程的夯实标准选定具体的夯实器具，此工程最终核准的是钢类型的夯实器具。3）其他设备。实施强夯的施工运作，通常还需要推土机以及门架等协助操作。

4强夯施工技术的运用

4.1平整施工场地

在实施强夯施工之前，应借助于推土机器械进行地面的平整操作。通常来看，实施预压施工时相应的频度不得少于2次，另外在具体施工时，为了确保施工器械的通行顺畅，应部署一些临时性大的车道，具体的车道规格等都应达到工程规格的标准。另外施工实地的排水条件也应确保完好，从而能够及时有效地排除施工的地表积水。

4.2试夯施工

试夯施工在高速公路施工当中十分常见，其主要目的就是为了测试强夯施工质量，确保其能够满足施工需求。因此，利用强夯法进行高速公路路基正式施工之前，应该选择一小段路基进行强夯施工，通常选择的范围在500m2左右。然后对选取的试夯路段进行夯点布置，再根据现场情况选择相应的夯锤，最后开始试夯施工。完成试夯后，记录试夯结果，并且根据现场的夯沉量与夯击次数绘制相应的数量关系表。

4.3夯点布置和间距

在实际的施工过程中，通常采用三角形布置的方式进行处理，该种方式能够最大限度的确保其处理结果均匀性。但是除此之外还有其他的形式，例如正方形和梅花形，但是实际工程中应用的较少。夯点间距的确定是一项比较复杂的工序，工程实际中需要综合的考虑地基土性质、建筑物结构类型和要求处理深度及试夯的方式等等多项因素。

4.4开展夯实施工

完成上述准备工作之后就需要利用夯机进行夯实工作，关于夯机的操作，笔者进行了如下的表述：1）将夯锤对准所要夯实的位置，记录夯锤到地面的垂直距离；2）将夯锤升起，并且预留出一定的安全距离；3）拉下自动脱钩器，使得夯锤对路基进行重击，记录夯锤顶面到地面的距离。完成以上三步，就完成了一次完整的夯实工作，在实际的强夯工作开展过程中往往需要进行四次以上的夯击，才能完成对一个夯点的强夯工作，一般来说，在进行最后两次的夯击过程中，相关工作人员要对路基的沉降量进行测量，路基的沉降量要保证在5cm之内才能算是达到相关的要求，如果达不到这个要求，需要根据现场情况增加夯击的次数，直到达到标准为止。在强夯法中还有一个满夯施工的工作，其操作方法与第一、第二批夯点的夯击施工相同，只是满夯工作对每个夯点只进行一次夯击，并且要对每个夯点进行搭接夯击，在满夯工作完成之后需要借助推土机和压路机对土体进行相关的平整压实工作。

4.5夯实检测

完成对路基的强夯加固后，施工单位还要对工程质量进行后期检测，在规定的时间内对地基质量进行测试。对碎石地基和沙性土壤地基，要每隔1～2周进行强夯质量检测；黏性土壤和粉质土壤地基，要每隔3～4周进行检测。要根据规定对测点进行数据的采集和分析，没有达到质量要求的，要及时返工。强夯法加固技术的使用，明显提高了该路段的地基质量。

5相关注意事项

第一，强夯法只是路基填筑以后的一种加固措施，而在地基施工中，需要压实或是其他的特殊处理，这些都是强夯法所不能替代的，仅仅使用强夯法无法使地基的质量达到可供施工使用的质量标准，在实际施工中为保证地基的质量，必要的处理措施缺一不可。在强夯法施工过程中，不同的原始地基对于夯实加固的要求不同，通过改变重物的高度和夯实次数可以实现不同的效果，对于这些关键的数据应当实时记录，为以后施工提供参考。第二，避免雨天施工。在雨天施工，利用强夯法无法达到预期的夯实效果，如果由于工期需要必须在雨天进行施工，应当保证雨水被及时排出，否则雨水会不断侵蚀地基，无法达到夯实效果。

6施工过程中的质量控制

施工人员在使用强夯法进行路基的施工工作时，为了确保路基的夯实质量，必须采取有效的措施进行施工作业，做好质量保证措施的制定工作。而采取的有效的措施包括了以下以下几个方面。（1）施工人员在进行施工工作之前，需要对施工环境和条件进行相应的改善。在进行这方面的工作时，为了避免出现场地不均匀的现象，施工人员需要对施工场地进行严格的清理。并且还要做好排水沟的挖设，从而保证施工人员在进行施工时路基质量分的提升。（2）做好路基土壤质量的检测工作。施工人员在进行路基施工建设工作之前，为了保证所进行施工的场地符合施工的要求，施工人员在进行施工之前需要对路基土壤情况进行试验，并记录相应参数。做好了这方面的工作之后继续进行土壤的试验检测，同时记录好夯击的次数和沉降量的大小，并且将施工前后所检测的数据进行比较，观察是否符合要求。（3）施工人员在进行路基的施工工作时，为了保证路基的施工质量，必须严格按照设计确定的施工参数进行施工。并且在施工前认真阅读施工技术文件，并层层进行技术交底，做到对设计要求、质量标准心中有数，有利于施工人员施工工作的持续开展，对于路基施工质量的提升也会拥有较高的质量。（4）在强夯施工的过程中，施工单位需要参考实际路况健全并提升完善的质量保证体系。每次施工完成后，应组织技术人员测试夯实的质量。如果出现大误差，应及时调整，并制定相应的安全防护措施。由于在夯锤操作期间可能存在吊杆向后倾斜的现象，在施工时相关人员必须处于安全距离外，并且当夯锤落下时不应允许任何人接近。施工开始前，施工单位应当对施工人员进行施工培训，充分认识和掌握强夯施工技术标准和作业规范，强化施工安全意识，不断调整作业行为，通过强夯施工有效提高路基承载力，保证市政道路顺利施工，改善道路的承载力和使用寿命。

结语

综上所述，在高速公路施工过程中，做好路基施工，保证路基质量是保证施工质量的关键。施工人员将强夯法运用于施工过程中，能够利用强夯法的优势与特性，缩短路基土粒之间的间距，更好的压实路基土面，起到加固稳定的效果，从而有效提升路基路面的强度与稳定性，保证高速公路施工质量。

参考文献：

[1]王春鸣．强夯法在高速公路路基施工中的应用探讨［J］．黑龙江科技信息，2014（13）：155．

[2]武星博．高速公路高填方路基施工技术［J］．交通世界，2016，4（3）：36－37．

[3]王新洲.强夯法在高速公路路基施工中的应用[J].交通世界，2016（21）：38-39.

[4]黄玉燕.市政道路路基施工中强夯法的应用技术解析[J].福建建材，2015（07）：58-59+48.

[5]姚健．道路路基处理中强夯法的施工技术［J］．民营科技，2015（1）：172．