公路路基加固施工中强夯技术的应用分析

2022-05-11杜文亮

交通世界 2022年10期

关键词：整平承载力路基

杜文亮

（邢台路桥建设集团有限公司，河北邢台 054001）

0 引言

随着交通行业的迅速发展，公路施工中也面临各种各样的挑战，一些老旧公路出现承载力不足的问题，为解决此类问题，需要对路基进行加固施工。强夯法作为公路路基加固的一种重要技术，在公路路基加固施工中得到广泛应用。

1 工程概况

某公路工程设计全长11.25km，双向4车道，该公路路基宽度22.6m，于2012年投入使用。现阶段该公路已难以满足目前的行车需求，需要进行改扩建施工，但经检测原路基承载力严重不足，难以有效对整个公路结构进行支撑，针对此情况，经研究决定采用强夯技术进行路基加固处理，以提升路基的承载力。

2 路基强夯加固施工技术的应用

2.1 强夯施工原理

强夯法加固路基，是指利用起吊设备将具有一定重量的重锤提升至10～25m的高空中，再将其释放，在加速度的作用下，重锤会瞬间具备100～200t的夯实能量，将该能量作用于路基上，可以实现对路基土体的夯实，夯实深度可达到3～6m，通过重复此类过程，实现对路基整体的加固。该加固方法即可应用于路基加固中，也可以实现对软土地基的加固处理，在公路工程中应用广泛。在使用该方法加固施工时，要注意结合工程实际情况，合理选择重锤质量，确定下落高度，避免因夯击能量过大，路基无法有效地承受该能量，最终导致路基土体崩塌、结构层被破坏，从而影响工程质量[1]。

2.2 地表处理

（1）路基夯实施工前，要对路基表面进行整平和清理工作，主要是将路基表面的垃圾、淤泥、树根等杂物清理干净。清表的厚度要满足设计要求的30cm，然后针对因积水或其他因素影响造成路基土质变成软土的位置进行必要的翻晒，针对凹凸不平的位置进行整平处理，凸出位置由施工人员采用小型机械进行铲除整平，凹陷位置利用合格的土料换填补平，处理后的路基表面保持平整干净。

（2）为保证强夯施工设备的入场与正常施工，施工前要采用碎石材料在路基表面铺设形成一层垫层，主要作用是增加路基的承载力，对施工机械进行承力，以满足机械设备正常入场施工。垫层的铺设厚度控制在15cm左右，铺设时主要针对路基承载力差的位置铺设，路基承载力满足机械入场要求的无需铺设。

（3）在施工前，施工单位要对现场周边的构筑物和地下管线进行详细了解，强夯施工中一旦出现意外，极易导致建筑物坍塌、管线受损。为避免此类构筑物遭受破坏，应将施工场周围的构筑物迁移至20m以外，地下管线迁移至10m以外，如确实无法迁移的构筑物及管线，要在施工前做好必要的保护措施[2]。

2.3 强夯设备选择

本次强夯施工采用的主要设备包括夯锤、起吊机及其他专用设备。其中夯锤的重量区间为15～25t，锤底对路基的静压力为25.5kPa，起吊机采用带有自动脱钩装置的履带式起重机，机械的臂杆端部设置有辅助门架，目的是实现对机械的保护，避免因夯锤重量过大，在下落时导致起重机倾覆。机械准备完成后，要安排具有从业资格证的人员进行管理与操作，保证机械施工中的正常使用。

2.4 施工参数确定

（1）夯击能的确定：本次强夯施工中夯击能的大小是保证路基加固效果的主要参数，该参数的确定主要通过梅拉公式进行计算，公式如式（1）：

式（1）中：H为夯击施工的有效深度（m）；K为夯击系数，系数的大小根据土质决定，本工程系数K为0.6，G为夯锤的重量（t）；L为夯锤的落距（m），通过计算可得知有效深度，最后通过深度确定夯击能。

（2）夯锤落距测定：本次施工中采用的夯锤重量在15～25t之间，夯击能设定为1000kN·m。为保证夯锤具有足够的夯击能，夯锤的最小落距应控制在4.5m，且伴随不同位置加固深度不同，落距应随之增加。

（3）夯点布置：结合工程现场勘查的基本情况，在路基强夯施工中夯击点的间距控制在4m左右，在夯击施工时采用间隔夯击的方式施工。即先进行第1个夯击点施工，夯击完成后跳过第2个夯击点直接进行第3个点夯击，持续跳夯直至全部夯击完成。

（4）夯击遍数布置：针对本工程具体情况，夯击施工分为3遍。第1遍和第2遍的夯击次数均要大于3次，第3遍的夯击次数为2次满夯，同时第1遍和第2遍的夯击能均要大于第3遍，满夯时夯击能只有前2遍的20%～25%[3]。

2.5 测量定位

场地整平后，要结合设计夯击要求进行现场施工放样，先恢复路基的中桩和边桩，再利用石灰线明确夯击的点位。将夯点的正中心作为圆心，以夯锤的半径作为圆的半径进行划线，夯点确定完成后要测量计算原路基的地面高程，并进行记录，同时设置监测装置，待夯击后再测定路基的高程，从而计算路基沉降高度。

2.6 强夯施工

（1）测量放样工作结束后方可开始强夯作业，本次施工强夯共分为三个阶段。第1阶段，利用履带式起重机将夯锤起吊至4.5m以上的高空中，然后进行脱钩，使夯锤成为自由落体对路基进行夯实，第1阶段的夯击次数为4次，夯击后路基的沉降值达到设计要求后，视为夯击合格，方可进行第2阶段强夯施工[4]。

（2）第1阶段夯击施工完成后，要在监理工程师的监督下将夯击产生的夯击坑进行回填并整平，然后再次进行放样工作。利用白石灰划出夯击点的位置，最后同第1阶段一样进行夯击作业。第2阶段的夯击次数为3次，夯击质量合格后进行第3阶段强夯施工。

（3）第2阶段路基处理完成后，开始第3阶段的夯击作业。此时夯击施工为满夯，无需进行夯击点的放样作业，满夯共进行2遍，满夯后利用推土机将路基进行整平处理，整平后进行质量检测，检测路基的承载能力是否满足设计要求[5]。

2.7 注意事项

（1）在强夯施工中，施工前应注意测量夯锤的重量和落距，以保证夯击能可以满足设计要求。施工过程中应注意对每个夯击点沉降量的监测，如发现沉降量的大小与设计要求出入过大，应及时分析产生的原因，并采取必要的措施进行调整。此外，在每一遍夯击施工前都要对夯击点位的放样位置进行复测，如存在偏差要及时进行调整，夯击过程要严格控制，严禁出现降低夯能、少夯、漏夯的现象。

（2）强夯法施工过程中涉及的数据较多，包括落锤的质量、下落高度、地面沉降量等多种数据的精确控制，因此，为避免数据出现偏差，在施工中安排专人进行数据的记录、复核工作，记录人员要保持科学严谨的态度，认真记录所有数据，避免出现失误。此外，在施工过程中要注意做好施工场地排水系统的建设，及时将场地内的积水排出路基范围，避免影响路基的承载能力[6]。

（3）强夯施工属于危险作业，因此，在施工中要注意制定和完善各项安全防护措施。在施工过程中，对施工现场采取必要的隔离措施，非工作人员严禁进入施工现场，所有的施工人员要合理佩戴安全防护用具。此外，为保证建筑物的安全，在强夯施工前应注意开挖减震沟，其深度控制在1.5m以上。