[摘 要]近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，原有的公路等級(jí)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在城市生活的需要，所以公路事業(yè)中的交通工程面對(duì)著前所未有的挑戰(zhàn)。盡管已經(jīng)新建了一些更高等級(jí)的公路網(wǎng)，但是這些也只能起到一定的緩解作用，改造和擴(kuò)建原先的公路工程才是解決理由的關(guān)鍵。本文著重分析在工程路基拓寬工程中使用強(qiáng)夯技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，從而確保拓寬路基工作的工程質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]路基拓寬；強(qiáng)夯技術(shù)；夯擊波；影響

公路是人民便捷生活的保障，但是以往建造的高速公路或者其他等級(jí)路段已經(jīng)無法滿足當(dāng)今經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展以及交通量的快速增長(zhǎng)的需求，改建和擴(kuò)建迫在眉睫。對(duì)舊公路工程路基的拓寬升級(jí)的改造既可以縮短施工工期，減少費(fèi)用，同時(shí)在全國(guó)用地荒的前提下又可以減少土地占有率，更能起到保護(hù)環(huán)境的作用。由于強(qiáng)夯技術(shù)適用于各類土層，并且由于其加固效果十分顯著、施工機(jī)具簡(jiǎn)單又節(jié)省材料，所以強(qiáng)夯技術(shù)備受國(guó)內(nèi)外路基拓寬施工的青睞。但是強(qiáng)夯過程中產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲和沖擊波，給周圍群眾的生活帶來很大的影響。

1 強(qiáng)夯技術(shù)在路基拓寬施工中的應(yīng)用概述

強(qiáng)夯技術(shù)即強(qiáng)力夯實(shí)技術(shù)，又被稱為動(dòng)力固結(jié)法，這種策略是利用起吊設(shè)備，將 10 ～25 噸的重 錘提升至 10 ～25 米高處后，從高處自由落下，依靠重物下落形成強(qiáng)大的夯擊能和沖擊波作用給地基以沖擊力和振動(dòng)，造成空隙極度壓縮，加之土層本身底部具有地下水的共同壓力作用夯實(shí)土層。我國(guó)自 1979年開始將強(qiáng)夯法應(yīng)用到公路地基拓寬、橋梁基礎(chǔ)等各類地基處理工程中，通過多年來大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)分析，強(qiáng)夯專家認(rèn)為如果強(qiáng)夯技術(shù)能夠大面積地使用到路基加固工作中，其路基的拓寬寬度將達(dá) 30m，這對(duì)于我們的公路路基拓寬施工來說無疑是重大的突破！

2 強(qiáng)夯技術(shù)施工影響因素

公路工程路基的拓寬施工，人們主要關(guān)注的是夯后有效的影響深度以及在這厚度范圍內(nèi)土性的改善程度，經(jīng)過多年的實(shí)驗(yàn)研究，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)影響夯實(shí)效果的因素主要有以下幾點(diǎn)：

第一，路基土質(zhì)直接影響夯實(shí)的效果，當(dāng)應(yīng)用于非飽和土?xí)r，強(qiáng)夯的壓實(shí)過程基本上同室內(nèi)的擊實(shí)實(shí)驗(yàn)相同。對(duì)于飽和的粘性土，其夯實(shí)的效果絕對(duì)沒有非飽和土那樣優(yōu)秀，所以在施工的同時(shí)必須采取一些必要的排水措施。

第二，施工地基的含水量以及地下水位。無論是過干的還是過分濕潤(rùn)的土質(zhì)對(duì)夯實(shí)效果的影響都是不利的。高填土、雜質(zhì)土的夯后承載能力提高明顯，而對(duì)于飽和土、淤泥強(qiáng)度提高效果卻差強(qiáng)人意。

第三，夯機(jī)的夯擊能力以及夯錘的選擇。強(qiáng)夯加固技術(shù)對(duì)公路路基拓寬的施工很重要，夯擊加載工具必須與夯錘相配套，錘形及其尺寸也是強(qiáng)夯加固效果的重要影響因素，錘形一般有圓形和方形兩種形狀適用于不同的施工狀況，錘體的尺寸主要體現(xiàn)在與地表土有效接觸面積的大小，根據(jù)不同土質(zhì)的軟硬程度選擇適當(dāng)?shù)拇贵w尺寸。

第四，夯點(diǎn)的布置。夯點(diǎn)的布置與施工地基土的類型和處理深度有關(guān)，布置合適的夯點(diǎn)后一般采用多次夯擊的策略進(jìn)行地基的夯實(shí)。施工時(shí)應(yīng)遵循先進(jìn)行主夯點(diǎn)的施工，然后進(jìn)行次夯點(diǎn)，先周邊后中間的施工順序，從而減少地基內(nèi)部向外部的側(cè)向擠出，在第二次夯點(diǎn)布置時(shí)要與第一次的布置相錯(cuò)開以提高夯實(shí)加固效果。

3 路基拓寬過程中強(qiáng)夯技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

3. 1 適用范圍十分廣泛

不僅可以用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土，還可以應(yīng)用于濕陷性黃土、雜質(zhì)土以及素填土等路基。特別適宜加固一般處理策略難以加固的大塊碎石類土以及建筑、生活垃圾或工業(yè)廢料組成的雜填土，采用置換法也可用于加固軟土地基。當(dāng)采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進(jìn)行強(qiáng)夯置換時(shí)，應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。最近創(chuàng)新發(fā)展研究出的“孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法”是一種先形成孔，然后向孔內(nèi)填充介質(zhì)，再用桿狀錘或者橄欖錘在孔內(nèi)進(jìn)行不斷的夯砸沖擊，從而使填料不斷向四周擴(kuò)散，完成對(duì)地基的拓展夯實(shí)處理。這種新的夯實(shí)策略使得雜質(zhì)土、液化性土、粘濕土的加固效果明顯提升。

3. 2 加固效果顯著

在進(jìn)行公路工程路基的拓寬施工中由于新舊路基之間會(huì)產(chǎn)生差異變形，比如舊路面經(jīng)過多年固結(jié)變形，其沉降已經(jīng)結(jié)束，但是新路面的沉降才剛剛開始，再加上新舊路面的密度不均勻的影響使得新舊路面發(fā)生不均勻沉降和縱向開裂的現(xiàn)象。嚴(yán)重影響了公路路基拓寬的使用壽命以及同行能力，并且威脅行人的安全。但是強(qiáng)夯技術(shù)使地基經(jīng)強(qiáng)夯處理后，可明顯提高地基承載力、壓縮模量。一般的路基土經(jīng)過強(qiáng)夯加固后會(huì)造成土體的結(jié)構(gòu)變形，不僅使得氣體從孔隙中排出，加大結(jié)構(gòu)的密實(shí)程度，與此同時(shí)土顆粒間進(jìn)一步靠近使抗剪強(qiáng)度和韌性也得到大幅度的提升。

3. 3 具有很深的有效加固深度

有效加固深度也稱為有效影響深度，是強(qiáng)夯加固地基的重要指標(biāo)，有效加固深度越深表明加固效果越好。強(qiáng)夯法的有效加固深度應(yīng)從最初起夯面算起，并不是環(huán)境的天然填土面，而是綜合考慮基礎(chǔ)埋深、地面沉降量后確定的起夯位置。一般情況下，在地基拓寬中單層 8000KN•m 高能量級(jí)強(qiáng)夯處理深度可達(dá) 12m，若多層強(qiáng)夯處理，深度可達(dá) 24 ～ 54m。但是有效加固深度同時(shí)受到設(shè)備因素、巖土工程條件以及強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)的影響，在施工前必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的多次勘察和分析，以保證路基拓寬加強(qiáng)工作的安全有效進(jìn)行。

3. 4 施工機(jī)具簡(jiǎn)單，節(jié)省材料，節(jié)省造價(jià)

強(qiáng)夯機(jī)具主要為帶自動(dòng)脫鉤裝置的大型履帶式起重機(jī)，一般輔以龍門架等設(shè)施，以便增加起吊能力和穩(wěn)定性。施工時(shí)只要起重機(jī)就位，使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置，然后將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高度，然后按照設(shè)計(jì)完成夯點(diǎn)的夯擊即可，操作也十分方便。一般的公路路基強(qiáng)夯處理就是將原狀土或者回填土方通過重錘的夯擊施以能量，縮減了建材的消耗。從工藝方面來看，強(qiáng)夯工藝無需其他特殊的建筑材料，與樁基礎(chǔ)等其他施工技術(shù)相比節(jié)省了建筑材料的購(gòu)置、制作、運(yùn)輸、打入費(fèi)用，除了人工費(fèi)和消耗油料費(fèi)用外，基本沒有其它消耗，十分節(jié)省造價(jià)，使得公路路基拓寬工作在全國(guó)大范圍展開，提升國(guó)家公路設(shè)施的等級(jí)和質(zhì)量。

4 路基拓寬過程中強(qiáng)夯技術(shù)的缺點(diǎn)

強(qiáng)夯過程中產(chǎn)生的夯擊波對(duì)施工路段的人以及建筑物都有著嚴(yán)重的危害。下面就從對(duì)人員的傷害以及對(duì)建筑物的危害進(jìn)行分析。

第一，對(duì)于靠近施工地點(diǎn)的建筑物嚴(yán)重的會(huì)造成破損甚至倒塌。雖然強(qiáng)夯波對(duì)施工較遠(yuǎn)處的地基無法產(chǎn)生永久性的沉降，但是對(duì)大多數(shù)建造在軟弱地基上的建筑機(jī)構(gòu)的破損會(huì)得到加速并可能產(chǎn)生較大的地基位移或失穩(wěn)。

第二，強(qiáng)夯引起的振動(dòng)及噪聲，對(duì)周圍人員的健康和心理都會(huì)造成影響。其一，夯擊波強(qiáng)大的振動(dòng)感受，讓人們感覺猶如處在地震中，心情始終處于緊張?bào)@嚇的狀態(tài)，嚴(yán)重干擾居民的正常生活。其二，施工人員在這樣的環(huán)境下工作效率會(huì)受到嚴(yán)重的影響，精神無法集中。

5 總結(jié)

在公路工程路基拓寬施工中，強(qiáng)夯技術(shù)是經(jīng)濟(jì)、快捷、有效的改建策略。但與此同時(shí)，其強(qiáng)大的夯擊波嚴(yán)重影響道路周圍的人員、植物以及建筑物的安全，所以在施工前必須做好充分的理論研究并完善施工工藝，進(jìn)一步提高路基拓寬的加固效果，建造出更加安全便利的公路網(wǎng)絡(luò)。