王德武
摘要:法國Menard技術公司于上世紀60年代末首次創(chuàng)用強夯法處理地基法。隨后科學技術的不斷進步,強夯法愈加完善,且被廣泛應用于公路工程施工中。強夯法是指夯錘自由下落產生較為強大的沖擊波,通過此沖擊波達到密實地基的作用,同時在自由下落過程中夯錘的勢能將轉變?yōu)閯幽?,降低土體內孔隙體積,進一步密實土體,提升其強度。目前在濕陷性黃土、雜填土及砂土等地基中強夯法應用較多。地基經過處理后,不均能夠提升其強度,還能達到壓縮性減小的作用。為此,將強夯法用于高填方路基,具有良好施工效果。本文通過具體工程案例,對高填方路基處理中強夯法的應用進行了分析與探究。
關鍵詞:強夯法;高填方路基;施工案例
一、工程案例
某公路工程為高填方路段,按照施工現場地質勘察實際情況,32m為最大填方高度,設計要求處理后要求在150kpa以上控制地基土承載力特征值,30mpa為變形模量最小值。選取3000KN/m強夯處理法,按照試夯結果,選取正方形布設夯點,4m為其間距,24t為錘重,2.3m為直徑,選取間隔法跳打次夯點,13擊為單點夯擊數,4.5m為有效加固深度。當工后沉降與設計要求相符后,可選取粗顆粒土作為填料,如碎石等。
二、高填方路基強夯法施工工藝
1、測量放樣
根據施工圖規(guī)定,選取水準儀與全站儀進行強夯區(qū)域、點位的確定,且將坐標控制網點基樁安設到強夯范圍外,并將水準點合理布設到其附近,以此對高程、路基沉降加以控制。
2、試夯
試夯應在重錘夯擊施工前進行,便于夯錘落距、沉降量觀測,最后對夯擊總沉降量進行驗證。根據施工要求,可選取夯擊遍數、有效加固深度、單點總夯擊能等作為試夯參數。要求先進行路基土方層施工,當上土厚度在1.5m以上時,即可實施強夯作業(yè),并對以上工序重復施工,保證填土厚度與施工規(guī)范規(guī)定相符。各個夯點連擊2次為1遍,如兩次夯擊沉降差在5cm以下或兩次夯沉量都小于15cm,則滿足設計規(guī)定。夯擊1遍后沉量量與施工規(guī)定不符時,可選取推土機進行整平作業(yè),隨后實施第2遍夯擊作業(yè),保證滿足設計要求。完成試夯作業(yè)后,需校正試夯確定的參數。大面積施工作業(yè)時無需檢測所有夯點沉降量,只需對夯擊次數、夯錘落距與夯點搭接等加以重視即可,相比錘底面積,要求在20%以上控制夯印搭接部分,1%為本工程夯點抽檢頻率。
3、強夯施工
選取6t重夯錘,1.65m為夯錘底面直徑。確定夯點位置后,需對地面高程進行準確測量,并做好記錄工作。以路基兩側邊坡坡腳外1m范圍內控制強夯處理寬度,正方形為夯點布設形狀,3m為其間距,10m為第一次夯擊高度,600KN/m為夯擊能量。因第一次夯擊無法達到設計要求,需進行二次夯擊,同樣選取10m作為夯擊高度,600 KN/m為夯擊能量,2.14m2為夯錘底面積,且進行通氣孔設置。通過分析計算得出本工程夯擊有效加固深度為14.7m,與現場土方厚度需求相符。在地表粗平以后,根據土質實際情況分段取樣進行各項試驗,如標準重型擊實、顆粒分析等。隨后將起重機放置到指定位置,保證夯錘與夯點位置對準無誤。每次將夯錘向起重臂最大高度提升,夯錘自由下落,并對錘頂點位置高程進行測量,如出現錘頂偏斜問題,需及時平整坑底。重復夯擊,根據試夯情況對夯實次數、控制標準進行確定。夯點滿足設計要求后,選取推土機整平施工。
4、施工監(jiān)測
夯擊施工前必須對錘重、落距進行詳細檢查,保證單擊夯擊能量與施工規(guī)定相符。同時應及時復核夯點放線情況,完成夯擊作業(yè)后,應對夯坑位置進行詳細檢查,避免出現偏移、漏夯等問題。根據施工規(guī)格規(guī)定,對各個夯點夯擊次數、夯沉量進行檢查,且做好各項參數記錄工作,保證施工質量。
三、高填方路基強夯法施工質量控制
公路工程建設發(fā)展中,路基承載能力和穩(wěn)定性對于工程質量有著重要的影響,應根據工程具體情況,采取相應措施有效處理路基,保證其密實程度滿足施工要求。
高填方路基施工條件極為復雜,施工技術難度大,如何達到路基加固最佳效果極為重要。強夯處理技術是高填方路基常用施工方式,但由于施工條件具有復雜性,必須做好施工質量控制工作,具體如下:
1、高填方路基處理中強夯法應用存在的主要問題為工后沉降,如工后沉降過大或存有不均勻現象,極易出現開裂問題,甚至出現工程部分功能缺失現象,導致安全事故發(fā)生,基于此必須對工后沉降問題加以重視。通過現場試夯,按照路基土性質進行各項指標參數的確定,如夯擊能、夯擊遍數等,為地基工后沉降進行準確確定。根據工程監(jiān)測結果顯示,858d為工程沉降觀測總天數,74d為最后一個階段的天數,按照施工相關規(guī)范規(guī)定,工程沉降是否滿足穩(wěn)定階段需求,主要決定因素為沉降量、時間。當100d的沉降速率每天在0.01到0.04mm以下時,則表明其滿足穩(wěn)定階段要求。
2、夯擊施工中對其可能產生異常情況進行密切關注,如強夯施工到構造物周圍,將對構造物造成嚴重損害時,應馬上停止夯擊作業(yè),且查明原因,及時作出科學有效的處理。如出現彈簧問題,可選取挖除換填法或無機結合料穩(wěn)定處理法進行施工。其一,挖除換填法。如存在大面積路基強夯彈簧問題,需全部挖除彈簧土及其下部潮濕土層,隨后將較差透水性的填料換填去除,隨后再次進行夯實作業(yè)。
填筑施工不僅能夠提高施工效率,還需做好防水措施,防止雨水滲入基層,再次產生彈簧問題。其二,無機結合料穩(wěn)定處理。小面積路基彈簧問題,且施工時間緊張的狀態(tài)下即可選取無機結合料穩(wěn)定處理,按照施工現場具體情況,對土方含水量進行詳細檢測,并確定生石灰、水泥的摻加量,因無機結合料每多摻加1%,則含水量會隨之降低2%左右,為滿足最佳含水量需求,必須再次進行夯擊作業(yè)。
四、結束語
綜上所述,隨著經濟社會發(fā)展速度的不斷提升,我國公路工程建設規(guī)模逐步擴大,因公路建設具有較高技術標準,因此必須重視路堤填筑施工,特別是高填方路基。高填方路基壓實施工一般選取常規(guī)壓路機械,路基填料密度與施工設計要求相符,但碾壓功能具有局限性,無法解決石塊填料間的不穩(wěn)定嵌鎖骨架問題,導致壓實后仍存有空隙,最終導致沉降量過大。選取強夯法用于公路高填方路基施工,可有效解決以上問題,提升工程質量。