邓显德中铁二局重庆分公司401147
摘要：本文结合铁路路基工程实践，分析影响强夯法的因素，介绍施工过程中的质量控制措施，对强夯处理的铁路路基效果进行评价，消除路基施工中的缺陷，降低路基工后沉降，保证路基工程质量。
关键词：铁路；路基；施工技术；强夯法
1影响强夯处理效果的因素
国内外大量试验研究和工程实例资料表明，影响强夯处理效果的因素主要与夯锤重量、落距、夯击次数及间隔时间、夯击遍数、夯击点布置、锤底单位压力、地基土性质、不同土层厚度和埋藏顺序、地下水位等密切相关。
1.1夯击能对强夯处理地基效果的直接影响
夯击能是指对地基土施加能量的总称，包括单击夯击能和夯击次数概念、单击夯击能锤重和落距的选择。锤重越大，落距越高，单击夯击能越大，夯击次数越多，加固效果越好。由于受场地条件及起重机械起重能力的制约，常用的夯锤质量为10～25t，最大夯锤质量达40t，落距一般为10～40m，单击夯击能一般为1000～8000kN•m。夯击次数以夯坑压缩量最大、夯坑周围隆起量最小原则确定。实践表明，单击夯击能决定强夯加固的有效范围，夯击次数主要是提高有效范围的加固效果，当然对加固的有效范围也有一定影响。
1.2夯击遍数及夯击间隔时间的影响
地基土渗透性强弱不同，渗透性强的粗粒土夯击次数可少一些，渗透性弱的细粒土夯击次数要多一些。此外，由于受土中超静孔隙水压力的消散时间影响，两次夯击之间应有一定的时间间隔，以利于土中超静孔隙水压力的消散。
1.3夯击点的布设及夯击间距的影响
夯击点及夯击间距的合理布设是保证夯实效果的前提，夯击点的布设及夯击间距的确定与地基土的类型和处理深度密切相关。夯击点的布设形式一般有正方形、等边三角形及梅花形排列等。对细粒土地基，夯击点间距宜较大，便于土中超静孔隙水压力的消散，当强夯处理深度较大时，第一次夯击的夯击点间距不能过小，防止夯击时在浅层形成密实层而影响夯击能量向深层的传递。
1.4地基土类型及特性的影响
强夯处理对碎石土、砂土低饱和度粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土与杂填土的加固作用相当显著。但对饱和黏性土等软土地基加固效果不理想。
1.5地下水位的影响
地下水位是影响强夯加固效果的重要因素。地下水位低的地基土强夯加固效果好，地下水位高的地基土强夯加固效果相对较差。在地下水位高的地区采用强夯处理地基时，应降低地下水位。
2工程概况
路基试验段位于某新建铁路车站货场。工程地质勘查资料表明，线路处于浅丘地貌，地形波状起伏，地面高程485～515m，相对高差小于30m。丘坡地带多为旱地、林地，沟槽地表多辟为水田，线路路基中心最大挖方约30m，最大填高约10m。路基试验段采用的填料为附近货场挖方的黏土（），弱风化、强风化及全风化泥岩和泥岩夹砂岩的土石混合填料，含水率不高。其中，黏土呈棕黄、褐黄、灰黄等色，硬塑，含铁锰结核，黏性强，自由膨胀率为40%～72%，为弱-中等膨胀土，液限为38.0%～50.6%，塑限为18.8%～23.5%，塑性指数为19.6%～26.3%。填料的重型击实试验最优含水率为11.2%～17.0%，最大干密度为1.83～2.29g/cm3，厚2～8m，属Ⅱ级普通土，D组填料。泥岩夹砂岩呈暗紫红色、褐红色，泥质胶结，中厚层-薄层结构，质软，暴晒易开裂，遇水易开裂、软化，岩体完整，节理较发育。表层全风化（W4），厚0～12m，属Ⅲ级硬土，D组填料；强风化带（W3）厚0～9m，属Ⅳ级软石，D组填料；其以下为弱风化（W2），属Ⅳ级软石，C组填料。据实验资料显示，自由膨胀率25%～61%，饱和吸水率为10.03%～38.01%，膨胀力6～118kPa。
3强夯工艺参数
试验路堤采用常规压实方法填筑施工完成后，采取点夯方案，夯击点按4m×4m的正方形网格布置，其外侧距离路肩边缘不大于3m，防止强夯对路堤边坡的破坏。夯击次数一般为5～8次，最后两击的沉降量应小于5cm。夯击能量根据路堤填筑高度确定，路堤填筑高度8～10m，单击夯击能为3000kN•m；路堤填筑高度小于8m，单击夯击能为
2000kN•m。
4质量控制措施
（1）开工前标定锤重，根据单击夯击能确定夯锤提升高度，并
做好相应标记，保证落距正确，确保单击夯击能符合要求。
（2）强夯作业前准确放线，并对放线位置进行复核，夯击完毕后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯及时纠正。严格控制每次夯击点、夯击次数和落距，杜绝出现降低夯击能、少夯、漏夯等现象。
（3）强夯作业过程中，采用水准仪对路基面高程和夯击点下沉量进行监测，为防止夯击振动对测量精度的影响，在不受强夯影响的
位置设置测量基准点。记录每个夯击点的夯击次数及夯沉量，最后两击沉降量小于5cm时夯击作业结束。
5强夯处理效果评价
5.1夯击点沉降量
强夯作业任意6个单击夯击点的沉降监测数据整理统计结果见表
1，由表1生成的单击夯击沉降量随击数变化曲线见图1。
从表1和图1中可以看出，随着夯击次数的增加，夯击产生的沉降量呈减小趋势，个别夯击点存在反常现象，可能是因为土石混合填料中存在较大石块，局部存在不密实区域，在夯击作用下，振动密实后出现较大下沉量。随着夯击数的增加，累计沉降量增大，但增加幅度逐渐减小，前5次单击夯击沉降量之和约占总沉降量的80%，后6～8次沉降量基本趋于稳定，单击夯击沉降量的控制符合设计要求。强夯作业压实了土体，提高了路堤的整体密实度，消除了路堤部分工后沉降，达到了强夯处理预期目的。
5.2DPSH特重型动力触探（N120）试验
强夯处理后的地基承载力检验应在施工结束后间隔一段时间进行。碎石土和砂土地基间隔7～14天，粉土和黏性土地基间隔14～28天。路基试验段为土石混填料，填料中以弱风化、强风化及全风化泥岩和泥岩夹砂岩为主，约占50%～100%，根据填料特性和工程进度要求，间隔为15天。强夯作业结束后，对夯击点之间的土体进行DPSH特重型动力触探（N120）试验，结果见表2，评价强夯处理的影响深度和处理效果。测点编号A-1—A-4为夯击点的试验结果，测点编号B-1和B-2为夯击点之间的土体试验结果。从试验结果统计表中可以看出，夯击能的有效影响深度可达8m。夯击点之间土体试验结果表明，DPSH特重型动力触探（N120）试验平均击数和地基基本承载力分别提高了27.7%，24.2%，夯击后的土体密实度和承载力明显提高。
5.3平板载荷试验
为了精确检测强夯加固后的地基承载力，现场选取3个试验点进行平板载荷试验，采用慢速维持荷载法，承载板采用1.0m2方板，板底铺50～100mm中粗砂垫层；总加载量为560kN，8级加载，每级加载量为70kN，加载后按10，10，10，15，15min间隔时间测读一次沉降量，以后每隔30min测读一次。1h内沉降量小于0.1mm时，可加下一级荷载，卸载级数为加载级数的一半，等量进行，按30，30，30，180min间隔时间测读回弹量。平板载荷试验检测结果见表3。
由表3可知，３个试验点的地基基本承载力均为280kPa，因此该区域的地基基本承载力为280kPa，达到设计承载力150kPa的要求。
6结束语
通过对强夯处理路堤的夯击点下沉量监测、DPSH特重型动力触探（N120）试验和平板载荷试验表明，采用强夯法对填筑高度较高且密实度、承载力不足的铁路土石混合填料路基进行加固，可明显提高密实度和承载力，稳定路基，减小工后沉降量，减少线路开通运营后因路基下沉造成的经济损失，并具有较好的应用推广价值。