左 海

(大同南高速公路分公司，山西 大同 037000)

1 項目背景

此高速公路工程項目的全線長度是23.75 km，起訖樁號是K28+516～K52+266，采用的是雙向四車道，設(shè)計的行車速度是100 km/h，項目施工現(xiàn)場處于黃峪溝內(nèi)，溝壁的兩側(cè)地形比較陡峭，露出的巖層大多是花崗巖，局部堆積碎石土與卵石土。此項目中高填路基的填筑方量接近是16.9萬m3，其中最大的填筑高度是33.8 m。路基填方均選擇隧道棄渣填筑方式，為了能夠有效控制高填路基施工后的沉降現(xiàn)象，以及提升路基壓實效果，需要以機(jī)械碾壓為前提，然后對三級平臺以上路基實施增強(qiáng)補(bǔ)壓，按照從下至上的順序以4 m填筑高度為間隔單位實施1次強(qiáng)夯，最后一級強(qiáng)夯面處在下路堤頂面，選擇重量級別是15 t的夯錘(其直徑是2.5 m)，單次夯擊能時1 200 kN·m，此項目中設(shè)計的強(qiáng)夯量是23 881 m2。

2 施工技術(shù)

2.1 溝底強(qiáng)夯處理

實施黃峪溝地面處理，將黃峪溝底路基紅線征地所有范圍之內(nèi)的腐殖土、樹根以及碎石等清理干凈，在露出卵石地層之后，需要結(jié)合實際情況填筑碾壓，保證壓實度≥90%，而碾壓施工結(jié)束之后，為了能夠提升黃峪溝底壓實效果，應(yīng)選擇具備自動脫鉤器設(shè)備的液壓履帶式起重機(jī)(型號是QUY40，配置的夯錘直徑是2.5 m，重量是15 t)，重點實施溝底強(qiáng)夯處理。第一、二遍主要選擇重量是15 t、直徑是2.5 m的夯錘進(jìn)行6次夯擊，其中單次的夯擊能是1 200 kN·m[1]。最后2擊的夯沉量之和必須低于10 cm，夯沉值差應(yīng)<5 cm，同時后一擊夯沉量低于前一擊夯沉量，以保證夯擊處理之后夯坑的周圍底面無隆起現(xiàn)象。此項目中確定的夯點間距是5 m，形狀表現(xiàn)為方格網(wǎng)狀。此外，溝底強(qiáng)夯一共是3遍，其中前2遍方式是跳夯，單次夯擊能是1 200 kN·m，而第3遍采用的是滿夯，單次夯擊能是600 kN，將夯痕進(jìn)行重疊搭接，以確保表層密實度符合規(guī)范要求。

2.2 選用填筑料

黃峪溝隧道洞渣巖性基本表現(xiàn)是微風(fēng)化花崗巖，其結(jié)構(gòu)緊密、堅硬，完全符合高填方路基填筑施工要求。采用粒徑滿足規(guī)范要求、級配良好的硬質(zhì)隧道棄渣作為填料，其中最大粒徑≤層厚2/3。結(jié)合設(shè)計規(guī)定要求與項目實際情況，為了能夠有效使用隧道洞渣，最大程度上減少洞渣遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，所以路基填筑材料選擇的是黃峪溝隧道洞渣，其中硬質(zhì)石料單軸飽和抗壓強(qiáng)度≥60 MPa，詳見表1所示[2]。中硬質(zhì)石料單軸飽和抗壓強(qiáng)度是30～60 MPa，詳見表2所示。

表1 硬質(zhì)石料壓實指標(biāo)

表2 中硬質(zhì)石料壓實指標(biāo)

針對巖性差別比較大的填料分層而言，路基填筑選擇隧道石渣時需要使用橫向水平分層、分段填筑壓實方式，其中分層松浦厚度上路堤≤40 cm，下路堤≤60 cm，而石渣填筑路基的不均勻系數(shù)應(yīng)處于15～20之間，上路堤的頂部40 cm之內(nèi)填料的最大粒徑應(yīng)保證<150 mm。

2.3 路基試夯

(1)選取試驗區(qū)。考慮到此項目中高填路基的底部存在V字型沖溝，且溝壁比較陡峭，現(xiàn)場施工空間較小，所以通過分析研究確定選擇的試驗區(qū)面積是30 cm×30 cm，以試驗的方式得出最優(yōu)的強(qiáng)夯施工參數(shù)，即：①夯擊能、夯錘尺寸以及夯錘落距；②試驗區(qū)通過強(qiáng)夯處理之后的平均沉降量[3]；③強(qiáng)夯各點之間的間隔距離、夯擊次數(shù)以及夯擊遍數(shù)；④最后兩次夯擊沉降量均值。

(2)布設(shè)強(qiáng)夯點。首先對強(qiáng)夯場地進(jìn)行整平處理，其中碾壓密實度應(yīng)≥90%。嚴(yán)格根據(jù)施工圖紙內(nèi)容及要求精準(zhǔn)測放強(qiáng)夯區(qū)，以穿眼灌白灰方法準(zhǔn)確標(biāo)記夯點位置，此項目中各夯點呈現(xiàn)為梅花型布設(shè)，各夯點的間隔距離是6.5 m。

(3)強(qiáng)夯步驟。第一步：精準(zhǔn)標(biāo)記第一遍強(qiáng)夯施工面夯點位置，然后對施工場地高程進(jìn)行測量；第二步：強(qiáng)夯起重機(jī)就位，由專業(yè)人員操作將夯錘與夯點位置對準(zhǔn)；第三步：由施工技術(shù)人員負(fù)責(zé)對夯錘頂面高程進(jìn)行測量；第四步：由專業(yè)人員操作把夯錘提升至指定高度，等到夯錘與吊鉤脫離之后實現(xiàn)自由下落，并對夯錘頂面高程進(jìn)行測量；第五步：重復(fù)進(jìn)行第四步，根據(jù)技術(shù)交底實現(xiàn)1個夯點的有效夯擊；第六步：重復(fù)第二步至第五步，實現(xiàn)第1遍夯點的有效夯擊；第七部：采用推土機(jī)把第1遍夯坑場地實施整平處理，然后準(zhǔn)確測量其高程。

(4)試驗結(jié)果。QUY40液壓履帶式起重機(jī)具備自動脫鉤器設(shè)備，其夯錘直徑是2.5 m，重量是15 t，待夯錘起吊至指定高度之后，拉緊吊鉤鋼絲繩將夯錘脫鉤，由其自由下落實現(xiàn)夯點位置的沖擊，夯點采用梅花型進(jìn)行布設(shè)，確定的夯點間隔距離是6.5 m，落距是6 m，各點的夯擊次數(shù)是6次。此試驗區(qū)一共夯擊3遍，其中前2遍采用的是跳夯方式，單次夯擊能是1 00 kN·m，而最后兩擊夯沉量之和應(yīng)低于10 cm，之差低于5 cm，最后一擊的夯沉量應(yīng)低于前一擊夯沉量，且夯痕必須重疊搭接，試驗區(qū)內(nèi)第3遍強(qiáng)夯后確保周圍無隆起現(xiàn)象，各夯點夯沉量均值是28.5 cm[4]。待路基強(qiáng)夯施工完成之后，需要按照規(guī)定要求對地基強(qiáng)度進(jìn)行檢查。以50 m為間隔距離布設(shè)1個檢測點，檢驗點的數(shù)量應(yīng)≥5處。強(qiáng)夯施工結(jié)束之后且檢驗達(dá)標(biāo)，則需要實施場地整平碾壓，保證壓實度≥96%，然后實施路基填方施工。施工后的沉降量要求：路基連續(xù)6個月的平均沉降量<5 mm，基層連續(xù)15 d平均沉降量<2 mm。

3 強(qiáng)夯技術(shù)工作原理及技術(shù)工藝

3.1 強(qiáng)夯技術(shù)工作原理

行夯技術(shù)在應(yīng)用時，主要是指在施工過程中可以對重錘進(jìn)行合理利用，以此來實現(xiàn)自由落體運(yùn)動，對路基進(jìn)行加固施工處理，保證路基承載性能得到有效提升。由于軟土路基自身的承載性能普遍比較差，由于受到重錘連續(xù)性的影響和作用，對軟土路基內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)母纳坪蛢?yōu)化，促使其自身的承載性能可以滿足實際要求?；诖?，為路基的強(qiáng)度、剛度提供保證，滿足目前在建設(shè)時的基本要求。

3.2 強(qiáng)夯技術(shù)工藝

(1)施工前期準(zhǔn)備工作

施工單位在路基加固施工前期，必須要提前進(jìn)入到施工現(xiàn)場內(nèi)部進(jìn)行仔細(xì)勘察與分析。對施工區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境以及地表附著物等相關(guān)條件展開綜合分析，對符合要求的方法進(jìn)行合理利用，保證路基處理的及時性和有效性，盡可能避免周邊環(huán)境對強(qiáng)夯施工帶來的不良影響。在強(qiáng)夯法施工過程中，其產(chǎn)生的振動對周邊建筑物勢必會帶來一系列影響，施工單位必須要結(jié)合實際要求，積極采取針對性對策，對安全隱患問題進(jìn)行預(yù)防。所以在強(qiáng)行施工過程中必須要對施工范圍內(nèi)的多個監(jiān)測站進(jìn)行合理設(shè)置，以開發(fā)挖減震溝等方式，盡可能避免震動對周邊環(huán)境帶來的不良影響。施工單位需要在施工現(xiàn)場對排水系統(tǒng)以及臨時保護(hù)系統(tǒng)的進(jìn)行合理設(shè)置，這樣才能夠為強(qiáng)夯施工的有序開展打下良好基礎(chǔ)。

(2)施工現(xiàn)場平整處理

在施工前期，施工單位需要根據(jù)實際要求對符合現(xiàn)狀的施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理利用，保證施工現(xiàn)場的平整處理工作能夠得到全方位有效推進(jìn)?，F(xiàn)階段我國普遍是利用推土機(jī)進(jìn)行平整處理，平整施工完成之后，以強(qiáng)夯法施工能夠保證強(qiáng)夯施工效果得到不斷強(qiáng)化，同時對不良沉降問題進(jìn)行有效處理。在施工完成之后，針對存在的不良沉降問題進(jìn)行妥善處理，施工單位需要結(jié)合沉降量展開全方位有效檢測和分析。結(jié)合實際要求，對技術(shù)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，滿足后續(xù)施工過程中提出的一系列要求。

(3)測量放樣

施工單位在施工前期必須要做好一些準(zhǔn)備工作，這樣才能夠為后續(xù)各環(huán)節(jié)施工的全面有序開展打下良好基礎(chǔ)。在實踐中要對先進(jìn)儀器設(shè)備進(jìn)行合理利用，保證導(dǎo)線點以及加密點等檢測工作的有序開展，保證設(shè)計方案以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求可以落實。結(jié)合一級導(dǎo)線精度，對導(dǎo)線復(fù)測以及加密等各方面處理工作進(jìn)行全方位有效推進(jìn)，同時要結(jié)合四等水準(zhǔn)測量方式，保證高程閉合參數(shù)加密施工的有序開展。對全站儀進(jìn)行合理利用，針對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測定，結(jié)合坐標(biāo)方式對放樣精準(zhǔn)度進(jìn)行確定。在該環(huán)節(jié)施工中相關(guān)工作人員必須要結(jié)合設(shè)計方案中提出的一系列要求，保證編裝以及重裝尺寸得以確定路基施工前期以及后期都需要進(jìn)行放樣處理，保證數(shù)據(jù)具有一定準(zhǔn)確性和有效性，同時對其展開斷面尺寸檢測，這樣能夠滿足目前工程項目在建設(shè)時提出的一系列要求。在放樣施工中，任何排樁間隔距離必須要控制在10 m左右，同時要對道路線性平整度是否可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行確定。對自動水準(zhǔn)儀進(jìn)行合理利用，這樣能夠保證整個尺寸確定的精準(zhǔn)度。

(4)碎石的鋪設(shè)

在整個施工過程中，如果施工區(qū)域范圍內(nèi)的地表當(dāng)中含有飽和度相對比較高的細(xì)粒土壤或者路基結(jié)構(gòu)水位呈現(xiàn)出不斷上升狀態(tài)，此時施工單位必須要結(jié)合實際要求，在路基表面對碎石進(jìn)行鋪設(shè)施工處理。同時要對水飽和度進(jìn)行準(zhǔn)確有效檢測，保證其可以控制在相對良好的范圍。碎石鋪設(shè)施工過程中，根本目的是為了保證路基強(qiáng)夯施工時可以承載現(xiàn)有諸多壓力，對重錘夯實施工中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形等相關(guān)問題進(jìn)行徹底處理。

(5)試夯作業(yè)

通常在軟土路基平整處理完成之后，需要在強(qiáng)夯施工區(qū)域范圍內(nèi)對排水溝結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的布置和利用。同時結(jié)合設(shè)計方案中提出的一系列要求，對夯實點的具體位置進(jìn)行確定，一般夯實點面積通?？刂圃?00 m2范圍之內(nèi)，對施工設(shè)備以及夯擊能量進(jìn)行確定，這樣才能夠滿足目前在工程技術(shù)中提出的一系列要求。在該技術(shù)上對技術(shù)進(jìn)行有效管理和控制，對梅花形的布置方式進(jìn)行合理利用，保證相互之間的間隔距離控制在5 m的范圍之內(nèi)。在該背景下，要對符合要求的重錘重量進(jìn)行合理控制，一般控制在16 t、直徑2.35 m、底面積4.35 m2左右即可，同時還要對其自身的自由落體高度進(jìn)行有效控制，一般控制在13.7 m左右。結(jié)合試夯操作規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)要求，需要對夯擊的數(shù)量進(jìn)行確定，同時還要結(jié)合路基沉降量以及相關(guān)要求對曲線圖進(jìn)行繪制，這樣才能夠保證施工過程中的各項技術(shù)參數(shù)可以滿足實際要求，為施工質(zhì)量提供保證。

(6)強(qiáng)夯施工

施工單位需要將試夯參數(shù)作為其中的重要基礎(chǔ)組成部分，結(jié)合目前提出的一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，保證強(qiáng)夯施工的全面有序開展。通?？梢岳锰S式夯擊方法進(jìn)行操作，保證在施工完成之后，可以對其中涉及到的諸多技術(shù)參數(shù)進(jìn)行有效管控，促使其可以滿足目前提出的基本要求。施工單位還要對夯擊點的位置精準(zhǔn)度進(jìn)行確定，保證其自身的尺寸偏差可以控制在5 cm范圍之內(nèi)，在設(shè)備中對輔助設(shè)備或者是自助脫鉤設(shè)備進(jìn)行合理的設(shè)置和利用，保證強(qiáng)夯施工可以有序開展，盡量避免自由落體操作過程中出現(xiàn)重錘偏離等問題。施工單位還要結(jié)合實際要求，對水準(zhǔn)儀等設(shè)備進(jìn)行合理利用，對沉降量參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確有效的檢測和分析，促使其可以控制在合理的范圍之內(nèi)。

(7)質(zhì)量檢測

在強(qiáng)夯施工完成之后，施工單位內(nèi)部工作人員必須要對重錘的質(zhì)量、下落距離進(jìn)行檢查，同時還要保證夯擊施工過程中涉及到的諸多技術(shù)參數(shù)可以滿足實際要求。更為重要的一點就是要對主夯點以及控制點的位置進(jìn)行檢測和分析，保證其可以滿足尺寸要求，尺寸偏差通?？刂圃?0 mm的范圍之內(nèi)。在上述所有的技術(shù)參數(shù)檢查完成，同時確定達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)要求之后，才能夠保證強(qiáng)夯施工的實施效果。

3.3 強(qiáng)夯施工質(zhì)量控制

在試夯施工過程中，其根本目的是為了保證對相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行確定，尤其是在夯擊遍數(shù)、重錘質(zhì)量以及間歇時間等各方面必須要引起足夠的關(guān)注和重視?，F(xiàn)有諸多參數(shù)對工程項目的建設(shè)質(zhì)量會產(chǎn)生直接性的影響，所以必須要嚴(yán)格按照目前提出的一系列要求進(jìn)行施工。

在施工現(xiàn)場進(jìn)行平整處理，將其中存在的雜質(zhì)進(jìn)行徹底的清除。第一遍就需要將夯點的位置進(jìn)行準(zhǔn)確有效的標(biāo)注，后續(xù)對高程參數(shù)進(jìn)行檢測和分析。作起重機(jī)安裝過程中，要保證其可以安裝在指定的位置處，同時還要保證夯錘對準(zhǔn)夯點，對夯錘的高程參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格有效的管理和控制。在整個夯錘起吊到規(guī)定的位置之后，并不需要下落處理，后續(xù)進(jìn)行高程參數(shù)確定之后，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的傾斜等問題時，必須要及時對坑底進(jìn)行平整處理。任何的夯點都必須要嚴(yán)格按照現(xiàn)有規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行操作，對夯擊的次數(shù)進(jìn)行確定，一直到所有的施工部分可以標(biāo)準(zhǔn)要求為止。

4 總 結(jié)

本文結(jié)合高速公路工程項目實際情況，重點研究了高填路基強(qiáng)夯施工技術(shù)，主要包含了溝底強(qiáng)夯處理、選用填筑料、路基試夯等方面重點研究了高填路基強(qiáng)夯施工技術(shù)，同時提出了施工注意事項。研究表明，此高速公路項目采用高填路基強(qiáng)夯技術(shù)合理、可行，顯著提升了路基結(jié)構(gòu)承載力與穩(wěn)定性。