强夯技术在高速公路路基施工中的应用

2015-08-06 116 0

   1概述
 
  强夯法处理地基由20世纪6O年代末法国Menard技术公司首先创立。强夯法分为主夯、副夯、满夯三个阶段,是改变深层土体结构的动力方法,其原理是:将8t一4t重锤从落距6m~40m处自由落下,将势能转变成冲击能,产生很大的冲击波和冲击力,如此反复冲击地面,使深层湿陷性的结构产生裂隙,使结构破坏,空隙变小,水分从孔道被强行挤压出去,减少压实土的含水量,增加土的干密度,消除黄土的湿陷性,从而提高地基土的强度及承载能力。青岛至兰州高速公路陕西境路线横穿陕西北部黄土沟壑地段,全长186.45kni。该段地层为黄土状属中湿陷性黄土。为消除上部土层的湿陷性,减少工后沉降,主要对河谷高阶地上且填土高度大于4m路段的地基,采用强夯法进行处理。在U8标段(中国水电十五局承建)有1990m共计103987m原基土质为黄土状属中湿陷性黄土,需要采用强夯技术进行处理。
 
  2夯实机具的选择因
 
  LJ8标段路基湿陷性黄土较深,一般为3m~5m,因此设量来源于两部分:一部分是从含水层流入井中并向上流入抽水管中的水量,这部分水量将引起含水层中水位的降低,另一部分是井内贮容量,这部分水量将引起井水位的变化。从这一角度解释了水跃值的变化规律。5结论对黄土地区潜水含水层深井降水现场单井多落程抽水和双井抽水试验的资料进行整理分析,得到黄土潜水含水层降水特性为:抽水流量在抽水开始大约10小时内随时间呈波状衰减变化,其后变为小幅值的平稳变化;同一点水位降深随时间变化为降深按其增长速率不断减小的曲线规律变化,同一时间下不同点的水位降深随观测点离井的距离增大,按一外凸曲线的规律减小形成的水位降落漏斗,随时间增长,不断向外扩展,而且漏斗线越来越趋于平行;黄土潜水井存在水跃,在区域水文地质条件、井的结构相同的条件下,水泵的出水能力是影响水跃值的大小及变化规律的主要因素,井出水量来源于两部一50一计文件要求强夯处理地基深度按5m控制,主夯、副夯单点夯击能要求2000kN·m,满夯单点夯击能要求1000kN·m。夯点采用矩形布置,夯点间距4m。因此,该路基段选择夯锤自重为22t,主、副夯落距9.10m,满夯落距4.55m。
 
  3施工工序及质量控制
 
  3.1施工工序①清理并平整施工场地;②标出主夯夯点位置,并测量场地高程;③起重机就位,使夯锤对准夯点位置;④测量夯前锤顶(定点标记)高程;⑤将夯锤吊到预定高度,待夯锤脱钩自由下落后,放下吊钩,测量锤顶定点高程,若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时,应及时将坑底整平;⑥重复步骤⑤,按设计规定的夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击;⑦重复步骤3~6,完成主夯全部夯点的夯击;⑧用推土机将夯坑修平,并测量场地高程;⑨按上述步骤完成副夯,最后用低能量满夯,将场地表层松土夯实,并测量夯后场地高程。
 
  3.2施工要求和检测强夯前,试验检测土的颗粒分析、液限、塑限、最佳含水量、最大干密度,必要时还要测定CBR值,及时测定试验段的当天含水率;开夯前检查夯锤重和落距,以确保单击夯击能量符合设计要求;在每遍夯击前,对夯点放线进行复核,夯完后检查夯坑位置,发现偏差或漏夯及时纠正;按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量;主夯夯击完成后,应检测夯坑深度、夯点间距和处置宽度;检查强夯施工记录,基础内每个夯点的累计夯沉量不得小于试夯时各夯点平均夯沉量的95%,合格后方可填平;满夯后,对场地进行平整和压实,达到规范要求的各项指标,并测量高程,填写地面标高变化;满夯结束7d后,在每500m一1000m2面积内任定一处,从夯击终止时的夯面起,每隔0.5m~lm取土样测定土的干密度,力学及物理等指标,以消除湿陷性为原则,即测得湿陷性系数应小于0.015;当需要采用静力触探等方法测定强夯土的承载力时,宜在地基强夯结束一个月后进行;根据试验和测试结果,应对不合格处进行补夯,或采取其它补救措施,以达到试夯或设计规定的指标。
 
  3.3注意事项
 
  地基的处理范围应大于基础的平面尺寸,每边超出基础外缘的宽度不宜小于3m;施工前应按设计要求在现场选点进行试夯,在同一路段内如土性基本相同,试夯可在一处进行;若差异明显,应在不同路段分别进行试夯;在试夯过程中,应测量每个夯点,夯击一次的下沉量(简称夯沉量)。最后两击的平均夯沉量不宜大于5cm,且平均夯沉量不宜大于10cm;夯坑周围地面不应发生过大的隆起;不应因夯坑过深而发生提锤困难;试夯结果不满足设计要求时,可调整夯锤质量、落距或其它参数重新进行试夯,也可修改设计方案。4结语由于高速公路建设要求高、工期短、点多面广范围大,在施工中要不断创新,运用新技术、新工艺成为必然,而强夯法因其施工期短、费用低、效果明显,施工工艺简单等优点,在高速公路建设中被广泛采用,并取得了很好的社会效益和经济效益。

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