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高速公路填石路基強夯處理
導語：強夯法即強力夯實法，又稱動力固結法。是利用大型履帶式強夯機將8-40噸的重錘從6-40米高度自由落下，對土進行強力夯實，迅速提高地基的承載力及壓縮模量，形成比較均勻的、密實的地基，在地基一定深度內改變了地基土的孔隙分布。強夯法施工已廣泛運用到高速公路鐵路，機場、核電站、大工業(yè)區(qū)、港口填海等基礎加固工程。優(yōu)點工期短、效果好、造價低。
1前言
高速公路特殊的交通功能和長期的建設實踐證明：必須要求路基(堤)密實、均勻，以減少路堤沉降、提高路堤的穩(wěn)定性與耐久性，保證路面處于良好的運營服務水平。填方路堤施工是高速公路工程施工中一個非常重要的環(huán)節(jié)，需要精心組織、精心施工，確保工程質量。通常，當填方路堤的填筑材料粒徑大于2mm的顆粒含量大于70%，粒徑小于O.074mm的顆粒含量少于15%時，就稱為石質路堤，即填石路堤。填石路堤要做到密實、均勻、穩(wěn)定，施工難度很大，解決好填石路堤的壓實方法、質量控制和施工檢測，是當前高速公路工程建設的重要研究課題。
2高填斜坡地帶填石路堤沉降變形的原因分析
2.1現(xiàn)行公路工程技術規(guī)范要求填石路堤使用的壓實機具噸位偏低，碾壓功能有限，壓實工藝不足。
2.2現(xiàn)行公路工程技術規(guī)范要求路堤的壓實度標準為：O～0.8m不少于95%;0.8～1.5m不少于93%;1.5m以下不少于90%，而大于6m以上的填石路堤均會產(chǎn)生較大的自重荷載，使填筑路堤發(fā)生壓實沉降。
2.3高填斜坡地帶填石路堤，在縱向與橫向斷面上存在著自然客觀的差異沉降變形。通常，斜坡地帶填石路堤的層底難以壓實，為了形成壓實作業(yè)層的工作面，需不斷調整作業(yè)層的松鋪厚度，以避免同一斷面上密實度不均勻。
2.4填石路堤采用的山體爆破石塊，難免存在著大于1/2～2/2層厚的石塊，且級配不好，而常規(guī)壓實機械的振動壓實功能不足，必然會形成較多石塊的點面接觸，這種不穩(wěn)定石塊骨架間存在的空隙，不能使石塊間達到緊密嵌擠咬合狀態(tài)，因此就容易產(chǎn)生不均勻的沉降變形。
3高填斜坡地帶填石路堤的強夯處理施工工藝
由于強夯壓實的作用深度大，施工功率慢，施工工期長，施工成本費用高，所以不可能對每層填石材料都進行強夯壓實處理。實際施工中，對洛三高速公路第四合同段的K50+100～K50+500段高填斜坡地帶填石路堤進行了兩次強夯壓實，施工工藝組合為：先采用常規(guī)的壓路機械進行填料的分層壓實，待填筑壓實到35.1m至49.2m(路基中線標高距路基設計頂面3.7m至10.8m)后，采用了強夯作業(yè)方法進行第一遍強夯處理，達到路基設計標高后進行第二遍強夯處理。
3.1強夯設備
強夯設備是由起重機和夯錘兩部分組成。該施工段采用的起重機是波蘭產(chǎn)的KUl207履帶吊車，起吊高度17.6米，采用的夯錘底面成圓形，直徑2.25m，總重17.4KN。每擊的夯擊能量為：
E=174.4KN×17.6m.3070KN·m
3.2強夯參數(shù)試驗
強夯參數(shù)試驗的目的是選定強夯施工參數(shù)。試驗時先進行單點試驗，再根據(jù)單點試驗的結果布置試驗區(qū)進行區(qū)域試驗，最后綜合確定強夯施工參數(shù)。
3.3強夯施工工藝
3.3.1確定強夯施工參數(shù)
首先進行單點試驗和區(qū)域試驗，據(jù)此確定強夯施工參數(shù)。
3.3.2施工放樣
先繪制施工圖，布置好夯點位置，按要求用石灰放出夯點位置，誤差不得大于10cm。
3.3.3夯擊
要求逐點連續(xù)夯擊，退行。定時測量夯錘起吊高度，確保夯擊能量。每個夯點夯前和最后3擊測量夯錘底面高程。夯擊完成后推平碾壓。
3.3.4場地高程測量
用水準儀按3.3mx3.3m方格網(wǎng)測量強夯前后場地高程，計算出平均夯沉量。
3.3.5強夯施工質量控制
A.密實度檢測
用灌水法或灌砂法逐層檢測密實度，每層深度為1.0m。試坑直徑80～90cm，測點深度不小于70cm。每5000m2檢測一點，不足5000m2也應檢測一點。
B.強夯施工參數(shù)控制
施工中每10個施工日抽測一次夯錘落距。每天抽測一個夯點的夯擊擊數(shù)、兩個夯坑的總深度及最后兩擊平均沉降差。每2500m2檢測縱橫各8個夯點的一個區(qū)域的夯點中心距。夯點擊數(shù)少于規(guī)定值或夯點中心距大于規(guī)定值時應及時補夯。
4結束語
綜合上述分析及工程實踐，提出如下結論：
4.1高填斜坡地帶高速公路填石路堤存在客觀的差異沉降變形因素，采用常規(guī)的壓路機械碾壓施工，盡管路基填料壓實度能滿足規(guī)范要求，但是在路堤內還存有一定量的空隙。
4.2強夯處理能最大限度地減少填石路堤之間填料的空隙量，對已按常規(guī)壓路機械壓實后的填石路堤進行強夯處理，效果顯著，如強夯影響深度達到7米以上，夯后壓實度提高了5.5%，平均夯沉量43cm。考慮強夯處理的作用深度大，施工工期長，施工成本費用高等因素，施工中不能對每層填石路堤都進行強夯處理，建議只對高速公路填石路堤93區(qū)和95區(qū)進行強夯處理，能有效地提高工程質量和經(jīng)濟效益。
4.3對高填斜坡地帶高速公路填石路堤進行一定次數(shù)的強夯處理，能從根本上減少路堤沉降隱患，提高路堤的整體強度，保證其穩(wěn)定性和耐久性，從而大大提高高速公路的修建質量。
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