高速公路填石路基强夯处理

高速公路填石路基强夯处理

　　导语：强夯法即强力夯实法，又称动力固结法。是利用大型履带式强夯机将8-40吨的重锤从6-40米高度自由落下，对土进行强力夯实，迅速提高地基的承载力及压缩模量，形成比较均匀的、密实的地基，在地基一定深度内改变了地基土的孔隙分布。强夯法施工已广泛运用到高速公路铁路，机场、核电站、大工业区、港口填海等基础加固工程。优点工期短、效果好、造价低。

　　1前言

　　高速公路特殊的交通功能和长期的建设实践证明：必须要求路基(堤)密实、均匀，以减少路堤沉降、提高路堤的稳定性与耐久性，保证路面处于良好的运营服务水平。填方路堤施工是高速公路工程施工中一个非常重要的环节，需要精心组织、精心施工，确保工程质量。通常，当填方路堤的填筑材料粒径大于2mm的颗粒含量大于70%，粒径小于O.074mm的颗粒含量少于15%时，就称为石质路堤，即填石路堤。填石路堤要做到密实、均匀、稳定，施工难度很大，解决好填石路堤的压实方法、质量控制和施工检测，是当前高速公路工程建设的重要研究课题。

　　2高填斜坡地带填石路堤沉降变形的原因分析

　　2.1现行公路工程技术规范要求填石路堤使用的压实机具吨位偏低，碾压功能有限，压实工艺不足。

　　2.2现行公路工程技术规范要求路堤的压实度标准为：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以上的填石路堤均会产生较大的自重荷载，使填筑路堤发生压实沉降。

　　2.3高填斜坡地带填石路堤，在纵向与横向断面上存在着自然客观的差异沉降变形。通常，斜坡地带填石路堤的层底难以压实，为了形成压实作业层的工作面，需不断调整作业层的松铺厚度，以避免同一断面上密实度不均匀。

　　2.4填石路堤采用的山体爆破石块，难免存在着大于1/2～2/2层厚的石块，且级配不好，而常规压实机械的振动压实功能不足，必然会形成较多石块的点面接触，这种不稳定石块骨架间存在的空隙，不能使石块间达到紧密嵌挤咬合状态，因此就容易产生不均匀的沉降变形。

　　3高填斜坡地带填石路堤的强夯处理施工工艺

　　由于强夯压实的作用深度大，施工功率慢，施工工期长，施工成本费用高，所以不可能对每层填石材料都进行强夯压实处理。实际施工中，对洛三高速公路第四合同段的K50+100～K50+500段高填斜坡地带填石路堤进行了两次强夯压实，施工工艺组合为：先采用常规的压路机械进行填料的分层压实，待填筑压实到35.1m至49.2m(路基中线标高距路基设计顶面3.7m至10.8m)后，采用了强夯作业方法进行第一遍强夯处理，达到路基设计标高后进行第二遍强夯处理。

　　3.1强夯设备

　　强夯设备是由起重机和夯锤两部分组成。该施工段采用的起重机是波兰产的KUl207履带吊车，起吊高度17.6米，采用的夯锤底面成圆形，直径2.25m，总重17.4KN。每击的夯击能量为：

　　E=174.4KN×17.6m.3070KN·m

　　3.2强夯参数试验

　　强夯参数试验的目的是选定强夯施工参数。试验时先进行单点试验，再根据单点试验的结果布置试验区进行区域试验，最后综合确定强夯施工参数。

　　3.3强夯施工工艺

　　3.3.1确定强夯施工参数

　　首先进行单点试验和区域试验，据此确定强夯施工参数。

　　3.3.2施工放样

　　先绘制施工图，布置好夯点位置，按要求用石灰放出夯点位置，误差不得大于10cm。

　　3.3.3夯击

　　要求逐点连续夯击，退行。定时测量夯锤起吊高度，确保夯击能量。每个夯点夯前和最后3击测量夯锤底面高程。夯击完成后推平碾压。

　　3.3.4场地高程测量

　　用水准仪按3.3mx3.3m方格网测量强夯前后场地高程，计算出平均夯沉量。

　　3.3.5强夯施工质量控制

　　A.密实度检测

　　用灌水法或灌砂法逐层检测密实度，每层深度为1.0m。试坑直径80～90cm，测点深度不小于70cm。每5000m2检测一点，不足5000m2也应检测一点。

　　B.强夯施工参数控制

　　施工中每10个施工日抽测一次夯锤落距。每天抽测一个夯点的夯击击数、两个夯坑的总深度及最后两击平均沉降差。每2500m2检测纵横各8个夯点的一个区域的夯点中心距。夯点击数少于规定值或夯点中心距大于规定值时应及时补夯。

　　4结束语

　　综合上述分析及工程实践，提出如下结论：

　　4.1高填斜坡地带高速公路填石路堤存在客观的差异沉降变形因素，采用常规的压路机械碾压施工，尽管路基填料压实度能满足规范要求，但是在路堤内还存有一定量的空隙。

　　4.2强夯处理能最大限度地减少填石路堤之间填料的空隙量，对已按常规压路机械压实后的填石路堤进行强夯处理，效果显著，如强夯影响深度达到7米以上，夯后压实度提高了5.5%，平均夯沉量43cm。考虑强夯处理的作用深度大，施工工期长，施工成本费用高等因素，施工中不能对每层填石路堤都进行强夯处理，建议只对高速公路填石路堤93区和95区进行强夯处理，能有效地提高工程质量和经济效益。

　　4.3对高填斜坡地带高速公路填石路堤进行一定次数的强夯处理，能从根本上减少路堤沉降隐患，提高路堤的整体强度，保证其稳定性和耐久性，从而大大提高高速公路的修建质量。

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