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强夯法在路堤施工中的应用与分析论文
摘要：本文介绍了四川某高速公路K19+700—K25+110路基施工过程中，采用强夯法处理高填方路基的施工工艺。经过工程实践证明强夯法在高填方路段施工中不仅减少路基病害，而且满足公路路基的施工规范要求。
关键词：高填方路基 强夯 施工工艺 质量控制
0 引言
强夯法是通过专用起吊机器将重锤提升到某一高度，然后自然下落，在短时间内对路槽土产生巨大的冲击能量，由重力势能转化为动能在转化为各种波形使土体强制压缩、振密、排水固结和预压变形，使土颗粒更加紧密，趋于土体的稳定状态以达到加固目的。对该工程高填方路段路基强夯处理来提高路基的强度及压实度，减少不均匀沉降及道路病害。
1 工程概况
该工程属于山岭微丘区。其中K20+780—K21+000路段穿越水稻田，该高填方路段地表为粘性土，厚度0.4m-2.73m，表层土下埋砂层厚18m；为洁净的中(细)砂，天然级配良好。该路段强夯施工先开始进行第一层夯击施工，然后完成7.2m高的夯实路基；然后进行上路床施工，与其它路段一起铺筑路面水泥稳定碎石基层和改性沥青砼面层施工，保证了整体工程按计划顺利完成。经定位观测未发现路基差异变形，路基整体稳定；路面无纵横裂缝，外观质量优于其他路段。
2 试验路铺筑及强夯法施工方案
施工前进行试验路铺筑，对设计方案进行可行性分析，此路段路基填筑平均高度7.5m(路线纵坡度为2.8%)，最初采用一台D85推土机和一台25t震动碾压机分层碾压，其中每层不大于30cm（规范规定），第二层碾压后进行压实度测量，结果发现压实度不能满足规范规定的要求.通过前两层的摊铺及碾压分析，总结如下：地下水位较高；基层材料搅拌不均匀，产生离析现象；填筑材料不满足设计要求，存在较大粒径的石块；填筑材料含水量较大。为了解决现场存在的问题，保证工程质量，并能按期完工，经与设计院协商，最终采用推土机、强夯和振动碾压施工工艺。
3 施工前期工作
3.1 根据地下水位比较高的情况，采取机器排水的方案，在施工附近钻取孔进行抽水来最大限度地降低水位。
3.2 根据基层材料拌合不均匀现象、混合料粒径较大、含水量较大的情况，对拌合站进行了调查并及时调整拌合机械的控制系统，满足混合料的拌合要求。
3.3 施工放样。根据设计线路坐标进行中桩放样，一般采用全站仪进行放样.使用GPS-RTK进行中桩放样；用水准仪进行找平工作，中桩放样后用水准仪测出中桩水准高程.在线路附近埋设控制点，控制点高程已知且精度能满足规范要求；用经纬仪结合水准尺测线路横断面。
4 施工质量控制
4.1 合理选择填料
注意回填土料应保证填方的强度和稳定性。一般不能选用淤泥和淤泥质土、膨胀土、有机物含量大于8%的土、含水溶性硫酸盐大于5%的土及含水量不符合压实要求的粘性土。选定好回填材料后，质检员与抽样员协同监理工程师一起在现场抽取土样，取样的样品应涵盖各个土层和性状。然后送工地实验室做标准击实试验，确定最优含水率下的最大干密度。最终确定的最优含水率为16.8%，最大干密度为1.71g/cm3。石子进场后应做筛分试验、针片状含量试验、含泥量试验。应严格控制各级骨料的超、逊径含量。以原孔筛检验，其控制标准：超径＜5%，逊径＜10%。当以超、逊径筛检验时，其控制标准：超径为零，逊径＜2%。储料场对不同规格、不同产地、不同品种的碎石应分别堆放，并有明显的标示。在进行公路施工中，砂的使用主要是天然砂，这其中以河砂为主。但随着改革开放以来我国建筑业的快速发展，和各地的大兴土木，河砂的保有量逐渐减少，价格逐渐提高。为了节省成本，很多施工单位在工程中都采用了人工砂以及山砂，的工砂。这些砂的质量和纯度明显不如河砂，所以在选用时要进行严格检测，进行各种检测试验，不可使得混凝土中的砂含有过多有机质。
4.2 施工控制参数
施工开始之前，技术部必须施工部门技术负责人进行技术交底，交代清楚回填区域的划分、试验确定的压实参数、施工方法等，详细如下①进入现场必须遵守安全生产纪律。②土方工程开挖前编制开挖方案，并按认可后的方案进行开挖。③挖土中发现管道，电缆及其他埋设物应及时报告，不得擅自处理。④挖土时要注意土壁的稳定性，发现有裂缝及倾、坍可能时，人员要立即离开并及时处理，并要合理的控制好参数。
4.3 现场施工过程质量控制
填筑过程中首先要控制层厚，每层压实厚度根据试验段确定的最佳铺填厚度进行控制。土石方运到施工作业段摊铺后，用尺量测松土厚度，每填一层都应超出路堤的宽度，并有足够的余宽，以确保路基边缘的压实度。根据规范“每边应超出路堤宽度外0.5 m”进行超填碾压，但在实际工程中，0.5 m的富余宽度往往不够，一方面由于路基沉降，引起宽度“不够”，另一方面高填土地段机械到不了边缘，边缘的土不能充分拌和、压实，容易造成边缘松散、碾压不密实的现象，甚至可能产生纵裂的病害。所以在具体的施工过程中，机械设备的压实原则要求尽量按先边部向中间压实，在边缘部位留出安全距离，逐渐向边部压实。充分利用施工机械碾压，可减少压实机械工作量。同时土层的压实程度跟压路机的吨位有很大关系，吨位过小，压的遍数再多也不会达到规定的压实度要求。
4.4 质量验收
填土路堤，当粒径大于4 cm的粒料含量占30%以下时，路堤以重型击实试验法所得最大干密度的压实度作为路基压实的评判标准;当粒径大于4 cm的粒料含量占30%以上时，采用固体体积率作为压实度的评判标准；以灌砂法检测压实度.同时检验中线、标高、宽度、横坡、平整度和边坡坡度外形质量，路堤顶面用弯沉试验车检测其弯沉值，填石路基，压实后直至路基表面无轮迹为止。
5 结论
该路段强夯施工保证了高填方整体工程按计划顺利完成。同时经过监测，未发现路基差异变形，路基整体稳定；路面无纵横裂缝，外观质量优于其他路段。强夯法施工应用于路堤施工是可行的。
参考文献：
[1]刘永跃.冲击压实在高填方施工中的应用[J].筑路机械与施工机械化.2007.56（2）.55-57．
[2]徐培华.高等级公路路基路面施工质量控制技术[M].北京.人民交通出版社.2000
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