浅议高速公路路基的强夯加固模式

【摘要】：在我国高速公路的建设中，对路基的强夯加固问题已经成为高速公路施工质量的重要环节，也是我们需要研究的一项重大课题。在高速公路路基的强夯加固模式中，有很多需要注意到施工要点，本文在对原有的高速公路路基的强夯加固模式的分析和研究基础上，对一些路基现场试夯的监测数据进行分析和整理，研究地基土体夯后的变形规律，分析强夯加固技术加固地基的机理，来探讨高速公路路基的强夯加固模式的应用实践。

【关键字】：高速公路；路基；强夯加固模式

中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A

随着社会与经济的发展，对高速公路建设的要求越来越高，同时，高速公路上行使车辆的增加以及负重的增加，对路基的建设以及强夯加固就具有极大的必要意义。很多高速公路路段都存在路基填料水分含量过高，渗水能力差和压实效果不理想等情况，因此，运用强夯法处理高速公路路基建设中的湿陷性黄土、低饱和度的粉土以及碎石土等问题，并通过现场选取试夯区，进行强夯试验，然后进行强夯效果评价。不断完善高速公路路基的强夯加固模式，为促进高速公路建设的发展提供动力。

一、强夯法的含义和基本特点

强夯法，是将100～400kN的重锤，从6~40m的高处自由落下，对地基造成冲击能和振动，夯实压紧地基。在处理高速公路地基常见状况时，强夯法的显著优势就会显现出来。强夯法的加固效果很明显，强夯降低了地基土体的压缩性，提高了地基的强度。同时其加固影响深度可以达到6～10m。强夯法的施工设备很简单，操作也十分便捷，施工工艺简易，可操作性很强，对不同土质的适用性也比较强。因为施工的速度和效率都比较高，因此可以缩短工期，降低成本，不仅加强了地基建设的质量，也带来了一定的经济效益和社会效益。施工时噪声和振动比较大，这是强夯法的不足之处，因此，在人口密集的地区不便使用。

二、高速公路路基的强夯加固模式

由于我国地域广阔，高速公路地基土体的地域性比较强，再加之土体性质的复杂性和多样性，在强夯的作用下，地基土体发生形变状态和规律的差异，必须根据具体情况，制定不同的高速公路路基的强夯加固模式。在实际应用过程中，也需要根据实际需要和具体情况，采取相应的治理措施。

(1)圆柱体加固模式

强夯对地基的土体主要是造成了一种剪切作用，在垂向上造成了破坏，而强夯引起的公路地基的土体侧向位移是比较小的。通过对某高速公路路段地基的强夯效果状况进行检测和分析，我们假定夯坑的周边隆起的部分很小，同时忽略夯坑下，土柱的侧向变形量，在这种情形下，强夯的状态为圆柱体，使强夯加固地基的圆柱体加固模式有了进一步的简化和完善。

(2)椭圆体加固模式

在处理湿陷性黄土地基时，适宜采用椭圆体加固模式。在强夯冲击作用下，土体发生形变和动力响应，通过对土体中的分区所发生的位移、形变的特点及变化过程，研究出在冲击荷载作用下，土体发生位移变化的范围，呈现出“椭圆体”形状。对于湿陷性黄土地基，运用这种“椭球体”加固模式能更好地达到压紧、加固地基的效果。

通过对某一高速公路路段强夯处理地基状况的分析，以及对检测数据和效果评价的基础上，进一步确定强夯加固区的形状、特点，作出了呈椭球形的强夯加固模式图，进行地基的填土或其他松软土体的强夯加固。

三、路基的强夯加固法的机理

按照强夯地基产生的冲击波在土体中的传播规律和对上作用的特性，可以将冲击波分为面波和体波。面波是从夯击点出发，沿着地表方向传播，离震源的距离越大，它衰减的幅度就越明显，此时对地基上的加固作用就已经基本消失了，它的竖向分层会使表层土体松动。体波是从夯击点出发，沿着一个半球波的阵面径向传播，到达地基深处。可以固结、压密地基，对地基上起到剪切和压缩的作用。体波分为纵波和横波两种类型。

强夯会在地基中形成三个性质不同的分区，即地基表层松动区，加固区和弹性区。当松动区下的土体在体波的作用下，会压密上体，使上体沉降，这样固结了地基就形成了“加固区”；加固区下面的冲击波随着传播路径的变化以及衰退幅度的增大，就没有充足的力使土体发生形变量了，因此对地基就没有压紧和夯实作用了，因此，这部分区域被称作“弹性区”。

强夯法在夯实高速公路地基方面效果非常显著且易于操作和实践，通过对很多工程试验结果的研究表明，强夯后盾公路地基因土体的力学性质得到很好地改善而十分坚固，工程质量显著提高。

四、试夯与施工工艺

（一）确定试验区

进行试夯前，要先确定试验区域。这些实验区最好都具有代表性，数量根据建筑场地的复杂程度、建设规模及建筑类型来确定，这样会使试夯更具可行性，对试夯的检测效果也会更加理想。

通过试夯，来确定强夯机械的使用情况，包括夯锤的质量，以及在每个阶段或每个区域夯击的次数；确定重锤下落你的位置和距离，确定夯击能量和压实度，进而更好地完成地基强夯工作，提高工作质量和工作效率。

（二）机械配备及施工

填土区的厚度一般确定为8～10m，从基础底标高起夯，考虑基础埋深问题，基础底面标高至少一2米，实际强夯最大加固深度在7m左右。机械配备和施工步骤如下：整个工程的强夯确定为四遍。其中第一遍和第二遍为点夯，夯点与夯点之间的距离应保持在3～4m；第二遍的夯击点，最好穿插分布在第一遍的夯击点之间。第一遍和第二遍一般夯击7~10次。第三遍也为点夯，夯点间距变为4～5m，夯击点布置在第一遍和第二遍的夯击点之间，夯击次数为4～6次。第四遍为满夯，锤印搭接1／3左右，从7.5m处落下，夯击两次。

根据地质钻探资料，采用分期分段施工的策略，进行强夯加固施工。把强夯区域分为有效加固深度不同的区域，一般为7m～10m区和4m～7m区。土体的厚度以及软硬状况，要给予充分考虑，另外在强夯加固前要做好表土的清理工作。

在试夯阶段，强夯施工主要选择18吨的重锤，从11m的高度落下，夯击能量定在2000kN．M左右，副夯的工具和方法与第一次一致；满夯时，采用锤重l 8t，从5.6m高度落下，夯击能量为l000kN．m。夯锤底面要设置通气孔。

结语：高速公路路基的强夯加固模式的研究，对强夯加固技术的基本含义和特征有了了解。目前根据我国高速公路路基土体条件的复杂性和特殊性，简述了各种不同的高速公路路基的强夯加固模式，针对地域性特点，采取不同的强夯加固模式。针对公路地基土体在冲击负荷作用下形变以及发生位移的情况和规律，来选取强夯的配备以及施工方案，并且进行现场试夯及效果检测，不断完善高速公路路基的强夯加固模式。加强高速公路路基建设，提高高速公路工程的质量，不断促进我国公路事业的发展。

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