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强夯法在石方路基填筑中的应用论文
摘要：文章就离军高速公路路段路基的施工，阐述了路基填筑的施工工艺、质量要求及施工质量检测，分析了路基强夯处理后的效果。
关键词：强夯法；路基填筑；应用
离军高速公路K7+380～K7+500段填方路基位于三川河河道右侧，属河滩路段，常年受河水冲刷，为提高路堤的整体稳定性，施工时采用了石方填筑(该段路基位于上白霜隧道出口，石渣填料丰富)。在路基填筑施工中，每填高4m进行一次强夯处理，从而大大提高了路基的承载力和稳定性，有效避免了路基工后沉降。
强夯法又叫动力固结法，是用起重机械吊起夯锤后从高处自由下落，给填料以强大的冲击力和振动能量，使疏松的填料强制压缩致密，从而提高地基强度和稳定性，是减小变形量的一种施工方法。强夯法具有设备简单、功效高、工期短及成本低的特点。高填方路基用中等能量的夯击能(1500kN·m～3000kN·m)分层夯实，能大幅度提高地基的强度、均匀性和稳定性，有效减小地基的沉降变形，能够满足高等级公路及厂房建地基的建设要求。另外，强夯法也是处理湿陷性黄土等不良地质路段的一种非常有效的方法。
1 施工工艺
1.1 施工机具设备
(1)履带式强夯机。铸铁圆台形夯锤，锤底直径1.8m,锤重15t；夯锤的底部均匀等间距设置4个直径150mm上下贯通的通气孔，以减少夯击时夯锤着地瞬间空气对夯锤的向上托力和起吊时地面对夯锤的吸附力。提升设备的最大提升高度为20m，并配有自动脱钩装置。
(2)其他设备。装载机、自卸汽车、推土机、压路机等拉运及摊平碾压设备。
1.2 技术参数
(1)单点夯击能。根据设计加固深度4m，确定单击夯击能为2000kN·m。
(2)夯点间距及夯击遍数先点行两遍，后满夯一遍：第一遍2.5倍锤径梅花型布置，单点夯击次数不小于8击；第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间，夯击次数不小于8击；点夯最后两击的沉降量要求小于5cm；第三遍满夯夯平，每点夯击3次，夯痕搭接1／4夯锤直径。
(3)填料粒径。按填料最大粒径小于夯锤直径的1／3控制填料粒径。
(4)夯层厚度。根据选用的夯击能、夯点间距及夯击遍数，确定每填筑4m强夯一次。
强夯施工的设计技术参数须通过试验段施工(试夯)来检核修正。
1.3 工艺流程
试夯确定技术参数－平整场地－夯点放样－强夯机就位对点夯击－夯击完后整平场地－第二遍点夯－第三遍满夯－整平场地－检测设计指标。
1.4 施工要点
(1)单点试夯，确定单点最佳夯击能、最佳夯击次数、有效影响范围和深度，描绘夯击次数与夯沉量的关系曲线、夯击次数与累计夯沉量百分比关系曲线、夯坑及夯坑周围地表变形与夯击次数的关系曲线，检测设计的质量指标，修正施工技术参数，指导施工。
(2)夯击前，用推土机将层面推平，场地平整度要求小于10cm。
(3)用全站仪放样布点，并用石灰画出夯点。
(4)强夯机就位，按试夯确定的夯击次数进行单点夯击，单点夯击按由内而外隔行跳打的顺序。用水准仪测量最后两击的夯锤顶面高差，最后两击的沉降差小于5cm后移位至下一夯点夯击直至完成所有夯击点。夯机撤出场外，用推土机推平松散填料。
(5)用全站仪在第一遍夯点间放出第二遍的夯击点，重复第4条。推土机推平夯坑边松散填料，用级配填料补平夯坑。低击能单点满夯一遍，单击次数1-3次，完成本次强夯施工。
(6)夯完一层后，检测路基中线和标高，做好各项施工记录。
(7)检测路基承载力和变形量等指标。
1.5 施工注意事项
(1)强夯施工是路基填筑后的加固补强措施，不能代替路基填筑时的压实施工。
(2)强夯法施工时，试夯是一项必不可少的工作，它是确定正式施工技术参数的重要环节。
(3)单点夯击时，检测前后两击的沉降差时要测量夯锤的顶面高差而不是夯坑高差。
(4)强夯作业时，夯位要准确，落锤要平稳，夯击中如发生坑底倾斜，要用碎石补平后再进行夯击，夯点偏位过大的应纠正补夯。
(5)严格控制单位面积夯击能(即夯击能与夯锤底面积之比)，单位面积夯击能不能过小，过小则加固效果不好，但也不宜过大。一般单位面积夯击能取300kN·m／m2～500kN·m／m2。
(6)强夯施工时，如果填料是土则完成第一遍夯击后间隔一段时间后(间隔时间根据试验确定，根据土的性质及含水量的不同一般取4-10天)，再进行第二遍、第三遍的夯击。
(7)强夯作业的施工现场如果对周围居民的房屋及其他设施较近时应设监测点，必要时应采取隔振或防振措施。挖减振沟是减小强夯对周边振动的有效措施。
(8)施工现场要由专业人员指挥，指挥信号要明确，司机应按指挥信号进行操作。
(9)夯锤下及起重臂下严禁站人，现场工作人员必须佩戴安全帽，并要离夯点6m以外，以防飞石伤人。
(10)经常检查夯锤、自动脱钩装置及起重索具等是否完好，能否正常工作。
(11)夯锤起重时不可一次猛起，锤底离地后待机下人员离开夯锤后再继续提升。
2 质量要求及施工质量检测
2.1 质量要求
强夯加固后的基本要求是地基(路基)达到稳定、均匀和密实。
(1)地基承载力标准值R≥700kPa。
(2)变形指标：加固后地基(路基)顶面的综合回弹模量应不大于150MPa；加固后的路基经过一个雨季后总沉降量小于4cm。
2.2 施工质量检测
根据填料情况和设计目标，可选用不同方法检测地基的密实度、变形量和承载力。
(1)密度检测：采用灌水法测定大块石填料的单位体积重量，计算地基的密度，评价填筑路基的密实程度。
(2)回弹模量检测：通过测定地基在反复荷载作用下，压力和回弹变形之间的关系，并根据施加的压力和对应的回弹模量，计算地基的回弹模量。
(3)静力载荷试验：通过测定地基在静压力作用下，压力与变形、变形与时间的关系，根据施工的荷载和对应的变形值，计算地基的变形模量。
3 效果分析
本段路基经强夯处理后，通过地基回弹模量检测和载荷试验检测的数据分析，地基承载力得到了大幅的提高，地基的压缩模量得到了较大的改善，并且大大加快了施工速度。现离军高速已运营两年，该段路基整体稳定性良好，路面无开裂下沉现象。
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