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强夯法在公路软基路堤工程中的应用探讨

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  • 更新时间2015-09-23
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黄秋杨

(广西壮族自治区罗城公路管理局,广西 河池 547000)

【摘 要】在软土路基上修建公路,尤其高等级公路,其使用性能直接受到软土路基的影响,因此掌握影响软土路基变形规律和沉降因素,找到合适的处理方法,成为公路工程建设中亟待解决的问题。论文主要结合某高速公路软基路堤工程的应用,对强夯法在软基路堤处理中的应用做了探讨和阐述。

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关键词 强夯法;公路软基;公路工程

1 工程背景

软基路堤处理的方式多中多样,各有优缺点,公路对路基沉降的要求很高,路基失稳或过量沉降等现象经常发生,因此在工程施工过程中,应根据实际的工程需要选择合适的处理方法。软基路堤变形规律及处理方法一直是公路建设关注的课题,论文以南方某高速公路施工标段为依托,开展了软基路堤处理方法的研究,主要研究公路软基强夯处理工程,重点介绍强夯法的工艺、施工方法及施工控制等。

2 强夯法在公路软基路堤工程中的应用

2.1 施工准备

(1)平整场地

在施工机具进入场地之前,首先用推土机平整场地,以便于强夯施工,并根据试验场地的夯沉情况估算强夯后地面沉降值,依此确定地面高程。施工前应查清场地内的地下管线和地下构筑物的位置及标高,并采取必要措施,防止受到施工损害。

(2)铺碎石

在地表有饱和细颗粒土和地下水位较高时,在亚粘土表面铺设2m厚碎石层,不仅可作为承受强夯机械的持力层,还可减少冲击波造成的上部土层的松动,还助于加速强夯产牛的超静水压力的消散。

(3)夯实点定位

强夯前,应采用小木桩或用石灰标出第一遍夯击点的位置,其偏差个大于5cm,并测量地面高程。

(4)单点试夯

单点试夯试验采用3000KN·m的单击夯击能,选用圆台形铸铁夯锤,锤重20t,锤底直径2.3m,锤底静压力40kPa,夯锤落距15m,试验点间距15m。

单点夯应布置测试地表位移(包括竖向、水平位移),记录每次夯沉量,测定夯坑深度。通过测试地表位移(竖直、水平位移),记录每击夯沉量,得出单点夯击次数与夯坑下沉量及夯坑周围地表变形之间的关系,画出夯击次数和夯沉量之间的关系曲线,由此确定最佳夯击次数。以夯坑的竖向压缩量最大,而夯坑周围隆起量最小为原则。同时两遍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,因此在试夯前埋设孔隙水压力传感器,通过试夯确定超静孔隙水压力的消散时间,来确定两遍夯击之间的间隔时间。

(5)试验区试夯

在高填方基底范围内选择25×25m,面积为625m2的范围进行试夯。先初步采用夯击能3000KN·m夯三遍,夯点间距6×6m,第一遍每点夯13击,第二遍每点夯10击,第三遍每点夯7击,第二遍与第一遍错开半格,2遍间隔时间为2周。最后用低能量1000KN·m满夯一遍,锤印搭接1/3左右。

(6)吊机就位进行强夯

吊机就位,测量夯前锤顶高程,然后按施工设计图的次序进行强夯。首先按设计规定的夯击次数及控制标准完成一个夯点的夯击,夯锤每次脱钩下落后应测量锤顶高程。若夯锤歪斜,应及时将坑底整平,然后换夯点重复施工。完成第一遍夯点的夯击,继而用推土机推平,填满夯坑,并测量地面高程,如此反复继续,直到在规定的间隔时间后,逐次完成全部夯击遍数。最后一遍用低能量搭夯,落距可降低为3~5m。

2.2 强夯法施工工艺

(1)清理平整施工场地;

(2)在亚粘土表面铺设2m厚碎石垫层,碎石垫层粒径不大于40mm,含泥量<5%,地层应宽出路基边脚2m;

(3)标出第一遍夯点位置,并测量场地高程;

(4)起重机就位,夯锤置于夯点位置;

(5)测量夯前锤顶高程;

(6)将夯锤起吊到预定高度,开启脱钩装置,待夯锤脱钩自由下落后,放下吊钩,测量锤顶高程;

(7)重复步骤六,按规定的夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击;

(8)换夯点,重复步骤4~7,完成第一遍全部夯点的夯击;

(9)用推土机将夯坑填平,并测量场地高程;

(10)在规定的间隔时间后,按上述步骤完成全部夯击遍数,最后用低能量满夯,将场地表层夯实,并测量夯后场地高程。

3 强夯法施工质量控制措施

3.1 施工中的质量控制

施工中的质量控制主要有以下四点:机具设备质量控制;夯锤落距控制;夯锤夯沉量控制;详细的现场施工记录。

(1)机具设备控制

强夯机械设备控制,主要体现为夯锤的质量、直径、高度的控制,本合同段夯锤质量采取20t。夯锤内部采用70角钢对拉十字焊接,同时在距底板钢板20cm处,沿圆周斜拉70角钢焊接,吊环采用钢板制作,与底板钢板贴边焊接,增强夯锤整体连接性,夯锤直径为2.3m,锤底静压力40kPa,夯锤落距15m。夯锤设置四个直径200mm上下贯通的通气孔,减小锤底与土体形成真空产生的强吸附力和下落时间的空气阻力,充分保证夯击能的有效性。

(2)夯锤落距控制

在脱钩器钢丝绳上设置刻度点,严格控制夯锤起吊高度,不到夯锤落距的高度,坚决不进行夯实。20t夯锤起吊15m,保证强夯质量。

(3)夯沉量控制

场地平整后架设水准,强夯前测量场地高程。点夯时水准测量夯锤顶面标高,严格控制强夯最后两击的平均夯沉量小于等于50mm。点夯后进行满夯,同时测量满夯后场地高程,计算强夯后场地下沉量。

(4)详细的施工现场记录

控制好锤重,对夯点间距进行严格把握,记好第一、二、三遍的夯击次数,控制好第二遍以第一遍错开的间距,以及两遍之间的间隔时间,记录好各遍夯后的场地沉降量。控制好最后一遍的低能量满夯,做好锤印搭接1/3左右。

施工时监理对施工现场第一手资料进行详细记录,包括强夯的锤重、落距、每遍夯击次数、最后两击强夯沉陷量等,做到资料详细齐全,保证施工质量。

3.2 施工操作质量控制

(1)现场检测控制

强夯施工要进行两次转序,这两次转序是由监理和施工单位质检员共同进行,第一次转序在点夯后进行,第二次转序在满夯后进行。

施工场地的强夯质量检验由施工单位质检员和监理共同负责,监理员在现场有否决权。对每次夯击的落距进行检查,严格控制夯锤落距及点夯的每遍次数,施工单位质检员必须认真填写原始资料。

最后两击沉陷量必须有现场测量员检测,只有监理认可后,才可转入到下一工序施工,无现场测量员检测的夯点一律视为不合格,要求进行补夯。

满夯必须作到锤印相互搭接,由现场质检员及监理工程师检测,检测合格后方可进行转序。

(2)试验检测控制

强夯后7~14d,由施工单位中心试验室对强夯处理后地基承载力进行抽检,监理工程师必须在场。承载力检验采用原位测试与室内土工试验同步进行。对地基进行静力触探、标准贯入及载荷试验,试验数据合格后,方可进行下一道工序的施工。

4 结语

强夯法由于其具有设备简单、施工速度快、运用范围广、节约材料、效果显著等优点,在各类地基处理措施中,强夯加固被认为是一种既经济又快捷的技术措施之一。因此强夯法处理地基的领域非常广泛,在工业与民用建筑、公路、铁路、机场跑道以及港口码头等均有广泛应用而迅速得到推广,并且取得了较大的经济效益和社会效益,现在成为我国地基处理的一项重要技术。

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参考文献

[1]吴美君.强夯法加固湿陷性地基关键技术研究[J].中外公路,2014(2).

[2]赵荣.市政道路施工中强夯法的应用研究[J].四川水泥,2014(12).

[3]李朋辉.试论强夯法在城市建设道路施工中的应用[J].工程建设标准化,2014(12).

[责任编辑:邓丽丽]