高速公路路基施工中强夯法技术的应用

建筑科学　强夯在高填方路基上的应用及强夯施工　杜军　（大连市交通工程质量监督站　１　１　６０３７）　摘要：本文结合京承高速公路高填方路基的实际情况，重点阐述了强夯在高填方上的应用及强夯施工工艺。同时，就强夯的夯击　参数的确定进行了研究和探讨。　关键词：强夯高填方路基应用　施工　中图分类号；ＴＵ７ｌ　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３一Ｏ５３４（２ＯＯ７）Ｏ３（ｂ）Ｏｌｌ５　Ｏ２　１施工参数的确定　高填方路段正式强夯施工前，我们选取地　势平整、填料粒径均匀的路基进行工艺强　夯，确定相关夯击参数和施工工艺。路基填　料来源于挖方段，由风化砾岩、强风化英安　角砾岩所组成的土石混合填料。填料最大粒　径２６０ｍｍ，填料颗粒级配良好，不均匀系数　Ｃ．．＝８．５，曲率系数Ｃ　－二２．１。　１．１夯锤击数的确定　选取Ａ、Ｂ两点进行试夯，改变这两点锤　击次数，测量夯坑Ａ、Ｂ土下沉及拢起体积的　方式确定最佳锤击数，详见表ｌ：　通过Ａ、Ｂ夯坑土下沉与拢起体积的实　际测量，确定夯锤击数ｌ０次为最佳锤击数，即　夯锤夯下的体积与拢起的体积大致相等。　１，２夯点距离确定　本次试验采用埋石灰桩和计算两种方法，　对夯点净距和夯点中心距离进行综合确定。　１）石灰桩法测定：　夯前在路段纵向每０．４ｍ埋设一根不同深　度的石灰桩，每根石灰桩深度距离为ｌｍ，然后　在Ａ点进行夯击，夯击完毕后开挖测量，由图　中可得该夯对土的侧向。　振动液化影响距离为１．６ｍ，即在１．６ｍ以　表１夯坑Ａ、Ｂ土下沉及拢起体积　旁击　旁坑＾　旁坑Ｂ　次数　坑旁坑土下沉体　坑侧土抱赶体积　旁坑土下沉与抱　坑旁坑土下沉体　坑侧土抱赶体积　旁坑土下沉与抱　ｆ攒　积／　／　赶体积之差／　粤｛／　／ｍ　赶体积之差／　ｌ　０　２３２　０２　０．２ｌ２　０．２３８　０．０２５　０．２１３　２　０．１３ｌ　０．０２１　０．１１０　０．１４．４　０．０２２　０，ｌｌ２　３　０．０９７　０．０１８　ｎ０６９　０．０７９　０．０１７　０．０７２　４　０．０９１　０．０１７　０　Ｏ６３　０．０８２　０　０ｌＳ　０．０６４　５　０．０５１　０．０１５　０．０３６　０．０６４　０．０１６　０　０３６　６　０．０３６　０．０１２　０．０２４　０．０４１　０．０１５　０．０２２　７　０．０２９　０．０１４　０．０ｌ５　０　０３５　０．０ｌ８　０．０１２　８　０．０２９　０．００１５　０．０１４　０．Ｏ２９　０．０ｌ５　０．０ｌ４　９　０．０１５　０．０１６　—０．００ｌ　０．０３０　０．０１４　０．０１６　ｌ０　０．０１２　０．０１６　—０．００４　０．０１５　０．０１５　０　ｌｌ　０．０１１　０．０１４　—０．００３　０．０１３　０．０ｌ６　－０．００３　ｌ２　０．０１３　０．０１５　—０　００２　０．０ｌ６　０．０１７　—０．００１　表２主要施工机械、设备　序号　机且名称　规格　单位　数量　ｌ　履带式吊机　ＫＵ１２０７型５０Ｔ　台　２　２　夯锤　ｌ０Ｔ　小　３　３　推土机　Ｔ豫２０　台　ｌ　４　经纬仪　６”　台　ｌ　５　水准仪　台　ｌ　表３　Ｎ６３．５标准重力式触探仪测试值　、＼点数　＼　ｌ　２　３　４　５　６　实测项目、＼、　＼　夯前Ｎ６３．５（击、１０ｃｍ）　２４　２７　２８　２３　２５　２３　夯前承载力［　８３０　８８５　９００　８ｏ５　８５０　８０５　夯后Ｎ６３．５（击、ｌＯｃｍ）　３５　３７　４２　４３　３４　３９　夯前承载力［　９７０　９８２　ｌＯｌ２　ｌＯｌ８　９６２　９９４　承载力之差［Ｒ　１４０　９７　ｌｌ２　２ｌ３　Ｕ２　１８９　外埋设的石灰桩侧向位移很小。　２）对该段路基进行分析，计算：　在强夯路段取土进行颗粒分析试验，求得　粒径＞２ｍｍ土占全土重的８３％，属于砾类土，　查《公路路基设｛＋规范￣（ＪＩＪＯ１　３—９５）泊松比　（即土的侧向膨胀系数）为０．１５≤Ｕ≤０．２。通　过对做无侧限抗压试验，测得Ｕ＝０．１９。落距　为ｌＯｍ时，给定夯锤有效影响深度为５ｍ。算　得夯锤的侧向影响距离为：５００　Ｘ　０．１９＝９５　Ｃ　ｍ。　综合石灰桩法所测得结果及计算法所算出　的结果，夯点的距离为：２　Ｘ　ｌ　２　５＋２　２　５＝　４７５ｃｍ，最后确定两夯点中心间距为４５０ｃｍ　详见图２。　最后确定强夯的施工参数为：夯锤落距　ｌ０ｍ，每夯坑夯击ｌ０次，两相邻夯坑中心点间　距为４．５ｍ。　２路基强夯施工　高填方路基采用分层碾压，每５０ｃｍ一层，　控制每层压实度不小于设计值９　５％，每填高　５ｍ后强夯一次。我们按照工艺强夯所确定的：　夯锤落距ｌ０ｍ，每夯坑夯击ｌ０次，两相邻夯坑　中心点间距为４．５ｍ。施工步骤如下：　（１）清理平整场地。　（２）标出第～遍夯点位置，并测量场地高　程。　（３）起重机就位，检查机械工作情况和安全　防护措施，检查夯锤通气孔是否畅通，使夯锤对　准夯点位置。　（４）测量夯前锤顶高程　（５）将夯锤起吊到预定高程，待夯锤脱钩自　由下落，放下吊钩，测量夯锤顶面高程。若发　现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜，应及时将夯坑　秀坑　——＿＿＝　一～一上一一一ｊ一　！Ｉ‘　ｌ　ｌ　

科技创新与应用ｌ　２０１３年第２２期　路桥科技　浅谈强夯法在公路路基加固施工中的应用　

杨明足　（江大洋建设集团有限公司，浙江台州３１７０００）　摘要：在公路工程施工中，强夯法在加固软土路基的施工处理中是十分常见的，该技术处治效果显著，可以提高处治后路基的　投入使用期。文章结合笔者多年的工作经历，详细阐述了强夯法在公路路基加固施工中的具体应用，借鉴经验并规范作业，从而　达到质量要求，也为道路加固施工提供了宝贵的借鉴资料。　关键词：强夯法；路基；加固施工　强夯法，又称为动力固结法或者动力压实法，是法国工程师　Ｍｅｎａｒｄ在上世纪六十年代后期提出的，是处理地基的一种切实有效　的方法。具体来说，强夯法，就是应用简单的物理应用，通过起重机　将一定重量的锤反复升到一定的高度，然后将锤自由下放，依靠锤　下落过程中所产生的巨大的冲击力和震动能量把填筑材料和原路　基进行挤压，以提高土体的压实度，改善地基的性质和承载能力。该　方法可以有效的提高工程进度，缩短工期，可以在高填方路基施工　中加强填料与原地面的结合，此外，该技术对于路基填料的要求并　不严格，因此，强夯法越来越多的受到工程界的青睐与应用。　１工程概况　我省某公路工程，沿途经过大片山陵地区，山势险要，沟谷群　生，地形起伏较大，地质情况复杂多变。该公路工程中Ｋ３５＋４２７～　Ｋ３５＋６６０段为高填方地段，最高可达到６２ｍ，在回填施工时，就采用　强夯机具进行夯实。下面将结合笔者的工作经历，详谈该路段路基　加固施工中强夯法的应用。　２试验路段施工　２．１施工准备　对原地面进行初步的压实；进行施工放样，精准测量坡脚线；选　择合适的填料，可以选用前面路段的挖方材料作为试验路段的填　料，土质为砂性土，液限３３．０，塑限２９．０，塑性指数４．０。在填筑之前，　可以在料场进行挖坑、防水、闷料等工作，以保证填料的含水量。　２．２施工机械的选用　准备一台强夯设备，锤重为１７ｔ，锤底为圆形，面积为５．１２ｒｎ２，其　上设置４个排气孔，重锤的最大落距为１６．５ｍ，最大单击夯击能为　２７４９ｋＮ・ｍ。一台７５ｋＷ推土机，一台ＰＣ４００挖掘机，１０台卡拉斯自　卸车等，此外，还需要洒水车一辆，确保材料的运输、摊铺与洒水工　作能够顺利进行。　２－３工程施工　首先要处理下地面，为了保证强夯机能够正常的工作，需要提　前彻底清理原地面草皮和腐殖土，并用压路机进行初步碾压，可回　填部分低洼地段。按照１：２５０的比例测绘强夯场地的平面图，并在　图上布设两遍主夯的夯击点，然后进行实地的放线测量，并根据实　际情况调整夯击点，确保准确无误。接下来调整锤吊高度，根据锤重　和夯击能来计算出锤吊高度。然后就可以进行分层回填工作，每层　厚度要小于０．５米，在回填之后要要推土机整平，然后进行碾压，在　碾压好之后再回填下一层。最后，进行强夯施工，将起重机就位，测　量好重锤的高度并使夯锤对准夯击点。将重锤吊到预定高度，在夯　锤脱钩之后就放下吊钩，及时检测坑底是否倾斜，并进行整平工作。　根据要求的夯击次数和标准，反复试验以上夯锤施工的步骤，完成　对一个夯点的夯击工作，之后再进行下一个夯点的施工，再用推土　机填平夯坑，测量场地高程。参照以上步骤，进行第二遍夯击工作，　测量夯实场地的高程，计算出总体的沉降量。　３施工检测　３．１强夯路基的质量检测，包括施工过程中的质量监测以及夯　后路基的质量检验，这其中前者更为重要，必须认真记录并检查施　工过程中的各项测试数据和施工记录，以便能够及时采取有效措施　补夯等。在强夯施工结束后要隔一定的时间再检验路基质量，具体　的时间间隔要根据具体土质情况等而定，一般来说，对于碎石土和　砂土路基，可以在８—１４天之后进行质量检验；而对于低饱和度的粉　土和粘性土路基，时间可以延长一倍左右。强夯路基质量检验的数　量要根据场地的复杂程度和建筑物的重要性综合考虑而确定，并且　要考虑到检测方法可能出现的误差因素，通常，对于简单场地上的　一般建筑物要检验至少三处；而对于复杂场地或者重要建筑物要适　当的增加检验点数。　３．２用水准仪塔尺及小钢尺进行沉降量的检测；根据建筑面积　

工程技术　Ｑ：Ｑ９　Ｓｏｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎ０Ｉｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　浅谈强夯法在路基工程中的应用　张凌江　（郑州铁路局土地房产管理处　河南郑州４５００５２）　摘要：在铁路路基施工时经常会遇到不同地基满足不了设计要求，需要进行地基处理。常用的路基处理方法很多，强奔法适用于处　理碎石土，砂土、低饱和度的粉土与毒占性土．湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。　关键词：强夯法　路基施工　地基处理　中图分类号：Ｕ　４　１　８．６　文献标识码：Ｂ　文章编号：１　６７２－－３　７９１（２０１　ｏ）ｏ３（ｃ）－Ｏ１　２３—０１　１强夯法　强夯法又叫动力固结法，是将重锤（一　般ｌ００ｋＮ～４００ｋＮ）从高处自由落下（一般为　６ｍ～４０ｍ），给地基以冲击能和振动。强夯法　不仅能提高地基的强度，降低其压缩性，而　且还能改善其抵抗液化的能力和消除黄土　的湿陷性。它适用于处理碎石土、砂土、低　饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填　土和素填土等地基。是我国目前最为常用　和最经济的深层地基处理方法之一。　强夯施工方法具有施工机具简单，施　工方便，加固地基效果显著，适用范围广　泛，能缩短工期和降低工程造价等优点。在　我国强夯法用来加固碎石土、砂土、黏性　土、杂填土及湿陷性黄土等地基土。强夯法　处理地基效果主要取决于方案的设计，强　夯方案设计的合理就能达到预期的效果，　相反，不仅事倍功半，而且，有可能破坏地　基，强夯方案设计主要根据场地的工程地　质条件和要求的提高承载力和改善均匀性　的预期效果，合理的选择夯击能夯锤面积，　恰当地确定夯与及夯击数及施工条件。　２工程概况　某铁路工程２标段施工开展后，发现　Ｋ０＋７８Ｏ—Ｋ０＋ｌ０６０路段土质松散，不能直接作　为道路路基，必须进行路基处理。该路段岩土　层分布及特征自上而下分述如下：（１）粉土，　褐黄色，稍湿，稍密一中密，平均厚度２．０６ｍ；　承载力标准值ｆ　，＝１　２　１　ＭＰａ，压缩模量　Ｅ　＝８．５ＭＰａ；（２）粉砂，浅黄色，稍湿，稍密～　中密，砂质较纯，平均厚度２．０７ｍ；承载力标　准值ｆｋ＝ｌ２４ＭＰａ，压缩模量Ｅｓ＝ｌ１．５ＭＰａ；（３）　细砂，浅黄色，稍湿，中密～密实，砂质纯，平　均厚度５．５２ｍ｝承载力标准值ｆｋ＝１８０ＭＰａ，压　缩模量Ｅｓ＝ｌ３．５ＭＰａ；（４）粉土，褐黄色，稍湿，　中密，平均厚度２．２　３ｍ；承载力标准值　ｆ　＝１６ＯＭＰａ，压缩模量Ｅ　：ｌ１．２ＭＰａ。　现将砂坑回填并分层碾压密实，然后　强夯，为保证均匀沉降，对原状土也进行强　夯。由于场地地质条件复杂，既要提高承载　力，又要提高土层的压缩模量，增加场地均　匀性，经综合考虑，采用强夯法进行地基处　理，及节省工程造价，由于施工快捷，预期　效果较好。　３强夯加固地基设计　３．１设计参数　（１）强夯处理范围。Ｋ０＋７８０～Ｋ０＋１０６０　段路基边坡坡脚线７ｍ。有效强夯处理地基　面积为１５７８ｍ　。　（２）强夯单击夯击能。重锤选用质量为　２０ｔ、地面面积为２．５～４ｍ　。的圆形铸铁锤或　钢板包砼锤，锤底对称设置５个直径为５ｃｍ　的排气孔。　３．２试夯　强夯法加固非饱和土基于动力压密的　概念。目前设计上基本是半经验的，还没有　一套成熟完善的理论和计算方法，因此强　夯施工前，应在施工现场有代表性的场地　上选取一个或几个试验区，进行试夯或试　验性施工。试验区数量应根据建筑场地复　杂程度、建设规模及建筑类型确定。应在填　埋区及原状土区分别选择试验区。　（１）夯击能选择。　Ａ、按Ｍｅｎａｒｄ修正公式，用下式计算：　、　（式１）其中：　－＿加固深度，　一锤重，五　落距，　一修正系数，取０．５。　填土区厚度一般为８～１０ｍ，考虑表面有　机质含量大于１０％的生活垃圾不宜直接强夯　后做基础持力层，需要清除，从基础底标高起　夯，考虑基础埋深问题，基础底面‘标高至少～　２ｍ，实际强夯最大加固深度在７ｍ左右。　工程分４遍夯实，第ｌ～２遍为点夯，夯　点布置成梅花状，夯点间距为７ｍ～９ｍ，第２　遍夯击点位布置于第ｌ遍夯击点之间。第　ｌ～２遍夯击次数为６～９次。第３遍也为点　夯，夯点间距为４ｍ～５ｍ，夯击点位布置于　第１～２遍夯击点之间，夯击次数为４～６０：，　要求最后两击的平均夯沉量小于５０ｒａｍ。第　４遍为满夯，锤印搭接１／３左右，夯击次数　为两次，单击夯击能为１５００ｋＮ・ｍ（重锤落　距为７．５ｍ）。　（２）试验及监测。　试夯结束后，应及时委托地质部门对加　固地基进行检测，为大面积施工选择合理的　设计与施工参数，试验内容包括：载荷试验，　以确定强夯后地基承载力标准值。标准贯入　试验，辅助载荷试验判定强夯加固工艺提高　地基承载力并确定有效加固深度。其他土工　试验，测量内容应每隔５０ｃｍ取土样，夯面下测　定土的干密度，湿陷系数指标。施工过程中，　对每个建筑地基抽检验点不应少于３处。在采　用上述参数的情况下，设计强夯处理宽度为　５２ｍ，而路基底宽平均约４３ｍ，即处理宽度超　出路基边缘４ｍ，满足设计要求。平均单位夯　击能约为１５ｏ０ｋＮ．ｍ／ｍ　强夯后，地基承载力提高了６７％。更主　要的是，强夯后的杂填土地基具有较好的　均匀性，解决了负摩阻力问题，满足了基础　设计的强度和变形要求。　４施工工艺　该段强夯施工采用分期分段施工，根　据地质钻探资料，清除表土后，按软弱土层　厚度不同，把强夯处理地段分成有效加固　深度为７～１０ｍ区和有效加固深度为４～７ｍ　区。　试夯设计一试夯一试夯检测一修正试　夯参数一再试夯一强夯设计～信息反馈一　夯后检测一验收交工。　起重机选用５０ｔ￣Ｎ１　５ｔ履带式起重机，每　月每机处理面积约５０００ｍ　，根据工程量大小　及工期要求，进场两台设备，５０ｔ履带式起重　机进行３０ｏ０ｋＮ・ｍ夯能施工任务，１５ｔ履带式　起重机进行１Ｏ００ｋＮ・ｍ夯能施工任务，当需　要增加夯击能时，５０吨可以进行６０００ｋＮ・ｍ强　夯施工，１５ｔ可以进行３０００ｋＮ・ｍ强夯施工。　强夯施工过程中，基本的技术要求是：　单位夯击能、击数、收锤标准要严格按照设　计要求进行。夯点偏位不得大于５ａｍ。对于　夯坑过深、起锤困难、达不到要求的夯点，　在满夯前必须进行补夯。由于该场地回填　土较深，结构松散，土的压缩性较高，每一　遍夯实后，用推土机进行场地平整，碾压平　整，并检测碾压效果。有组织地按顺序进行　夯击施工，并进行详细的施工记录，避免偏　夯、漏夯。强夯施工应先深后浅，即先加固　深层土，再加固中层土，最后加固表层土。　５保证质量措施　（１）施工前应通过试验确定强夯施工　技术参数。（２）夯击前应先平整场地，周围　作好排水沟，并应先对夯点放线定位，标　出第一遍夯点位置，起重机就位时，夯锤　应对准夯点位置，发现因坑地倾斜而造成　夯锤歪斜时应及时将坑地整平。强夯施工　前应检查夯锤重和落距，以确保单击夯击　能符合要求。（３）每遍夯击前，应对夯点放　线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现　偏差和漏夯应及时纠正。应按设计要求检　查每隔夯点的夯击次数和每击的夯沉量，　施工过程中应对各项参数及施工情况作　好详细质量记录。　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　１　

山西科技ＳＨＡＮＸＩ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　２０１０年第２５卷第４期　●应用技术　

强夯法在贵州高等级公路特殊路基中的应用　

刘宏力，陈华兴，龙　森　

（贵州省交通规划勘察设计研究院，贵州贵阳，５５０００１）　摘要：介绍了强夯法的工程应用，分析了地基土的强夯加固基本原理，结合贵州高等级公路路　基的特征，运用强夯法进行处理、　关键词：强夯法；岩溶路基；采空区；高填方　中图分类号：Ｕ４１６．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—６４２９（２０１０）０４—０ｌ　１５～０２　

强夯法在国际上称为动力压实法或动力固结法，这种方法　是反复将夯锤提到高处使其自由落下，给地基以冲击和振动能　量，将地基土夯实，从而提高地基的承载力，降低压缩性，改善地　基性能。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘　性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。　１强夯法的加固机理　１．１　加固非饱和土的原理　采用强夯法加固非饱和土是基于动力压实的概念，即用冲　击型动力荷载，使土体中的空隙体积减少，土体变得更为密实，　从而提高其强度。在非饱和土，特别是孔隙多、颗粒粗大的土中，　高能量的夯击对土的作用不同于机械初压、振动压实和重锤夯　实。巨大的夯击能量产生的冲击波和动应力在土中传播，使颗粒　破碎或使颗粒产生瞬间的相对运动，从面孔隙中气泡迅速排出　或压缩，孔隙体积减少，形成较密实的结构。　１．２加固饱和土的原理　强夯法处理饱和黏性土时，巨大的冲击能量在土中产生很　大的应力波，破坏土体原有的结构，使土体局部发生液化，产生　许多裂隙，增加排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力　消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得以提高，这就是动　力固结。强夯法处理细颗粒饱和粘土时，巨大的冲击能量在土中　产生很大的应力波，破坏土体原有的结构，使土体局部发生液　化，产生许多裂隙，增加排水通道，使孑Ｌ隙水顺利逸出，待超孔隙　水压力消散后，土体固结。　１　３强夯置换原理　强夯置换法加固地基的机理与强夯法截然不同。强夯法是　通过巨大的夯击能改变被加固土体的本身性质，主要是提高密　度，从而改善其工程力学性质，处理后的地基独立发挥地基的持