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高速公路路基强夯技术施工质量控制指标分析

张晓江
摘 要：随着我国现代化进程的加快，高速公路的建设十分普遍。强夯法是当前高速公路建设中的常见方法和路基加固的主要技术，是一种先进的代表公路路基施工技术水平和施工团队施工能力的重要标志性技术。文章将对强夯法在高速公路路基建设中的运用情况和质量控制加以分析，为促进我国高速公路路基建设提供一些参考和启示。
关键词：高速公路；路基；强夯法；影响因素；质量控制
1 强夯技术及其优势
强夯技术，即强夯法，又叫动力固结法，最早由德国人使用，后因强大的优势受到了公路路基建设的欢迎。强夯法是利用将势能变为动能的转化原理，利用起重装置将重锤起吊到一定高度，通过自由落体运动对路基实现震动和冲击作用达到改善路基土壤结构、提高路基土体弥补、消除路基湿陷性、提升地基承载力的目的一种迅速固结土体的方法。强夯法在高速公路路基施工中被广泛使用。
强夯法具有极大的技术优越性。强夯法可以处理碎石土、砂土、饱和度低的粉土、黏土、杂填土、杂填土、素填土等，具有广泛的适用性；设备简单、易操作；对大部分的土体都有较强的加固效果，承载力强，用于高速公路路基加固时可提高2～5倍的土体强度；沉降量小，变形的控制容易；有较强的土体加固强度；施工效率高。强夯法每套设备一个月可加固5000～10000m2的路基，效率远远高于土回填法和桩基施工；另外，强夯法由于设备、施工工艺都较简单，不但可以缩短工期，提高工作效率，还可以减少人员、材料等的消耗，十分有利于节约资源、提高经济效益。
2 强夯法在高速公路路基建设中的运用
路基是整个高速公路构造中的基础部分。它要有足够的断面和尺寸、足够的水温稳定性、整体稳定性。而且，由于承受着自身岩土的和路面的重力，还要承担高速公路路面车辆的荷载，所以路基必须具有足够的强度。强度不足的路基会使路面产生变形，影响高速公路的正常使用，甚至产生坍塌、断裂，造成严重的安全问题。所以，高速公路的路基强度建设十分重要，容不得一点马虎和懈怠。
强夯法在高速公路路基建设中用于新公路路基的加固或者各种不良地基情况的处理，尤其是扩改建、旧路修复公路的运用。新的公路路基的处理不难理解，高速公路路基要加强强度和提高公路建设的经济性而使用強夯法；旧老路由于年久使用以及自身荷载过重，地基多年承重或受自然地理环境的影响以及地质变化，会产生沉降不均匀等问题，必须加以改造和修复。强夯法也被用来处理新老路基的结合带，为土体加固。
3 强夯法在高速公路路基施工中的影响因素
强夯法在高速公路路基建设中的作用可以概括为压实、土体固结、保持结构的稳定。具体施工过程中，影响施工效果的因素很大，归结起来有以下几种：
（1）土体。强夯法适用于碎石土、砂土、饱和度低的粉土、黏土、杂填土、杂填土、素填土等广泛的土体，但对粗粒土、高饱和的黄土、粉性土和砂性土，回填的块石头、碎石或者其他类似的粗颗粒状态的土体的适用度要具体根据实验而决定。
（2）土的含水量及地下水位。强夯法有利于土体的局部液化或孔隙水的排出，而实际施工中，强夯时，土体随着深度的增加应力也相应产生变化，对土体含水量的挤压和排除功能也会产生影响，所以具体强夯时要进行土体最佳含水量的计算，计算不准确，或者强夯不在最佳含量水范围内，都会对强夯效果产生影响。
地下水是影响施工效果的重要因素。一般来说，地下水位和强夯效果呈反比，地下水位低，强夯相对好，地下水位高，强夯一般很难得到提高。所以，强夯技术施工之前对地下水位的调查十分重要，调查不明确、不完全、或者对调查到的地下水的降水措施处理不到位都会影响加固效果。
（3）夯击功能。夯击功能是测评强夯效果的关键因素。无论任何土体、任何厚度的路基，加大夯击功能都是获得良好加固效果的重要途径。单击功能和夯击次数是影响强击效果的重要因素，两者决定了夯击的范围和加固效果。一般情况下呈现正相关关系。
（4）夯击加载机具。夯击加载机具的配套使用也会影响夯击效果。比如锤重、锤形尺寸、落距的选择等。锤形有圆形和方形，不同的基础形状和路面应根据具体情况来选组；实践表明，梅花形的落点能取得较好的效果所以具体操作中的控制情况要注意；锤体尺寸由与地面接触范围来衡量，面积选择要根据土质的软硬程度来决定。
（5）夯点布置及夯击方式。二者和土体类型和处理深度密切相关，夯位排列有正方形网格排列、梅花形排列及夯点中心呈等边三角形排列等。
4 强夯法在高速公路路基施工中的质量控制
要想取得良好的强夯效果，就要积极采取措施对影响路基强夯效果的各个因素进行合理调整和控制。
（1）研究好土体的适用性。强夯法具有良好的土体适用性，但是在具体施工之前，要对具体施工环境下的土体进行研究分析，选择合适的强夯法或者对土体进行改善，不适用的地区就不强制使用。
（2）仔细侦查强夯地区的含水量及地下水情况，施工之前，要先做严密的土体含水量调查，计算好土体的最佳含水量，可通过灌水法或排水法改变土体的含水量，尽量达到最佳含水量。
（3）强化夯击功能。夯击单次的功能和夯击的总次数对夯击整体功能的效果影响最大。在土体厚度、土体结构一定的情况下，最大加大单次夯击功能能获得较大的夯击范围，在范围一定的情况下该，夯击次数越多加固效果越好。通常，10m深的高速公路路基的夯击，加固5次能得到80%的加固效果，10次能得到理想的加固水平。
（4）良好的协调配合好夯击加载机具的使用。方形锤基础形状一致，并且布置简单，但方向不容易控制，且易发生吊锤旋转，坑边消耗功能；圆形锤无需导向，但基础形状不一。所以，梅花形的分布比较得宜。选用弹头形及球台形的锤形能得到较大强夯深度和强度。
锤重选择时，坚持锤体下沉深度不大于锤底面直径或周长的2/3的原则，锤的大小要根据土体硬度而定，大锤小锤可根据具体需要灵活配合使用。硬度较高的非饱和黄土最好用小夯锤。
（5）含水量较大、透水性能差的粘性土体，要间歇性的多次夯击；湿度适中的非饱和土，不存在排水困难，可在一个点上一次性施加所需强夯次数，在转移到另一个点，最后减少落距将产生的夯坑拍平；坑的边缘到边缘之间的距离，可设置为锤底面直径或边长的0.25倍。
5 结束语
现代高速公路建设加快，对公路建设质量提出了更高要求。强夯技术是高速公路路面加固中常用的技术，具有多方面的优越性，但是影响强夯效果的影响因素也很多，要想提高强夯质量，获得最佳路基加固效果，就要对影响因素进行控制和协调，文章进行了具体解析，对我国高速公路路基的加固施工质量的提高具有一定参考和借鉴作用，文章的研究具有一定价值和意义。
参考文献
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