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強(qiáng)夯法在公路軟基路堤工程中的應(yīng)用探討

2015-09-01 18:11:37黃秋楊
科技視界 2015年25期
關(guān)鍵詞:強(qiáng)夯法公路工程

黃秋楊

【摘 要】在軟土路基上修建公路,尤其高等級公路,其使用性能直接受到軟土路基的影響,因此掌握影響軟土路基變形規(guī)律和沉降因素,找到合適的處理方法,成為公路工程建設(shè)中亟待解決的問題。論文主要結(jié)合某高速公路軟基路堤工程的應(yīng)用,對強(qiáng)夯法在軟基路堤處理中的應(yīng)用做了探討和闡述。

【關(guān)鍵詞】強(qiáng)夯法;公路軟基;公路工程

1 工程背景

軟基路堤處理的方式多中多樣,各有優(yōu)缺點(diǎn),公路對路基沉降的要求很高,路基失穩(wěn)或過量沉降等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,因此在工程施工過程中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際的工程需要選擇合適的處理方法。軟基路堤變形規(guī)律及處理方法一直是公路建設(shè)關(guān)注的課題,論文以南方某高速公路施工標(biāo)段為依托,開展了軟基路堤處理方法的研究,主要研究公路軟基強(qiáng)夯處理工程,重點(diǎn)介紹強(qiáng)夯法的工藝、施工方法及施工控制等。

2 強(qiáng)夯法在公路軟基路堤工程中的應(yīng)用

2.1 施工準(zhǔn)備

(1)平整場地

在施工機(jī)具進(jìn)入場地之前,首先用推土機(jī)平整場地,以便于強(qiáng)夯施工,并根據(jù)試驗(yàn)場地的夯沉情況估算強(qiáng)夯后地面沉降值,依此確定地面高程。施工前應(yīng)查清場地內(nèi)的地下管線和地下構(gòu)筑物的位置及標(biāo)高,并采取必要措施,防止受到施工損害。

(2)鋪碎石

在地表有飽和細(xì)顆粒土和地下水位較高時,在亞粘土表面鋪設(shè)2m厚碎石層,不僅可作為承受強(qiáng)夯機(jī)械的持力層,還可減少沖擊波造成的上部土層的松動,還助于加速強(qiáng)夯產(chǎn)牛的超靜水壓力的消散。

(3)夯實(shí)點(diǎn)定位

強(qiáng)夯前,應(yīng)采用小木樁或用石灰標(biāo)出第一遍夯擊點(diǎn)的位置,其偏差個大于5cm,并測量地面高程。

(4)單點(diǎn)試夯

單點(diǎn)試夯試驗(yàn)采用3000KN·m的單擊夯擊能,選用圓臺形鑄鐵夯錘,錘重20t,錘底直徑2.3m,錘底靜壓力40kPa,夯錘落距15m,試驗(yàn)點(diǎn)間距15m。

單點(diǎn)夯應(yīng)布置測試地表位移(包括豎向、水平位移),記錄每次夯沉量,測定夯坑深度。通過測試地表位移(豎直、水平位移),記錄每擊夯沉量,得出單點(diǎn)夯擊次數(shù)與夯坑下沉量及夯坑周圍地表變形之間的關(guān)系,畫出夯擊次數(shù)和夯沉量之間的關(guān)系曲線,由此確定最佳夯擊次數(shù)。以夯坑的豎向壓縮量最大,而夯坑周圍隆起量最小為原則。同時兩遍夯擊之間應(yīng)有一定的時間間隔,以利于土中超靜孔隙水壓力的消散,因此在試夯前埋設(shè)孔隙水壓力傳感器,通過試夯確定超靜孔隙水壓力的消散時間,來確定兩遍夯擊之間的間隔時間。

(5)試驗(yàn)區(qū)試夯

在高填方基底范圍內(nèi)選擇25×25m,面積為625m2的范圍進(jìn)行試夯。先初步采用夯擊能3000KN·m夯三遍,夯點(diǎn)間距6×6m,第一遍每點(diǎn)夯13擊,第二遍每點(diǎn)夯10擊,第三遍每點(diǎn)夯7擊,第二遍與第一遍錯開半格,2遍間隔時間為2周。最后用低能量1000KN·m滿夯一遍,錘印搭接1/3左右。

(6)吊機(jī)就位進(jìn)行強(qiáng)夯

吊機(jī)就位,測量夯前錘頂高程,然后按施工設(shè)計(jì)圖的次序進(jìn)行強(qiáng)夯。首先按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)完成一個夯點(diǎn)的夯擊,夯錘每次脫鉤下落后應(yīng)測量錘頂高程。若夯錘歪斜,應(yīng)及時將坑底整平,然后換夯點(diǎn)重復(fù)施工。完成第一遍夯點(diǎn)的夯擊,繼而用推土機(jī)推平,填滿夯坑,并測量地面高程,如此反復(fù)繼續(xù),直到在規(guī)定的間隔時間后,逐次完成全部夯擊遍數(shù)。最后一遍用低能量搭夯,落距可降低為3~5m。

2.2 強(qiáng)夯法施工工藝

(1)清理平整施工場地;

(2)在亞粘土表面鋪設(shè)2m厚碎石墊層,碎石墊層粒徑不大于40mm,含泥量<5%,地層應(yīng)寬出路基邊腳2m;

(3)標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置,并測量場地高程;

(4)起重機(jī)就位,夯錘置于夯點(diǎn)位置;

(5)測量夯前錘頂高程;

(6)將夯錘起吊到預(yù)定高度,開啟脫鉤裝置,待夯錘脫鉤自由下落后,放下吊鉤,測量錘頂高程;

(7)重復(fù)步驟六,按規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn),完成一個夯點(diǎn)的夯擊;

(8)換夯點(diǎn),重復(fù)步驟4~7,完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊;

(9)用推土機(jī)將夯坑填平,并測量場地高程;

(10)在規(guī)定的間隔時間后,按上述步驟完成全部夯擊遍數(shù),最后用低能量滿夯,將場地表層夯實(shí),并測量夯后場地高程。

3 強(qiáng)夯法施工質(zhì)量控制措施

3.1 施工中的質(zhì)量控制

施工中的質(zhì)量控制主要有以下四點(diǎn):機(jī)具設(shè)備質(zhì)量控制;夯錘落距控制;夯錘夯沉量控制;詳細(xì)的現(xiàn)場施工記錄。

(1)機(jī)具設(shè)備控制

強(qiáng)夯機(jī)械設(shè)備控制,主要體現(xiàn)為夯錘的質(zhì)量、直徑、高度的控制,本合同段夯錘質(zhì)量采取20t。夯錘內(nèi)部采用70角鋼對拉十字焊接,同時在距底板鋼板20cm處,沿圓周斜拉70角鋼焊接,吊環(huán)采用鋼板制作,與底板鋼板貼邊焊接,增強(qiáng)夯錘整體連接性,夯錘直徑為2.3m,錘底靜壓力40kPa,夯錘落距15m。夯錘設(shè)置四個直徑200mm上下貫通的通氣孔,減小錘底與土體形成真空產(chǎn)生的強(qiáng)吸附力和下落時間的空氣阻力,充分保證夯擊能的有效性。

(2)夯錘落距控制

在脫鉤器鋼絲繩上設(shè)置刻度點(diǎn),嚴(yán)格控制夯錘起吊高度,不到夯錘落距的高度,堅(jiān)決不進(jìn)行夯實(shí)。20t夯錘起吊15m,保證強(qiáng)夯質(zhì)量。

(3)夯沉量控制

場地平整后架設(shè)水準(zhǔn),強(qiáng)夯前測量場地高程。點(diǎn)夯時水準(zhǔn)測量夯錘頂面標(biāo)高,嚴(yán)格控制強(qiáng)夯最后兩擊的平均夯沉量小于等于50mm。點(diǎn)夯后進(jìn)行滿夯,同時測量滿夯后場地高程,計(jì)算強(qiáng)夯后場地下沉量。

(4)詳細(xì)的施工現(xiàn)場記錄

控制好錘重,對夯點(diǎn)間距進(jìn)行嚴(yán)格把握,記好第一、二、三遍的夯擊次數(shù),控制好第二遍以第一遍錯開的間距,以及兩遍之間的間隔時間,記錄好各遍夯后的場地沉降量??刂坪米詈笠槐榈牡湍芰繚M夯,做好錘印搭接1/3左右。

施工時監(jiān)理對施工現(xiàn)場第一手資料進(jìn)行詳細(xì)記錄,包括強(qiáng)夯的錘重、落距、每遍夯擊次數(shù)、最后兩擊強(qiáng)夯沉陷量等,做到資料詳細(xì)齊全,保證施工質(zhì)量。

3.2 施工操作質(zhì)量控制

(1)現(xiàn)場檢測控制

強(qiáng)夯施工要進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)序,這兩次轉(zhuǎn)序是由監(jiān)理和施工單位質(zhì)檢員共同進(jìn)行,第一次轉(zhuǎn)序在點(diǎn)夯后進(jìn)行,第二次轉(zhuǎn)序在滿夯后進(jìn)行。

施工場地的強(qiáng)夯質(zhì)量檢驗(yàn)由施工單位質(zhì)檢員和監(jiān)理共同負(fù)責(zé),監(jiān)理員在現(xiàn)場有否決權(quán)。對每次夯擊的落距進(jìn)行檢查,嚴(yán)格控制夯錘落距及點(diǎn)夯的每遍次數(shù),施工單位質(zhì)檢員必須認(rèn)真填寫原始資料。

最后兩擊沉陷量必須有現(xiàn)場測量員檢測,只有監(jiān)理認(rèn)可后,才可轉(zhuǎn)入到下一工序施工,無現(xiàn)場測量員檢測的夯點(diǎn)一律視為不合格,要求進(jìn)行補(bǔ)夯。

滿夯必須作到錘印相互搭接,由現(xiàn)場質(zhì)檢員及監(jiān)理工程師檢測,檢測合格后方可進(jìn)行轉(zhuǎn)序。

(2)試驗(yàn)檢測控制

強(qiáng)夯后7~14d,由施工單位中心試驗(yàn)室對強(qiáng)夯處理后地基承載力進(jìn)行抽檢,監(jiān)理工程師必須在場。承載力檢驗(yàn)采用原位測試與室內(nèi)土工試驗(yàn)同步進(jìn)行。對地基進(jìn)行靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入及載荷試驗(yàn),試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格后,方可進(jìn)行下一道工序的施工。

4 結(jié)語

強(qiáng)夯法由于其具有設(shè)備簡單、施工速度快、運(yùn)用范圍廣、節(jié)約材料、效果顯著等優(yōu)點(diǎn),在各類地基處理措施中,強(qiáng)夯加固被認(rèn)為是一種既經(jīng)濟(jì)又快捷的技術(shù)措施之一。因此強(qiáng)夯法處理地基的領(lǐng)域非常廣泛,在工業(yè)與民用建筑、公路、鐵路、機(jī)場跑道以及港口碼頭等均有廣泛應(yīng)用而迅速得到推廣,并且取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,現(xiàn)在成為我國地基處理的一項(xiàng)重要技術(shù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳美君.強(qiáng)夯法加固濕陷性地基關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中外公路,2014(2).

[2]趙榮.市政道路施工中強(qiáng)夯法的應(yīng)用研究[J].四川水泥,2014(12).

[3]李朋輝.試論強(qiáng)夯法在城市建設(shè)道路施工中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化,2014(12).

[責(zé)任編輯:鄧麗麗]

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