浅析强夯法在高速公路坝式黄土路基施工中的应用 4页

浅析强夯法在高速公路坝式黄土路基施工中的应用摘要：文章就平（凉）至定（西）高速公路路基的施工，阐述了黄土性坝式路基填筑的施工工艺、质量要求及施工质量检测，分析了路基强夯处理后的效果。关键词：强夯法；路基填筑；应用平定高速公路K261+750-K261+982段高填方坝式路基位于甘肃会宁县境内，填土高度49m,属于典型的黄土高填方路基。为了提高路基的整体稳定性,施工时采用了坝式路基形式，在路基施工屮，每填高5m进行一次强夯处理，从而大大提高了路基的承载力和稳定性，有效避免了路基工后沉降。一、强夯加固黄土路基的作用机理强夯法又叫动力固结法，是将大吨位重锤起吊到一定高度后自由落下，在极短时间内对地基土体施加一巨大的冲击能量，反复冲击及其产牛的压缩波、剪切波和瑞利波，使土体受到瞬间的加荷（受压）、卸荷（受拉）及剪切的反复作用,土体迅速固结，使土粒原有的接触形式破坏而产牛位移，变为新的较为稳定的接触形式，从而达到增加土体密度、提高强度的ri的。强夯法具有设备简单、功效高、工期短及成本低的特点。高填方路基用屮学能量的夯击能（1500KN•M-3000KN•M）分层夯实，能大幅度提高地基的强度、均匀性和稳定性，有效减小路基的沉降变形，能够满足高等级公路路基的建设要求。另外，强夯法也是处理湿陷性黃土等不良地质路段的一种非常有效的方法。二、施工步骤（一）施工机具设备（1）履带式强夯机。铸铁圆台形夯锤，锤底直径1.8m,锤重15T；夯锤的底部均匀等间距设置4个直径15cm上下贯通的通气孔，以减少夯击时夯锤着地瞬间空气对夯锤的向上托力和起吊时地而对夯锤的吸附力。提升设备的最大提升高难度度为20m,并配有自动脱钩装置。（2）其他设备。装载机、自卸汽车、推动机、压路机等拉运及摊平碾压设备。（-）技术参数（1）单点夯击能。根据设计加固深度5m,确定单击能为2000KN•Mo（n2）夯点间距及夯击遍数先点行两遍，后满夯一•遍；第一•遍2.5倍锤径梅花型布置，单点夯击次数不小于8击；笫二遍夯击点位于笫一遍夯击点之］、可，夯击次数不小于8击；点夯最后两击的沉降量要求不小于5cm；第三遍满夯夯平，每点夯击3次，夯痕搭接1/4夯锤直径。（3）填料粒径。按填料最大料径小于夯锤直径的1/3控制填料料径。（4）夯层厚度。根据选用的夯击能、夯点间距及夯击遍数，确定每填筑5m强夯一次。强夯施工的设计技术参数须通过试验段施工（试夯）来检核修正。（三）工艺流程试夯确定技术参数一平整场地—夯点、放样一强夯机就位对点夯击一夯击完后整平场地一第二遍点夯一第三遍满夯一整平场地一检测设计指标。（四）施工要点（1）认真调查，确保强夯场地范围内的地下无构筑物。清除地表土，清除范围为路基坡脚外2〜3m。（2）单点试夯，确定单点最佳夯击能、最佳夯击次数、有效影响范围和深度，检测设计的质量指标，修正施工技术参数，指导施工。（3）夯击前，用推土机将层面整平，整平后在场地上用石灰标出第一遍夯点的位置（画出夯点），点位偏差控制在±20cm范围内，并测量场地高程。（4）强夯机就位，按试夯确定的夯击次数进行单点夯击，单点夯击按由内而外隔行跳打的顺序。用水准仪测量最后两击的夯锤顶面高差，最后两击的沉降差小于5cm后位移至下一夯点夯击直至完成所有夯击点。夯机撤出场外，用推土机推平松散填料。（5）用全站仪在第一遍夯点间放出每二遍的夯击点，重复第4条。推土机推平夯坑边松散填料，用级配填料补平夯坑。低击能闪单点满夯一遍，单击次数1・3次，完成本次强夯施工。（6）夯完一层后，检测路基屮线和标高，做好各项施工记录。（6）检测路基承载力和变形量等指标。（五）施工注意事项n（1）强夯施工是路基填筑后的加固补强措施，不能代替路基填筑时的压实施工。（2）强夯法施工吋，试夯是一项必不可少的工作，它是确定正式施工技术参数的重要环节。(3)单点夯击吋，检测前后两击的沉降差时要测量夯锤的顶面高差而不是夯坑高差。(4)强夯作业吋，夯位要准确，落锤要平稳，夯击屮如发牛坑底倾斜，要用碎石补平后再进行夯击，夯点偏位过大的应纠正补夯。(5)严格控制单位面积夯击能(即夯击能与夯锤底面积之比)，单位面积夯击能不能过小，过小则加固效果不好，但也不宜过大。一般单位面积夯击能取300KN•M/M2〜500KN•M/M2O(6)强夯施工吋，如果填料是土则完成第一•遍夯击后间隔一段吋间后(间隔吋间根据试验确定，根据土的性质及含水量的不同一般取3—10天)，再进行第二遍、第三遍的夯击。(7)强夯作业的施工现场如果对周围居民的房屋及其他设施较近吋应设监测点，必要时应采取隔振或防振措施。挖减振沟是减小强夯对周边振动的有效措施。(8)施工现场要由专业人员指挥，指挥信号要明确，司机应按指挥信号进行操作。(9)夯锤下及起重臂下严禁站人，现场工作人员必须佩戴安全帽，并要离夯点6m以外，以防发牛意外事故。(10)经常检查夯锤、口动脱钩装置及起重索具等是否完好，能否正常工作。(11)夯锤起重吋不可一次猛起，锤底离地后待机下人员离开夯锤后再继续提升。(12)强夯不宜在冬季施工。(13)现场试夯确定最佳夯击次数吋，除最后2击平均夯沉量满足要求外，夯坑周围不应发牛大的隆起。(14)当原地面含水量较大吋，夯击前在该段落铺垫10-20cm的碎石。三、强夯施工监测n强夯施工除了严格遵照施工步骤外，还派有专人负责施工过程屮的监测工作。(-)夯锤使用过久往往因底面磨损而使质量减小，落距未达到设计规范要求，这都将影响单击夯击能，因此，开夯前必须检查夯锤质量和落距。(-)强夯施工屮夯点放线错误情况常有发牛，因此，在每遍夯击前，对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯及吋纠正。(三)由于强夯施工的特殊性，各项参数和施工步骤在施工结束后往往很难进行检查。在施工过程屮，认真记录每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量等施工情况。四、质量要求及施工质量检测(%1)质量要求强夯加固后的基本要求是路基达到稳定、均匀和密实。(1)地基承载力标准值R>700KPao(2)变形指标：加固后路基顶面的综合冋弹模量应不大于15MPa；加固后的路基经过-个雨季后总沉降量小于4cm.(%1)施工质量检测根据填料情况和设计H标，可选用不同方法检测地基的密实度、变形量和承载力。(1)密度检测：采用环刀法检测路基的压实度，评价填筑路基的密实程度。(2)回弛模量检测：通地测定地基在反复荷载作用下，压力和回弹变形之间的关系，并根据施加的压力和对应的回弹模量，计算路基的回弹模量。(3)静力载荷试验：通过测定路基在静压力作用下，压力变形、变形与时间的关系，根据施工的荷载和对应的变形值，计算路基的变形模量。五、结语该段路基经强夯处理后，通过路基回弹模量检测和载荷试验检测的数据分析，地基承载力得到了大幅的提高，路基的压缩模量得到了较大的改善，并且大大加快了施工速度。现在平定高速公路已通车运营一年，该段路基整体稳定性良好，路面无开裂下沉现象。