强夯技术在高速公路路基施工中的应用

　　当前，全国高速公路建设方兴未艾，投入在逐步加大。由于高速公路建设要求高、工期短、点多面广范围大，在施工中需要不断创新，运用新技术、新工艺成为必然。近年来，强夯路基技术在逐渐推广使用，并且取得了一定的效果。强夯分为主夯、副夯和满夯三个阶段，是改变深层土体结构的动力方法，其原理是：将很重的锤(一般为10-20T)起吊到一定的高度(一般应大于10m小于15m，个别情况最大高度可达20m)，后自由落下，使其很大的势能转变成冲击能即势能，按下式计算E=m×h(t·m)，W=E×10KNm，其中E-势能，m-锤质量(t)，h-自由落体提升高度(m)。这种势能转换为冲击能，同时产生巨大的冲击波和冲击力。如此反复冲击地面，使深层湿陷黄土的结构产生裂隙，便结构破坏，孔隙变小，水份从孔道被强行挤压出去，减少压实土的含水量，增加土的密度，达到处理湿陷黄土的目的。 
　　沪昆高速公路昌金段全长168Km，因地质各异，在部分路段路基施工中采用了强夯技术。在B4-3标(哈尔滨华龙交通建设有限公司)承建的路基中有一段(K503+020-K505+500)土质为湿陷性黄土，经批准，同意采用强夯技术处理。其工作的主要内容如下：  　　 
　　一、夯实机具的选择  　　 
　　因该段路基的湿陷性黄土较深一般3-6m，因此要求影响深度应为6m以上。其影响深度按下式计算： 
　　H＝a·w·h 
　　式中H-加固影响深度(m) 
　　W-锤重(KN)＝吨·l0(KN/T) 
　　H-落距(m) 
　　A-系数取0.35 
　　依上式反推， 
　　设H＝6m，W·h=2938×78KN·m. 
　　当影响深度为5m时，W·h为2000KN·m. 
　　由此可知，如2OT锤下落高度为15m方能满足影响深度为6m|考试|大|时的要求，但落距一般不得小于6m，通常为10-15m，显然10T锤不能满足6m影响深度要求。加固深度为4.5m时，落距2Om，10T锤同样不能满足设计要求，因此，该路基段要求夯锤自重为20T，落距在6-15m方能满足要求。  　　 
　　二、试验段开工报告  　　 
　　1.试验段开工报告按分项工报告要求报监理工程师审批； 
　　2.试验段长度一般选50-100m为宜； 
　　3.编制夯点布置图，测量放样要求确保设计要求的夯击影响面积； 
　　4.试验段应认真清表，清除草根树根等杂物及建筑垃圾等，使地基表面平整，要求用平地机推平，压路机碾压1-2遍，陡坎部位应能为布置下强夯点为准，填前强夯必须满足设计面积； 
　　5.试验前，应调查施工段的周围有存在建筑物、构造物、地下设施高压电线、电缆、供水管线等； 
　　6.布设主夯点和副夯点，锤底倾斜度应小于30°，否则填土整平； 
　　7.布设水准基点，基点要求应设在强夯线路影响范围外30m以外，基准个数应确保夯点沉降的观测路线小于60m，最大80m。最好用混凝土灌注，深度不小于50cm。夯击点高程观测要求精确到1毫米； 
　　8.试验段度夯要求相关参数 
　　(1)夯击能的大小(KN·m)； 
　　(2)夯击点间距，依设计； 
　　(3)夯击次数； 
　　(4)相邻两遍夯击间的间隔时间(一般应大于2小时)； 
　　(5)夯击宽度及影响范围； 
　　(6)夯击深度及影响范围； 
　　(7)总沉降量和最后二击，一击沉降量，通过试验段求得a最小夯击间距，b两遍间的间隔时间，c确认设计规定的夯击遍数能否满足沉降量及压实度要求。 
　　9.总沉降量 
　　(1)在强夯前通过推平、碾压、放样后，确认每一个夯击点的夯前标高，确认该试验段夯前标高。 
　　(2)经过主夯、副夯、满夯后，除测定夯点沉降量外，还须用平地机整平，横纵坡与夯前相同，压路机静压一遍后，检测各夯击点的沉降量及路基的总沉降量。 
　　10.压实度检测 
　　(1)要求在强夯前，试验检测试验段：土的颗粒分析、液限、缩限、湿陷性黄土类别，最佳含水量，最大干密度，必要时还要测定CBR值，及时测定试验段的当天含水量。 
　　(2)在强夯前，在测定段内选必要的压实度观测点，应测定1m，0.5m，夯后经碾压后的三个层位压实度。 
　　11.确认夯击效果 
　　(1)依据图纸已经给定的湿陷性黄土最大沉降量，与实测路基试验段总沉降量相比较是否相符。 
　　(2)确认各层压实度夯前、夯后对比。  　　 
　　三、强夯地基质量  　　 
　　该段路基经过强夯处治，经检测，压实度达到93%已基本能满足设计要求及规范要求。