徐 旭 华
(中铁二十二局集团有限公司，北京 100040)
高速公路强夯施工工艺探讨
徐 旭 华
(中铁二十二局集团有限公司，北京100040)
结合工程实例，介绍了强夯工程的设计及技术规范要求，并对强夯施工的准备工作、工艺流程及技术要求和施工注意事项进行了总结，提出了具体的质量控制和安全保证措施，以期达到既定的施工目标。
强夯施工，夯击，质量控制，公路
1 工程概述
1.1工程项目简介
本工程所处地形为平原地貌区，地势平缓，地下水位较高，沿途分布有面积不等的内陆盐渍土、淤泥类土等特殊岩土。本区夏季属于湿热多雨，降水量集中在6月～9月，12月至翌年3月逐步减小。本工程原地表地基承载力小，桥涵台背大多采用强夯处理工艺，用以加速地表下土体固结，增大地基承载力。强夯处理面积10万m2，工程量较大、工期紧，因此强夯工程施工难度较大。
1.2强夯工程一般规定
1.2.1设计要求
1)工艺试验：强夯施工前需根据现场情况选择具有代表性的地段进行强夯工艺试验，通过试夯确定最佳施工工艺和参数。2)强夯施工前，需检测地下水位情况，需保证强夯处理范围内地下水位低于3.0 m。如地下水位不满足要求，需采用轻型井点降水或其他降水方式进行降水。3)夯点布置：夯点布置应满足设计图纸要求。4)止夯条件：一般情况下，点夯夯击数应不小于8击，最后2击平均夯沉量不大于5 cm，特殊地质条件下，经监理工程师批准，可根据现场试夯结果，在单点夯击数不小于8击的情况下，止夯条件调整为满足最后2击的平均夯沉量小于10 cm。不能将夯坑过深而发生起锤困难作为止夯条件。5)强夯施工时，夯坑周围地面不应发生过大的隆起。6)施工中需记录夯点夯坑每击沉降量及原地表最终总沉降量。7)施工完成后，需采用标贯试验或静力触探检测方法对强夯后地基进行地基承载力检测，检测强夯地基处理效果是否达到设计要求。
1.2.2技术规范要求
1)施工前，选择有代表性并不小于500 m2的路段进行试夯，确定最佳夯击能、间歇时间、夯间距。2)强夯施工中应采取隔振、防振措施，消除强夯对临近建筑物的有害影响。3)施工前应检查锤落距，确保单击夯击能符合设计要求。4)夯击时要逐击记录夯坑深度，当夯坑过深而发生起锤困难时，应停夯后向坑内填料直至坑顶，记录填料数量，重复此过程直至达到规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击。5)按上述工艺由内而外，隔行跳夯击打的原则完成全部夯点的施工。
2 强夯施工技术
2.1施工准备
1)安全、技术准备。a.组织施工技术员到现场考察，熟悉现场，做到图纸实物的对应。b.施工前需对施工作业人员进行施工技术、机械操作规程及施工安全交底。
2)施工现场准备。a.按照合同技术规范及相关标准对于原地表清理的相关要求对强夯范围内的原地表进行清理和平整。b.结合建设单位提供的地上附着物及地下管线等相关资料进行现场复核、勘察，特别是地方道路两侧或可能存在地下管线的位置要采取人工挖探坑的方法进行检查，确认无误后方可进行强夯施工。c.根据设计图纸的施工范围绘制强夯处理范围及点位布置图，点位需按夯击遍数分别编号，并报监理单位认可。现场控制点采用全站仪放样，施工前先用白灰按照点位布置图布设第一遍夯点，第一遍夯点施工后，布置第二遍夯击点。d.施工前进行原状土检测，主要检测土质类别、原状土天然含水率，检测后与设计文件对照，检验与设计文件是否吻合。具备检测条件的可采用轻型动力触探的方法对原状土地基承载力进行检测。e.探测地下水位高度，采用机械挖掘的方法检测地下水位，如地下水位在3 m以上，则需要降水。降水可采用轻型井点降水，设置为封闭长方形，顺路线每10 m～20 m横路向设1排井点，顺路线纵向设置3排井点，同时每排中的井点间距为2 m，井点降水管埋深不小于6 m，如降水达不到要求，可根据实际情况加密井点或采用其他降水方式。井点降水中心区域应设置独立水位检查点。f.安装现场施工项目标示牌、安全、文明施工警示标识及警戒线等。g.水准控制点需设置在距强夯范围最小距离50 m以外，并保护完善。水准测量置镜点应在距落锤点位最小距离20 m以外，需根据现场影响情况及水准仪精度适时调整。
3)机械设备准备。a.施工主要机械设备有强夯机及推土机、平地机等辅助设备，机械设备进场前需进行进场前检验，确认机械设备型号、性能等是否满足施工要求。b.强夯机在强夯施工前需进行夯锤重量、夯锤尺寸检测，确认锤重及尺寸是否能满足设计要求，并按照设计要求的夯击能计算并设定夯锤落距。c.落距根据单击夯击能和锤重确定，即：锤重(kN)×落距(m)=单击夯击能(kN·m)。d.如在满足设计夯击能的条件下，夯锤尺寸与设计要求不符，则必需满足夯锤底面压强不小于设计要求夯锤计算底面压强。e.夯锤落距确定后，用50 m钢尺挂在强夯机的挂钩上，提升挂钩至计算高度(扣除挂钩至夯锤中心的长度)，固定制动挂钩的钢丝绳，并在夯锤提升钢丝绳上用红色布条作标识，便于观察和检查制动挂钩有无松动和移位。
2.2施工工艺流程
施工程序：1)清理并整平施工场地，标出第一遍夯点位置、并测量场地高程；2)夯前原位土试验、地下水位检测；3)调试机械、确定锤落距，起重机就位，并置于夯点位置；4)在锤顶面固定位置做测量标记点，测量夯击前锤顶高程；5)起锤夯击；6)夯击一次后在标记点位置测量锤顶高程并计算本次夯击沉降量；7)换夯击点，重复3)步骤～6)步骤，完成本遍全部夯击点的夯击；8)用水稳性好的粒料土(碎石土或石灰土)进行夯坑回填、压实、平整，以便于第二遍夯击时机械行走及防止雨水浸泡；9)间歇时间不少于7 d后，进行第二遍点位的夯击，完成全部夯击点，间歇时间不少于5 d后进行满夯；10)强夯后1个月内进行地基承载力检验。
2.3施工控制要点和注意事项
1)夯击遍数控制方法：a.夯击遍数为点夯两遍，低能量满排夯击两遍，夯击能满足设计要求。b.夯点夯击采用隔点跳夯施工，从线路中心向线路两侧进行，半幅沿路基横向行走两遍完成第一排夯点夯击，第一排全部夯击完成后按同样的步骤进行第二排夯点夯击，直至完成全部第一遍夯点施工；第二遍夯击顺序与第一遍相同。c.点夯完成后，以低能量满夯，满夯次数两遍。满夯采取低落锤多次夯击，满夯落距需按照设计夯击能重新计算并设定，设定方法与点夯相同，满夯锤印搭接要不小于1/4夯锤直径。2)夯击次数控制方法：a.强夯施工每一遍内各个夯点的夯击次数不小于8次。b.施工中要随时观察夯坑周围土体隆起情况及夯坑内土体情况。如个别夯点夯坑周围土体隆起超出正常范围或出现“弹簧土”、夯坑底面倾斜时应暂停施工，分析原因后可采取增加间隔时间、晾晒降低含水量、夯坑回填石灰土后夯击等方法进行处置。c.不得因起夯困难而减少夯击次数，如夯坑过深或土体含水量过大导致起夯困难，应采取增加间隔时间、晾晒降低含水量，夯坑回填石灰土后夯击或更换夯锤等措施进行处理。d.在夯击次数少于8次时，最后两击平均沉降量小于5 cm；夯坑周围地面不应发生过大隆起；不因夯坑过深而发生起锤困难作为止夯条件。3)夯击遍数间隔时间控制方法：a.间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间，夯击间歇时间应以设计要求的间隔时间为参考值，一般应不少于5 d，对于低液限粘土、粉土以不少于间隔7 d为宜。应按具体土质情况通过工艺性试夯确定。b.间隔时间必须满足正常施工要求，以施工中夯坑不出现渗水、弹软、夯沉量数据平稳、与试验段总结数据、参数基本吻合为准。c.如原位土土质发生较大变化时，应重新进行试夯试验，确定夯击遍数间隔时间。
2.4质量控制及检验
1)质量控制措施。a.严格按国家现行规范和设计要求组织施工，并严格遵守监理程序。b.认真履行岗位责任制，做到分工到人、责任落实到人。c.认真编制工程施工技术方案、安全技术交底书，施工前对参加施工全体人员进行技术交底，做到方案必落实、落实必到位，标准化、精细化施工。d.加强测量控制，施工前要绘制强夯范围示意图、强夯点位布置图，并报监理单位认可且做好基准点的保护工作。e.详细记录每夯点的夯沉量、夯击次数，并认真观察土体隆起及地下水位变化情况，有异常时报监理、业主及设计部门并提出处理意见。f.完善施工资料控制程序，做到施工前有交底、施工中有记录、施工后有总结，每工作台班及每工点施工完成后要及时进行资料整理和归档。采用班组交接检查、质监工程师检查及监理抽查的方式保证资料的真实性，并及时记录、及时签字确认。2)质量检验。a.强夯施工质量应符合JTG F10—2006公路路基施工技术规范规定。b.强夯施工完成后采用静力触探测试法对地基承载力进行检测，检测频率为：强夯路段沿线路纵向路基宽度每100 m检测2个点(或每2 500 m2检测1个点)，每段不少于3个测点。地基承载力不符合设计要求时应补夯和采取其他有效措施。
2.5不利季节施工保证措施
1)雨季施工保证措施。雨季施工应做好气象信息收集工作，夯坑应及时回填夯平，避免坑内积水渗入地下影响强夯效果；夯坑内一旦积水，应及时排出；若场地因积水浸泡，应延长孔隙水消散期，严重时应换土重夯。2)雨季施工保证措施。冬季表层冻土层较薄时，可不予考虑其影响，当气温过低，冻土层过厚时，应将冻土层击碎或清除，再按照设计要求进行施工。
2.6安全及文明施工保证措施
1)安全施工保证措施。a.施工过程中应加强对夯锤、脱钩器、吊车臂杆、起重索具、驾驶室防护网等的检查，保证机具设备正常运转。b.严格遵守强夯施工程序及要求，做到夯锤升降均速、平稳，不得在高空长时间停留，严禁急升猛降。夯锤要对准夯坑，避免歪夯，禁止错位夯击，发现后应立即纠正。c.6级以上大风天气、雨、雾、雪、风沙扬尘等能见度低时应暂停施工。d.在高压线下施工时，要事先将电源切断，并采取相应保护措施。e.现场设专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作。f.起夯时，吊车正前方、吊臂下、夯锤下严禁站人，施工中夯锤挂钩人员在起夯时需位于夯坑5 m以外。在夯锤起吊到锤击结束过程中除挂钩人员外，其他作业人员不得进入夯击点30 m范围内。如在粗粒土质地段施工时，安全范围要适当增加，需根据试夯确定安全距离。g.施工人员进入现场需佩戴安全帽。h.施工前需通告强夯区域所在地村民注意通行及劳动作业注意事项。i.施工中，在强夯作业邻近道路的两端设专人指挥交通，在落锤过程中要禁止行人、车辆通过。
2)文明施工保证措施。a.强夯区域两侧农田要随时进行检查，除设置警戒线外要防止村民从农田进入施工区域。b.施工场地排水沟接入地方灌溉水系，排水沟要定时清理，防止水沟溢流，防止淤泥进入灌溉水渠。c.当强夯施工所产生的震动使邻近建筑物或设备出现有害影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等隔振减震措施。
3 结语
3.1质量目标的实现
1)通过上述施工方法和施工工艺进行施工，施工中严格执行既定施工工艺流程，取得了良好的效果。2)在施工质量检测的30个区段中，强夯后地基承载力不能达到设计要求的仅有一处，通过对施工过程的分析，发现此处未能严格按照施工工艺进行。后经补夯达到了设计要求。由此可见，施工方法和工艺可以实现既定的质量目标。
3.2进度目标的实现
1)本工程计划工期为60 d，由8台LHQ50T强夯机负责施工，每台机械工作效率18 m2/d，实际施工时共投入强夯机6台，通过上述方案的实施按期完成了施工任务。2)机械的减少投入并未对计划工期造成影响，主要是因为严格把握了施工方案的落实，几乎未出现返工现象。3)通过各工号严格执行试夯的工艺要求，对工艺不断改进和完善，施工中对于两次点夯间的时间间隔都有一定程度的减少，这样就缩短了施工工期。
3.3安全目标的实现
1)施工严格贯彻既定的安全控制措施，起到了切实的作用，施工中发生一起安全事故。2)既定方案和措施的切实落实才是安全保障的根源，同时也是质量和进度目标得以实现的有利保障。
[1]刘吉士.公路路基施工技术[M].北京：人民交通出版社，2004.
[2]路桥集团第二公路工程局.公路施工手册(路基)[M].北京：人民交通出版社，2003.
[3]杨锡武.特殊路基工程[M].北京：人民交通出版社，2006.
Inquiry on dynamic compaction construction technology in highway
Xu Xuhua
(ChinaRailway22ndBureauGroupCo.,Ltd,Beijing100040,China)
Combining with engineering examples, the paper introduces dynamic compaction engineering design and technology demands, summarizes dynamic compaction preparation, technology procedures, technological demands and matters, and finally puts forward specific quality control and safety guarantee measures, with a view to achieve expected construction targets.
dynamic compaction, compaction, quality control, highway
1009-6825(2016)08-0168-03
2016-01-08
徐旭华(1974- )，男，工程师
U412.366
A
