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摘 要：本文叙述青岛至兰州高速公路陕西境LJ21标段路基工程为消除路基上部黄土土层的湿陷性，减少工后沉降，通过强夯对路基基底进行处理，分析和总结了强夯施工的技术参数和工艺流程。
关键词：强夯；技术参数；工艺流程
中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）21-0196-02
1 工程概况
青岛至兰州高速公路陕西境壶口至雷家角高速公路第LJ21合同段，起讫桩号为K140+050.000～K147+300.000，全长7.25km。路线范围内位于葫芦河高阶地上且路基填土高度大于4m路段，地层為黄土状土，属中等湿陷性黄土，为消除上部土层的湿陷性，减少工后沉降，采用强夯对路基基底进行处理。
2 施工方案
2.1 施工前的施工测量及准备工作
2.1.1 施工测量
强夯施工前，根据有关资料进行原地面复测、选定的强夯试验路区域放样等工作，将测量结果提交监理工程师审查，作为施工依据。
2.1.2 场地清理
强夯前，按《公路施工技术规范》要求将路堤坡脚范围内的植物、垃圾、原地面以下监理工程师指示的深度范围内的表土和草皮清理，移送到适宜的地方，在公路用地范围内的所有树木、树墩、树根、灌木、围墙清除运走。
2.1.3 施工人员
现场施工负责人1名，现场技术负责1名，质检工程师1名，测量工2名，机长1名，机架工1名，普工2名。
2.2 施工方法和技术要求
2.2.1 施工方法
施工机械配备：采用带有自动脱钩装置的履带式起重机（起吊20t以上）在臂杆端部设置辅助门架，防止落锤时机架倾覆。夯锤重量14t，在夯锤中对称设置？准30cm（四个）上下贯通的气孔，以利夯锤起吊及夯击时夯锤下气体排出，提高夯锤稳定性及夯击质量。脱钩器使用14t级自动脱钩器，其结构组成为吊环、耳板、锁环轴棍、锁环拉绳。推土机平整场地。
强夯时将夯锤提升一定距离后自由脱钩装置使夯锤自由落下，给土体以冲击和振动，提高地基强度，降低其压缩性，改变其自重湿陷性。施工过程中，按照设计及施工技术规范要求，测量地面高程，划白灰线布置夯位，吊机、夯锤就位、检测、设定夯落距。
2.2.2 设计技术要求
（1）处理目的：消除原地表以下2m范围内的湿陷性；
（2）土的含水量宜低于塑限含水量1～3%。在拟夯实的土层内，当土的含水量低于要求的塑限含水量时，宜加水至塑限含水量；当土的含水量大于塑限含水量3%时，宜采取措施适当降低其含水量；
（3）夯击面需提前整平，施工中按夯点图准确布点，以保证夯实效果；
（4）夯击能及击数：要求单击夯击能为1000kN·m，最佳夯击次数根据试验确定（一般不小于6击），单位夯击能不小于1200kN·m/m2，最后两击夯沉量之和小于15cm，最后两击夯沉值之差小于5cm，最后一击夯沉量小于前一击夯沉量。
2.3 夯锤提升高度与夯击次数计算
（1）设计参数
单击夯击能：1000kN·m；
单位夯击能不小于1200kN·m/m2。
（2）达到单击夯击能夯锤需提升高度按以下公式计算：
J=M·g·h（1）
J——单击夯击能（N·m）；
M——夯锤重量（kg）；
g——重力加速度（N/kg）；
h——单击夯锤提升高度（m）。
则本合同段强夯要达到设计单击夯击能夯锤需提升的高度为：h=1000×103N·m÷（14×103×10N/kg）=7.14m
（3）夯点间距与单点夯击次数按以下公式计算：
W=J·2n/l2（2）
W——单位夯击能（kN·m/m2）；
J——单击夯击能（kN·m）；
n——单点每遍夯击次数（完成两遍夯击每个夯点布置方格内有效平均夯击次数为2n）；
l——夯点间距。
依据公式计算夯点间距5m夯击次数15次时的实际单位夯击能为1200kN·m/m2，正好满足设计要求的单位夯击能不小于1200kN·m/m2。
因此，我部选定夯点间距为5m、夯锤提升高度为7.14m、单点每遍夯击次数15次，单位夯击能1200kN·m/m2用于本合同段强夯施工。
2.4 强夯施工工艺流程
在整平后的场地上标出夯击点的位置，并测量场地高程。起重机就位，使夯锤对准夯击点位置，测量夯前锤顶高程。
将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下钓钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤斜落情况，及时将夯底整平。重复上述步骤，按设计规定和夯击次数完成一个夯点的夯实。换夯点，重复上述步骤，直到完成全部夯点的夯击。用推土机将夯坑填平，并测量场地高程。然后用压路机压实要求的压实度，便可进行路基填筑施工。
强夯施工的工艺流程：
施工准备→清理掘除→试验制定强夯参数→夯点测量布设→强夯机械就位→逐点夯击→平整夯坑→质量检测。
2.5 记录和质量控制
（1）每个夯点开夯前检查夯落距，以保持单击夯击能量符合设计要求。对夯击点编号并放样复测。逐点记录每个夯点的夯击次数和每击夯沉量。分区段按夯坑编号，详细填写现场强夯记录。
（2）完成后检查施工记录，是否符合前1、2遍最后两击夯沉量之和小于15cm，最后两击夯沉值之差小于5cm，最后一击夯沉量小于前一击夯沉量，且总夯沉量达到设计夯沉量50cm的设计要求。 2.6 工程施工质量保证措施
根据施工设计对强夯施工区段，提前做好实地勘察，收集天气水文资料，提前做好防水、防洪措施，采取开挖沟渠或设挡水土埝拦截、排除地表水等方法，并防止地表水下渗。施工中认真做到了以下几点：
（1）强夯区距建筑物超过了100m，防止对邻近建筑物产生破坏。
（2）做好了临好排水设施，雨天路基设置横坡度，以利于排水，且当天强夯的区段及时整平并封面碾压。
（3）施工日志、施工记录和所有施工资料准确真实。
3 施工数据整理及总结
3.1 数据整理
（1）夯击次数与单点平均夯沉量统计表（见表1）。
（2）夯击次数与单点平均夯沉量关系图（见图1）。
夯击最后两击夯沉量之和为：（91-89）+（92-91）=2+1=3cm
夯击最后两击夯沉量之差为：（91-89）-（92-91）=2-1=1cm
（3）原地表与夯击后实测高程对照表（見表2）。
3.2 成果总结
（1）施工时控制好原地表土的含水量，土的含水量宜低于塑限含水量1～3%。在拟夯实的土层内，当土的含水量低于要求的塑限含水量时，宜加水至塑限含水量；当土的含水量大于塑限含水量3%时，宜采取措施适当降低其含水量，以保证达到强夯最佳效果。
（2）夯击能及击数：按照设计要求的单击夯击能为1000kN·m，最佳夯击次数为15击，最佳夯点间距5m，单位夯击能为1200kN·m/m2，最后两击夯沉量之和小于15cm，最后两击夯沉值之差小于5cm，最后一击夯沉量小于前一击夯沉量。
（3）强夯施工完成总夯沉量按54cm控制，超出设计50cm的夯沉量4cm。
（4）强夯施工结束后及时整平施工场地，用压路机碾压封面，并及时认真整理施工数据及施工资料。
4 结束语
强夯法处理软基，特别是湿陷性黄土软基，可以迅速提高地基的承载力及压缩模量，形成比较均匀、密实的地基，在地基一定深度内改变了地基土的孔隙分布。强夯法施工已经广泛运用到高速公路、铁路，机场、核电站、港口填海等基础加固工程，工期短、效果好、造价低。
参考文献
[1]《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）.
收稿日期：2018-6-25
作者简介：乔学渊（1983-），男，汉族，甘肃定西人，工程师，本科，主要从事铁路、公路、市政项目中的路基、桥涵、隧道、轨道、交安、绿化等专业工程的施工技术工作。
关键词：强夯；技术参数；工艺流程
中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）21-0196-02
1 工程概况
青岛至兰州高速公路陕西境壶口至雷家角高速公路第LJ21合同段，起讫桩号为K140+050.000～K147+300.000，全长7.25km。路线范围内位于葫芦河高阶地上且路基填土高度大于4m路段，地层為黄土状土，属中等湿陷性黄土，为消除上部土层的湿陷性，减少工后沉降，采用强夯对路基基底进行处理。
2 施工方案
2.1 施工前的施工测量及准备工作
2.1.1 施工测量
强夯施工前，根据有关资料进行原地面复测、选定的强夯试验路区域放样等工作，将测量结果提交监理工程师审查，作为施工依据。
2.1.2 场地清理
强夯前，按《公路施工技术规范》要求将路堤坡脚范围内的植物、垃圾、原地面以下监理工程师指示的深度范围内的表土和草皮清理，移送到适宜的地方，在公路用地范围内的所有树木、树墩、树根、灌木、围墙清除运走。
2.1.3 施工人员
现场施工负责人1名，现场技术负责1名，质检工程师1名，测量工2名，机长1名，机架工1名，普工2名。
2.2 施工方法和技术要求
2.2.1 施工方法
施工机械配备：采用带有自动脱钩装置的履带式起重机（起吊20t以上）在臂杆端部设置辅助门架，防止落锤时机架倾覆。夯锤重量14t，在夯锤中对称设置？准30cm（四个）上下贯通的气孔，以利夯锤起吊及夯击时夯锤下气体排出，提高夯锤稳定性及夯击质量。脱钩器使用14t级自动脱钩器，其结构组成为吊环、耳板、锁环轴棍、锁环拉绳。推土机平整场地。
强夯时将夯锤提升一定距离后自由脱钩装置使夯锤自由落下，给土体以冲击和振动，提高地基强度，降低其压缩性，改变其自重湿陷性。施工过程中，按照设计及施工技术规范要求，测量地面高程，划白灰线布置夯位，吊机、夯锤就位、检测、设定夯落距。
2.2.2 设计技术要求
（1）处理目的：消除原地表以下2m范围内的湿陷性；
（2）土的含水量宜低于塑限含水量1～3%。在拟夯实的土层内，当土的含水量低于要求的塑限含水量时，宜加水至塑限含水量；当土的含水量大于塑限含水量3%时，宜采取措施适当降低其含水量；
（3）夯击面需提前整平，施工中按夯点图准确布点，以保证夯实效果；
（4）夯击能及击数：要求单击夯击能为1000kN·m，最佳夯击次数根据试验确定（一般不小于6击），单位夯击能不小于1200kN·m/m2，最后两击夯沉量之和小于15cm，最后两击夯沉值之差小于5cm，最后一击夯沉量小于前一击夯沉量。
2.3 夯锤提升高度与夯击次数计算
（1）设计参数
单击夯击能：1000kN·m；
单位夯击能不小于1200kN·m/m2。
（2）达到单击夯击能夯锤需提升高度按以下公式计算：
J=M·g·h（1）
J——单击夯击能（N·m）；
M——夯锤重量（kg）；
g——重力加速度（N/kg）；
h——单击夯锤提升高度（m）。
则本合同段强夯要达到设计单击夯击能夯锤需提升的高度为：h=1000×103N·m÷（14×103×10N/kg）=7.14m
（3）夯点间距与单点夯击次数按以下公式计算：
W=J·2n/l2（2）
W——单位夯击能（kN·m/m2）；
J——单击夯击能（kN·m）；
n——单点每遍夯击次数（完成两遍夯击每个夯点布置方格内有效平均夯击次数为2n）；
l——夯点间距。
依据公式计算夯点间距5m夯击次数15次时的实际单位夯击能为1200kN·m/m2，正好满足设计要求的单位夯击能不小于1200kN·m/m2。
因此，我部选定夯点间距为5m、夯锤提升高度为7.14m、单点每遍夯击次数15次，单位夯击能1200kN·m/m2用于本合同段强夯施工。
2.4 强夯施工工艺流程
在整平后的场地上标出夯击点的位置，并测量场地高程。起重机就位，使夯锤对准夯击点位置，测量夯前锤顶高程。
将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下钓钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤斜落情况，及时将夯底整平。重复上述步骤，按设计规定和夯击次数完成一个夯点的夯实。换夯点，重复上述步骤，直到完成全部夯点的夯击。用推土机将夯坑填平，并测量场地高程。然后用压路机压实要求的压实度，便可进行路基填筑施工。
强夯施工的工艺流程：
施工准备→清理掘除→试验制定强夯参数→夯点测量布设→强夯机械就位→逐点夯击→平整夯坑→质量检测。
2.5 记录和质量控制
（1）每个夯点开夯前检查夯落距，以保持单击夯击能量符合设计要求。对夯击点编号并放样复测。逐点记录每个夯点的夯击次数和每击夯沉量。分区段按夯坑编号，详细填写现场强夯记录。
（2）完成后检查施工记录，是否符合前1、2遍最后两击夯沉量之和小于15cm，最后两击夯沉值之差小于5cm，最后一击夯沉量小于前一击夯沉量，且总夯沉量达到设计夯沉量50cm的设计要求。 2.6 工程施工质量保证措施
根据施工设计对强夯施工区段，提前做好实地勘察，收集天气水文资料，提前做好防水、防洪措施，采取开挖沟渠或设挡水土埝拦截、排除地表水等方法，并防止地表水下渗。施工中认真做到了以下几点：
（1）强夯区距建筑物超过了100m，防止对邻近建筑物产生破坏。
（2）做好了临好排水设施，雨天路基设置横坡度，以利于排水，且当天强夯的区段及时整平并封面碾压。
（3）施工日志、施工记录和所有施工资料准确真实。
3 施工数据整理及总结
3.1 数据整理
（1）夯击次数与单点平均夯沉量统计表（见表1）。
（2）夯击次数与单点平均夯沉量关系图（见图1）。
夯击最后两击夯沉量之和为：（91-89）+（92-91）=2+1=3cm
夯击最后两击夯沉量之差为：（91-89）-（92-91）=2-1=1cm
（3）原地表与夯击后实测高程对照表（見表2）。
3.2 成果总结
（1）施工时控制好原地表土的含水量，土的含水量宜低于塑限含水量1～3%。在拟夯实的土层内，当土的含水量低于要求的塑限含水量时，宜加水至塑限含水量；当土的含水量大于塑限含水量3%时，宜采取措施适当降低其含水量，以保证达到强夯最佳效果。
（2）夯击能及击数：按照设计要求的单击夯击能为1000kN·m，最佳夯击次数为15击，最佳夯点间距5m，单位夯击能为1200kN·m/m2，最后两击夯沉量之和小于15cm，最后两击夯沉值之差小于5cm，最后一击夯沉量小于前一击夯沉量。
（3）强夯施工完成总夯沉量按54cm控制，超出设计50cm的夯沉量4cm。
（4）强夯施工结束后及时整平施工场地，用压路机碾压封面，并及时认真整理施工数据及施工资料。
4 结束语
强夯法处理软基，特别是湿陷性黄土软基，可以迅速提高地基的承载力及压缩模量，形成比较均匀、密实的地基，在地基一定深度内改变了地基土的孔隙分布。强夯法施工已经广泛运用到高速公路、铁路，机场、核电站、港口填海等基础加固工程，工期短、效果好、造价低。
参考文献
[1]《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）.
收稿日期：2018-6-25
作者简介：乔学渊（1983-），男，汉族，甘肃定西人，工程师，本科，主要从事铁路、公路、市政项目中的路基、桥涵、隧道、轨道、交安、绿化等专业工程的施工技术工作。