高速公路高填方路基强夯补强施工技术研究

引言：当前，我国交通网络不断扩展，高速公路穿越复杂地形的情况日益增多，高填方路基也因能适应地形起伏而在山区、丘陵地带广泛采用。此类路基由多层填筑材料堆叠而成，其内部结构的密实度与均匀性易受填筑工艺、材料性质及地质条件影响。在长期荷载与自然因素作用下，部分路段会出现沉降变形，影响道路使用性能。强夯补强技术则可借助重锤自由下落产生的冲击能，使土体颗粒重新排列、孔隙减小，进而改善路基力学性能。

一、高速公路高填方路基强夯补强技术原理与特点

（一）强夯补强技术的基本原理

土体的承载能力与变形特性取决于其密实程度及内部结构，当外部能量作用于土体时，颗粒间的摩擦力与黏结力会发生变化，进而改变土体的物理力学性质。强夯补强技术正是基于这一原理，利用起重机将一定重量的夯锤提升至特定高度后自由落下，形成强大的冲击荷载。冲击荷载在土体中产生应力波，该应力波向地基深处传播，迫使土颗粒克服原有结构阻力发生位移：小颗粒填充大颗粒间的空隙，气体与水分被排出，土体骨架得以压实。重复夯击过程中，土体密实度逐步提高，抗剪强度随之增大，压缩性相应降低[1]。

（二）高填方路基对强夯补强的特殊要求

高填方路基与天然地基存在显著差异，其填筑高度通常超过20 米，部分路段可达数十米，由人工分层碾压而成。不同填筑层的材料性质可能存在差异，碾压过程中的压实度控制也可能出现波动，导致路基内部存在潜在的薄弱区域。强夯补强施工需针对此类结构特点，通过合理的夯击能量与夯击方式确保冲击作用能够有效传递至深层土体，避免仅对表层产生加固效果而忽略下部结构[2]。此外，高填方路基的填筑材料多样，包括黏性土、砂性土、碎石土等，不同材料对强夯能量的响应不同，需根据具体材料特性调整强夯参数。

二、高速公路高填方路基强夯补强应用中的问题

（一）高填方路基自身存在的问题

在高填方路基填筑过程中，若分层厚度控制不当，会导致碾压设备无法将能量有效传递至层底，使该部位土体密实度不足。填筑材料级配不合理，可能出现颗粒分布不均的情况，部分区域因细颗粒过多而容易产生孔隙水压力积聚，部分区域因粗颗粒集中而难以压实。不同填筑层之间的结合面处理不到位，会形成软弱夹层，影响路基整体性。在填筑完成后，土体内部水分分布可能不均匀，某些区域因含水率过高，在后期荷载作用下易发生压缩变形。此外，路基底部的原地基处理不彻底，存在的软弱土层未得到有效加固，会在高填方荷载作用下产生不均匀沉降。

（二）强夯补强施工中的技术问题

强夯施工前的场地平整不到位，存在的坑洼或凸起会导致夯锤下落时受力不均，影响夯击效果均匀性。夯点布置方式与路基实际情况不匹配，容易使部分区域的夯击次数过多造成过度压实，而部分区域则夯击不足。夯击能量选择不当，能量过小则无法达到深层加固目的，能量过大则可能破坏路基原有稳定结构，甚至引发边坡失稳。强夯过程中的间歇时间控制不合理，若间歇时间过短，前一次夯击产生的孔隙水压力尚未消散，会影响后续夯击的能量传递；若间歇时间过长，则会延长施工周期[3]。

（三）设备与材料方面的问题

强夯所用夯锤的重量与形状需符合施工要求，重量不足会降低冲击能量，形状不规则则会导致夯击力分布不均。起重机性能不稳定，提升高度与提升速度控制精度不足，会影响夯击能量的稳定性。夯锤与起重机的连接部件强度不足，在反复冲击荷载作用下易出现松动或损坏。此外，填筑材料的进场检验不严格，材料的物理力学性质指标不符合设计要求，会导致强夯加固效果难以达到预期。

三、高速公路高填方路基强夯补强施工技术要点

（一）施工前期准备工作

高速公路高填方路基强夯补强施工前，需对施工区域进行全面勘察。勘察内容包括路基填筑材料的分布情况、各层土体的物理力学性质、地下水位埋藏深度及周围地形地貌等。彻底实施场地清理工作，清除路基表面的杂草、石块、建筑垃圾等杂物，避免这些杂物对强夯施工造成干扰。对场地内存在的积水应及时排除，必要时可设置排水盲沟或集水井，确保施工场地处于干燥状态。同时，需对起重机的机械性能进行全面检查，包括制动系统、提升系统、行走系统等，确保各部件运行正常。夯锤的重量与形状需符合设计要求，连接部件需进行强度测试，防止在施工过程中出现断裂。测量仪器如全站仪、水准仪等需进行校准，确保其测量精度满足施工要求。最后，应根据施工图纸与现场勘察结果，进行夯点定位放线，标记出每个夯点的位置，并设立明显的标志。

（二）强夯参数的设计与确定

设计强夯参数需结合路基的实际情况综合考虑。夯击能量的确定需依据路基的填筑高度、土的类型及要求达到的加固深度。对于填筑高度较大、土质较松散的区域，需选用较大的夯击能量；对于浅层土体或敏感性较强的土质，则可适当减小夯击能量。夯点布置形式可采用正方形、梅花形或等边三角形等，具体布置形式需根据路基宽度、加固要求及施工设备的作业范围确定。

夯击次数的需通过试夯试验确定。试夯过程中，需记录每次夯击后的夯沉量，当夯沉量达到稳定状态，即最后两击的夯沉量差值小于规定值时，可停止夯击。试夯还需确定合理的间歇时间，根据土的渗透性与孔隙水压力消散速度，通过监测孔隙水压力变化情况，确定相邻两遍夯击之间的间隔时间。此外，夯锤的落距需根据夯击能量与夯锤重量计算确定，落地控制需精确，确保每次夯击的能量稳定。

（三）强夯施工工艺与操作流程

强夯施工需按既定夯点顺序进行。首先对第一遍夯点进行施工，起重机将夯锤提升至设计高度后，使其自由落下对夯点进行冲击，每次夯击后应测量夯锤下沉量，并做好记录。当一个夯点达到预设的夯击次数后，移动起重机至下一个夯点，重复上述操作，直至完成第一遍所有夯点的夯击。第一遍夯击完成后，按设计要求的间歇时间静置，待孔隙水压力充分消散后，再进行第二遍夯击。第二遍夯击参数可根据第一遍夯击的效果进行适当调整，若第一遍夯击后部分区域的夯沉量未达到预期，可在第二遍夯击中适当增加夯击次数或提高夯击能量。在完成所有遍数的主夯后，需进行满夯施工。满夯采用较低的夯击能量，将路基表面进行全面夯实，消除主夯后路基表面出现的松动区域，使路基表层土体密实度均匀。满夯施工时，夯点需相互搭接，搭接长度不小于夯锤直径的 1/3。

结语

高速公路高填方路基强夯补强施工技术的研究需紧密结合工程实际需求，深入理解技术原理与特点。在应用过程中，应积极探索技术优化与创新路径，如结合新型设备与数值模拟技术，提升强夯补强技术在多种条件下的适用性。通过持续技术研究与实践应用，推动高速公路高填方路基强夯补强施工技术不断发展，为保障高速公路安全稳定运营提供技术支持。

参考文献：

[1]谢峰.高速公路高填方路基强夯补强施工技术研究[J].工程建设与设计,2025,(04):185-187.

[2]温会芳.高速公路高填方路基强夯补强施工及现场试验研究[J].江西建材,2024,(03):55-57.

[3] 王 进 军 . 高 填 方 路 基 强 夯 补 强 效 果 试 验 分 析 [J]. 江 西 建材,2024,(03):93-94+97.