高速公路路基施工技术探索

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摘要:以某高速公路为研究对象，依据现场路基施工实际情况计划选择强夯法技术进行施工，首先简述强夯法适用条件、通过细致分析应用强夯法之前进行的试验检测、分析以及位移测量，结合强夯法试验结果，最终确定该路基施工项目使用强夯法施工，并制定了具体工艺流程，从而解决了此项高速公路路基施工的技术问题。

关键词:强夯法，高速公路，路基施工，试验检测

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某高速公路路基施工项目基本概述

某高速公路呈现东北方向发展，全程经过6个市县长度达到270．29km，是两省连接的主要国道通道。由于该高速公路建设项目所在区域存在独立的地质单元，其基层为中侏罗纪火山岩与早白垩纪泥岩以及泥质粉砂岩底层结合，整体上岩石的强度偏低，缺乏良好的抗风化能力，符合我国《湿陷性黄土地区建设规范》中的相关内容描述。在对该地区进行工程地质勘察中也发现该路段的原生黄土与冲洪积次生黄土较多，虽然有碎石与砾石相隔，但在地基深层位置存在大量的湿陷性粘土，其最厚位置为20m，但平均厚度只有6m左右。根据该公路路基施工项目的技术标准，在面对这种饱和度偏低的粉性土、砂性土与粘土地质结构时应该采用强夯法进行地基处理。强夯法主要是根据地面所需要的夯击能能量，结合夯锤自重与夯锤吊起高度自然下落后产生对于地面的夯击能量，引发土体的明显压缩，并排挤出土体中多余的空隙水分与气体。在经过多次重复夯击后土体就会固结，确保地基承载能力有效提升。

2某高速公路路基施工项目施工设备选择

2．1起重机的选择与施工注意要点。某高速公路路基施工项目选择了重力大于15t的履带式装备，该设备行走灵活，且具有稳定性能，也具备一定起重高度(最高高度可达到14m)。在施工中为了避免夯锤下落导致吊臂回弹后仰造成起重机翻倒危险，施工中特别根据夯锤升起后的高度结合设备最高重心进行了计算，适当为其添加了钢质桅杆设施以保证起重机受力平衡，提高其工作安全稳定性。2．2夯锤的选择与施工注意要点。为了确保夯锤静压力值最高在30kPa～40kPa范围内，该工程施工中将夯锤自重设置在10t～20t左右，上下底面直径则设计为2m。在高速公路路基施工中，采用厚钢板焊接夯锤，并在其中填筑水泥混凝土凝固。该路基施工还充分考虑到夯锤夯击地面后所排出的气体部分会降低空气所形成的阻隔反作用力，因此在夯锤制作过程中在其上下底面还预留了一定数量直径为25cm左右的夯锤圆孔，确保夯锤对路基均匀产生夯击力量。

3某高速公路路基施工项目强夯法应用试验分析

该高速公路路基施工项目在应用强夯法之前进行了试验检测、分析以及位移测量，具体试验技术流程如下。3．1对强夯法的试验检测。采用强夯法首先处理湿陷性黄土，对土体受压变形、含水量以及固结过程等等外部影响因素进行分析，全面确保路基强夯后的安全稳定性(达到项目设计地基承载力要求)。为此，该路基工程施工项目就选择了现场试验检测上述参数。首先明确了现场试验方案中强夯处理所产生的夯击功能在1000kN•m，设计夯锤中15t，夯锤上下底面直径为25m。在施工现场路基地面上设置边长为5m的正方形画布网格，然后主要夯击正方形的中心点位置，即进行间隔夯击，保证整块夯击地基沉降大约0．5m左右，而每点两次的夯击平均沉降控制在5cm以内，再者就是确保每点8次夯击压实度在50%以上。其次在夯击过程中要准确监测夯击前后变化的相关指标，并提取相关观测数据结合施工路段布设至少4个沉降标观测地基沉降数据。该工程在试验操作中希望利用混凝土加固配合钢管的方法做好沉降杯的保护工作，避免沉降杯被破坏。另外就是在夯击点埋设了孔隙水压力测头，结合试验要求划分3组，其中每组按照一定深度与距离布设孔隙水压力测头。3．2对强夯法的试验分析。在确定夯击点与夯击次数后观察夯击法试验中地基沉降量的变化曲线。在观察中发现最后两次夯击的平均沉降量可作为控制指标，在每点夯击4次左右就能满足夯击施工要求。所以该工程也按照沉降量控制指标结合每点需要夯击至少8次以期望施工技术达标。以下结合试验内容给出该路基施工的夯击次数，如下:N=E×S×dW×H。其中，E为单位土体所需要的夯击能量，kN•m;S为夯锤锤底面的实际面积，m2;d为地基改良深度目标值，m;W为夯锤总量，t;H为落锤高度，m。该工程结合实际情况代入数据进行计算，配合上式计算得出了按照10次夯击所产生的夯击能量。根据夯击能量结果给出强夯影响深度的一般经验公式如下:D=槡aWH。其中，a为受到多种外界因素影响后所产生的经验系数，它可应用于强夯法施工中作为一个具体的经验系数变数，结合夯锤的夯击高度、夯击力量在3．5m～5．0m厚度的湿陷性黄土土层进行夯击是可行的。另外，在路基施工中结合压实度检测指标对10次夯击中的压实度平均值进行分析后发现，该路基施工中采用夯击法的平均压实值都在90%以上，基本可满足施工要求，一般来说在夯击第8次前数据变化明显，第9次、10次夯击后数据变化不大，这说明路基在第8次之后已经完全压实，压实度已经超过90%。而在强夯前后的静力触探曲线方面，其路基在填筑后的静力触探曲线表现更明显。因此可得出结论，在强夯后地基的强度变高，静力触探值则要高于10MPa。3．3对位移的试验分析。该高速公路路基施工项目在采用强夯法过程中一定会出现位移，这从通车后路基顶面沉降变化就能观测出来。强夯后虽然该施工中路基虽然出现了明显沉降，但总的沉降值偏小，基本满足对路基沉降指标的基本技术要求。不过在采用低能量进行多次夯击后路基可能存在一定的位移，这种位移会导致路肩侧向挤出一定的变形值，结合这一变形值进行观测得出路基路肩位置的侧向挤出变形观测值，如表1所示。针对该高速公路段的路堤路肩填方位置进行强夯压实(夯击能量为1000kN•m)，并按照正方形布设夯点位置，夯锤中心间距设置在4．0m，可单点夯击6次～10次。以表1中6次夯击为例，最初4次表面松散土被夯平，路基沉降值数据变化较大，但在第5次、6次时数据基本趋向于稳定，压实度与夯击沉降度基本无变化，说明路基已被夯击压实。所以结合上述该高速公路路基施工项目强夯法试验结果总结分析，该路段可以采用强夯法夯击加固路基，其夯击强度也满足施工项目设计技术要求［1］。

4某高速公路路基施工项目强夯法施工工艺流程

结合强夯法试验结果，该高速公路路基施工项目顺利展开，其施工工艺流程主要如下:首先第一步清理、整平施工现场，保持施工现场清洁无杂物。第二，测定施工路段地基的原始标高，同时布设夯锤落点位置。第三，结合设计高度用起重机将夯锤吊起并自然释放，保证夯锤以自由落体的方式下落，夯击地面自然成坑，夯击后要调整好路基平整度，确保坑底平整度达标。第四，结合施工设计要求用起重机重复吊起夯锤自然下落，完成设计规定的夯击次数。第五，按照点夯方法将地面平整。该工程采用到了1000kN•m的夯击力量实施满夯，在满夯两次后将地面重新整平。最后，记录强夯后的地基标高，按指定时间间隔，重复上述流程采用低能满夯的方法夯击下一点，做好地基高程测量工作［2］。

5结语

采用强夯法可解决某些湿陷性黄土或粉质土壤路段高速公路路基施工难题，而且该技术体系相对成熟，对数据的测量与记录相对精确，可以成为当前高速公路路基施工建设的主力技术。

参考文献:

［1］王莉莉．强夯法在高速公路路基施工技术中的应用［J］．山西建筑，2018，44(21):124-125．

［2］张睿．强夯法在高速公路软土路基处治中的研究［J］．交通世界(上旬刊)，2017(11):76-77．

作者:李红锋 单位:山西平阳路桥有限公司