强夯法在公路路基施工中的应用.pdf

国家经济综合实力的日益增强，使公路工程建设的发展呈现迅猛状态，在对相关工作开展市场调研中发现，公路建设的规模和数量正逐步呈现扩大和增长趋势，部分公路项目开始逐步向偏远地区延伸，从而为当地人民的生活带来了便利1。目前，我国对公路工程施工质量的要求越来越高。路基作为公路路基建设中的一个关键环节，其整体稳定性对公路工程的安全运行有很大的影响2。在部分地区，由于施工环境与地质条件较差，导致路基基础结构存在失稳、承载力差等安全隐患，针对此种问题，若不及时处理，极易导致路基沉降、路面开裂等现象的发生。1强夯法在公路路基施工中的应用1.1公路路基施工本构模型建立与力学参数确定将强夯法应用到公路路基施工中，将弹塑性模型作为路基、地基土等材料的建构模型，该模型的函数表达式为F=滓1tan2（仔4+渍2）-滓3+2ctan（仔4+渍2）=0（1）式中：F为建构模型；滓1、滓3为围压；渍 为内摩擦角；c 为粘聚力。在构建上述模型时，进行如下假设，表达式为着=着e+着p（2）式中：着 为总应变率；着e为弹性应变率；着p为塑性应变率。结合塑性流动正交法则，得出如下等式关系，表达式为滓=De着e=De（着-着p）=De（着-姿鄣Q鄣滓）（3）式中：De为弹性矩阵；姿 为标量系数。在施工过程中，若材料当前所处状态为塑性状态，则此时认为F（滓）的取值为 0，并存在下述关系，表达式为F=鄣F鄣滓滓=0（4）式中：F 为塑性矩阵。在构建上述函数模型时，需要确定泊松比、粘聚力、内摩擦角等参数的具体取值3。在公路路基施工中，泊松比的取值应设置为 滋=0.25，粘聚力与内摩擦角的取值按照表 1 所示的取芯试验结果进行选择。1.2公路原地面强夯点与夯击能力设计以上述模型为依据，设计高速公路原地面夯实点与夯击能力，设置单击夯击力为 4 000 kN m，使用直径 2.2 m 的圆筒锤，质量 20 t（按市场上的机器进行调整，但要保证击打强度不低于 4 000 kN m），在地面上对称布置了几个与顶部相通的通风孔，孔径 250耀300 mm4。夯击点按正方形排列，夯击点间隔为 4 m伊4 m，分两次进行强夯加固。由施工单位、收稿日期：2023原02原05曰修回日期：2023原03原21作者简介：缑振国（1977），男，甘肃天水人，工程师，主要从事公路工程施工研究，E-mail：。强夯法在公路路基施工中的应用缑振国摘要：为提升公路路基的承载力，保证施工质量，将强夯法引入公路路基的施工中，并开展相关研究。首先，建立公路路基施工本构模型，确定力学参数；其次，设计公路原地面强夯点与夯击能力；最后，对公路路基进行高填方强夯补强处理。通过实例证明，将强夯法应用到公路路基施工中可以有效提升路基的承载力，进而达到延长公路使用寿命的目的。关键词：强夯法；公路路基；施工应用中图分类号：U416.1文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2023.08.067（甘肃恒通路桥工程有限公司，甘肃兰州730070）文章编号：1674-9146渊圆园23冤08原067原04科 技 创 新 与 生 产 力SCI-TECH INNOVATION&PRODUCTIVITY第 44卷第 8 期2023年 8 月Vol.44No.8Aug.2023土样位置取土深度/m粘聚力/kPa内摩擦角/（）老路基0.83352.29313.9930老地基5.822227.026278.03234新地基0.231321.322223.22525新路基土场表 1取芯试验结果粘聚力与内摩擦角取值科技创新与生产力 2023年第 44卷第 8 期监理根据场地边角处的第一个夯点，再根据夯点的间隔来确定剩余夯点的坐标，利用 GPS 或全站仪进行放点，并在夯点上打上白灰，见图 1。采用试验的方式确定单个夯击点的夯击锤数，规定要求每一个夯击点的收锤标准为：以最后两次夯击时产生的沉降量平均值为准，其数值不得超过 5cm5。在完成夯实后，对场地进行整平，并将场地中虚土清除，在摊铺时必须确保均匀。按地基的填筑要求分层碾压到设计高度。在试夯时制定以下 4 点要求。1）最后一次夯击时的沉降量不得超过 5 cm。2）在进行强夯的过程中，夯坑结构周围的地面不得出现明显的隆起现象。3）不能因为出现夯坑过深而产生起锤困难的问题。4）试验区域，长度应当设置为 40 m，宽度应当根据公路实际路基宽度来确定，要求夯击能力为4 000 kN m，两个相邻夯点之间的距离应设置为4 m伊4 m，根据最终的试验结果，确定夯击的具体次数6。在对原地面进行强夯处理时，按照规定的夯击数和要求的控制条件，进行一次夯击，其收锤标准是最后一次夯沉量不超过 5 cm。在更换夯点时，重复第一次的夯击操作，完成全部夯击点的夯击。1.3高填方强夯补强处理以路基宽度为 50 m，设计速度为 80 km/h 的公路施工为例，针对填方高度超过 20 m 的路堤，需要按照高填方路基段施工方案进行施工，并且每完成对 8 m 高度的填筑后，都需要进行一次满夯补强处理。图 2 为高填方强夯补强处理示意图。在进行高填方强夯补强处理时，对机械设备提出以下要求：吊车使用单索承载能力超过 15 t 的单索或 20 t 多索履带式吊车，为了防止吊杆振动过大、后倾，吊车还配备了专用的减震支架等减震结构，以保证施工的安全性。夯锤采用具有高弹性的圆筒型铜夯锤7。在夯锤的底部对称布置 4耀6 个排气口，以便于在打夯机落下时将坑底的气体排出，该排气口的直径通常为 10耀15 cm，夯锤的直径为2 m，质量为 10 t。针对夯击点的设计，将其按照三角形排列，夯点中心间距设置为 1.5 m，落距设置为 10 m，针对锤印重叠提出重叠区域不小于 50 cm的要求。单个夯击点的夯锤次数设置为 3 次，夯击遍数设置为 2 遍。在实际补强时，需要根据具体情况，对其参数的设置进行微调8。图 3 为满夯击点布置示意图。在大规模夯击之前，先进行试验，以确定夯击点的数量。在进行夯击试验时，选取 20 m伊20 m 的场地，对夯击区进行平整。单点锤击的数量是3 次。当夯锤的夯沉量低于 5 cm 时，可以只夯1 次；当夯沉量超过 5 cm 时，应进行 2 次夯击，并记录 2 次夯沉量；如果 2 次夯沉量低于 5 cm，则只夯击 1 次，否则，应进行 3 次。直到夯沉量低于5 cm 时，其夯击遍数为前一次夯击数，此时完成夯击。根据上述论述内容，实现对强夯法在公路路基施工中的具体应用。2实证分析2.1公路概况该工程位于城市西山区，此区域的地势整体起伏较大，部分建设路段位于工业区（包括 K24+220K24+300 段、K20+080K20+170 段、K19+350K19+450 段）。此园区在建设公路时，整体采用倾填的方式进行施工，施工中此部分路段未进行分层碾压施工，导致此区段在竣工后投入使用一段时间后发生了沉降。但沉降风险发现得较早，为实现对此区段沉降的控制，提高公路的有效使用年限，决定对此区段进行强夯施工处理。公路概况见表 2。图 1公路路基夯点布置示意图图 2为高填方强夯补强处理示意图图 3满夯击点布置示意图第二遍强夯点 第一遍强夯点普夯边界50150夯点单位：cm50100单位：cm100100100100100100100100100100路面结构层夯击层1/21/1.51/1.751/1.15夯击层夯击层夯击层1/1.51/1.751/1.151/1.751/1.75 68 测点承载力测点承载力12276221222972243230822642259225523510224表 6测点承载力检测结果kN m-2序号公路概况1工程主线全长13 km2主线涉及内容10.9 km 主线+2.1 km 车站连接线3一般段路基宽度55 m4起讫桩号K18+400K29+300表 2公路概况序号进场填筑材料应满足的条件1路基填料中的石粉颗粒直径不超过 30 cm2下路堤坝的密实度必须达到 93%3填料的最小 CBR 值不能低于 3%4填料中土的液限小于 505塑限小于 266填料中土的含水率2%表 3进场填筑材料应满足的条件序号设备数量备注1挖掘机2 台20 m32土方运输车4 台3振动压路机2 台25 t4推土机2 台5平地机1 台6自卸车6 辆20 m37洒水车1 辆8破碎机2 台9履带式起重机2 台满足夯击能力的要求10夯锤2 个220 cm 直径圆形钢制夯锤表 4施工中机械设备序号设备数量备注1灌砂筒1 套渍200 mm2电子天平1 台30 kg3电子天平1 台15 kg4CBR 测试仪1 台5GPS 仪1 台6水准仪1 台7全站仪1 台8钢尺1 把50 m表 5其他设备图 5极陡位置台阶挖设缑振国：强夯法在公路路基施工中的应用图 4较陡位置台阶挖设1:52原地面2%4%2原地面2.2试点工程强夯施工准备1）填料准备。路基施工中所使用的填料采用路堑段爆破后的土石混合料，使用专用车辆，将路基填筑物就近运输到施工段。填筑材料应满足的条件见表 3。对于颗粒大小不能满足要求的石料，如果颗粒太大，使用碎石机或啄木鸟式破碎机对其进行处理，以确保进场的填料可以达到路基填筑所需填充物的需求。2）强夯准备。施工现场测量员通过 CAD 软件，事先确定夯点位置和坐标，并在现场进行夯击点的 GPS 定位。在强夯施工期间，对每一个夯坑的每次夯沉量进行跟踪，直到达到收锤要求为止。3）机械设备准备。根据公路路基施工的具体需求，进行施工中机械设备（见表 4）与其他设备（见表 5）的准备。2.3公路路基原地面处理在进行路基填埋之前，应先进行清表，将表层的腐殖土和耕地土壤清理干净。清表完毕后，对原有的路面进行碾压，以保证其压实率达 90%。在原有水平纵坡坡度大的情况下开挖台阶，并且根据 公路路基设计规范 JTGD30-2015 等相关文件的规定，采用以下方法开挖台阶（见图 4、图 5）。使用两台小型挖掘机将方块搬运到土方运输车上，由运输车进行填筑，按照方格网控制填筑的厚度，再用两台水力破碎机粉碎碎石，如水分太少，则用水喷洒。在此基础上，使用推土机对场地进行整平处理。2.4强夯施工检测对强夯施工后的地基进行检测，将地基承载力作为检测指标，承载力计算公式为f=fk+浊b酌（b-3）+浊d酌0（d-0.5）（5）式中：f 为承载力；fk为承载力标准值；浊b为承载力修正系数；浊d为基础层宽度埋深修正系数；b 为基础埋置深度；d 为路基基础层宽度；酌 为基底下底重度；酌0为基底上底平均重度。测点承载力检测结果见表 6。3结论根据上述研究得到如下结论：参照表 6 中的数值可知，所有测点的承载力均 220 kPa，说明强夯施工后路基承载力可以满足需求。在此基础上，在相同的测点进行路基压实度的检测，检测后发现所有测点的压实度均 93%，满足公路工程质量验收需求。69 科技创新与生产力 2023年第 44卷第 8 期Application of Dynamic Compaction Methodin Highway Roadbed ConstructionGOU Zhenguo(Gansu Hengtong Road and Bridge Engineering Co.,Ltd.,Lanzhou 730070,China)Abstract：In order to enhance the bearing capacity of highway roadbed and ensure construction quality,the dynamiccompaction method is introduced into the construction of highway roadbed,and relevant research is carried out.Firstly,aconstitutive model for highway roadbed construction is established and mechanical parameters are determined;secondly,theoriginal ground compaction points and compaction capacity of the highway are designed;finally,high fill dynamic compactionand reinforcement treatment on the highway roadbed are carried out.Through practical examples,it has been proven thatapplying dynamic compaction method to highway roadbed construction can effectively improve the bearing capacity of theroadbed,thereby achieving the goal of extending the service life of the highway.Key words：dynamic compaction method;highway roadbed;construction applicationAnalysis of Key Technical Points of Efficient Water-saving Irrigationin Agricultural Water Conservancy ProjectsLEI Guangming(Flood River Management Office of Minle County,Gansu Province,Zhangye 734502,China)Abstract：In order to solve the problems of long irrigation time and large water consumption in the application of existingirrigation methods to agricultural water conservancy projects,an analysis and research on the technical key points of efficientwater-saving irrigation in agricultural water conservancy projects were carried out.Firstly,the potential water consumption inthe agricultural water conservancy project area is calculated;secondly,the boundary conditions of irrigation system are setwith high efficiency and water saving as the goal;finally,the design of irrigation system is completed.The application resultsshow that the new irrigation technology can effectively shorten the irrigation time,reduce water consumption and achieveefficient water-saving effect.Key words：agricultural water conservancy project;irrigation;efficient water-saving;key technical point（上接第 66 页）参考文献：1蔡泽辉.高边坡锚杆防护施工技术在公路路基中的应用分析J.工程建设与设计,2022(21):186-189.2刘帅,袁流,刘绪龙,等.路基施工技术对公路质量的影响分析J.科技创新与应用,2022,12(30):173-176.3孙茂鹏.低填浅挖路基施工技术研究:以琼海旅游公路工程为例J.工程技术研究,2022,7(18):59-61.4蒲滨.探讨高速公路软弱路基水土联合堆载预压施工技术J.交通节能与环保,2022,18(5):119-121+138.5莫轻文,朱明双.山区石方路基填筑施工参数设置及沉降变化研究:以张家界至南充国家高速公路项目为例J.工程技术研究,2022,7(15):220-222.6唐龙全.水泥改良粉黏土路基施工技术在公路工程中的应用J.交通世界,2022(18):161-163.7冯果.公路路基和桥梁工程施工中的质量控制情况阐述与分析J.运输经理世界,2022(15):86-88.8黄丽梅.临近市政项目施工致高速公路路基边坡滑移成因分析及综合治理J.福建交通科技,2022(5):26-30.（责任编辑王璐）70