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河南彬豫强夯地基基础工程有限公司
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路基强夯施工技术研究

文章编辑:【彬豫强夯地基基础工程】发布日期:2019-06-19 14:39:13

    强夯法不仅能提高地基的承载力,减少构筑物的沉降,而且可以改善地基抗振动液化的能力和消除地基土的湿陷性。目前,强夯法已广泛应用于地基处理工程中,取得了显著的经济效益。本文在多年实践的基础上,从强夯地基的适用范围、试验段开工报告、施工步骤、质量检测等诸方面,探讨了路基强夯施工的技术问题。
强夯法又叫动力固结法,是用起重机械吊起夯锤后从高处自由下落,给填料以强大的冲击力和振动能量,使疏松的填料强制压缩致密,从而提高地基强度和稳定性,是减小变形量的一种施工方法。强夯法具有设备简单、功效高、工期短及成本低的特点。
一、强夯地基的适用范围
一般来讲,强夯地基适用于处理碎石、砂土、杂填土(不含生活垃圾)、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土等,现场施工应该参照地勘报告,掌握有关技术指标,如土层颗粒的组成,孔隙比,液性指数、塑性指数、饱和度、渗透系数等;对于有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的杂填土,还要查清杂物的分布范围、深度、有机质含量及是否对基础有侵蚀性。由于湿陷性土浸水后会产生附加沉降,其湿陷系数也应作为一项控制指标。工程中是否考虑选用强夯基础是由设计决定,要对以上技术指标作综合考虑。
二、试验段开工报告
(一)试验段开工报告按分项工报告要求报监理工程师审批;试验段长度一般选50~100m为宜;编制夯点布置图,测量放样要求确保设计要求的夯击影响面积;试验段应认真清表,清除草根树根等杂物及建筑垃圾等,使地基表面平整,要求用平地机推平,压路机碾压1~2遍,陡坎部位应能为布置下强夯点为准,填前强夯必须满足设计面积;试验前,应调查施工段的周围有存在建筑物、构造物、地下设施高压电线、电缆、供水管线等;
(二)布设主夯点和副夯点,锤底倾斜度应小于30°。布设水准基点,基点要求应设在强夯线路影响范围外30m以外,基准个数应确保夯点沉降的观测路线小于60m,最大80m。
(三)确认设计规定的夯击遍数能否满足沉降量及压实度要求。确认该试验段夯前标高,测定夯点沉降量,并检测各夯击点的沉降量及路基的总沉降量。
(四)压实度检测。在强夯前,试验检测试验段:土的颗粒分析、液限、缩限、最佳含水量等。选必要的压实度观测点,应测定1m,0.5m,夯后经碾压后的三个层位压实度。
(五)确认夯击效果。确认各层压实度夯前、夯后对比。
三、强夯施工步骤
(一)清理、平整场地:一是施工前调查,强夯施工前,查明场地范围内地下构造物和管线的位置及标高,采取必要的措施,防止因强夯施工造成损坏。二是清表,施工前对原地面进行清表处理:开挖排水沟及排除地表积水,清除地表腐植土,挖除树根,并进行整平压实。
(二)布设夯击点位:夯击点位的布设为同排夯点交错夯击,设备后退的施工方法完成第一遍夯击;第二遍夯击时,对第一遍夯点间的间隙进行第二遍夯击。按要求布设夯击点位,并测量夯前的场地高程。
(三)机具定位:根据已放设好的夯击点位及平面布置图中标识的施工顺序,移动打夯机到指定的夯位就位,夯锤对准夯点位置,并测量夯前锤顶高程。
(四)将夯锤起吊到10m高度,待夯锤脱钩自由下落后,测量锤顶高程。若发现因坑底倾斜而造成夯锤倾斜时,及时将坑底整平。
(五)重复上述步骤,完成一个夯点的夯击,即每夯点夯6击。做好每个夯点的夯击次数和每击沉降量的记录,同时测量夯点周边隆起高度和该点击坑内压实度。根据数据统计和质量控制标准得出该点夯击次数是否合理。同时调整夯击次数。
(六)换夯点,重复上述步骤,同时做好数据收集和统计,适时调整施工工艺。直到完成第一遍全部夯点的夯击。用装载机将夯坑推平,并按夯击点平面布置对夯点重新放样布置,测量第2遍夯击前夯点地面高程。
(七)由于场地范围内的地下水位较低,拟定可以连续夯击。在取得上述数据后,按上述步骤逐次完成第2遍夯击,做好数据收集和统计。
(八)第三遍夯击为排夯,搭接1/4D=62.5cm(D为夯锤直径)。拟定夯击能为设计能,做好每个夯点的夯击次数、每击的沉降量,做好数据收集和统计,根据数据统计和质量控制标准得出该点夯击能级是否合理。同时调整夯击能级。
四、质量要求及施工质量检测
(一)质量要求
强夯加固后的基本要求是地基(路基)达到稳定、均匀和密实。
1.地基承载力标准值R≥700kPa。
2.变形指标:加固后地基(路基)顶面的综合回弹模量应不大于150MPa;加固后的路基经过一个雨季后总沉降量小于4cm。
(二)施工质量检测
根据填料情况和设计目标,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:采用灌水法测定大块石填料的单位体积重量,计算地基的密度,评价填筑路基的密实程度。
2.回弹模量检测:通过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,计算地基的回弹模量。
3.静力载荷试验:通过测定地基在静压力作用下,压力与变形、变形与时间的关系,根据施工的荷载和对应的变形值,计算地基的变形模量。
五、施工注意事项
(一)强夯法施工的主体是地基,各个工程项目的地质情况千差万别、具唯一性,在强夯参数的选择时,应依据工程的实际地质情况及规范的经验取值初步确定强夯参数,通过试夯时的综合检测手段,对各项参数进行判定或调查。
(二)进场后施工前,必须对所需强夯处理的场区实施动力触探检测,其目的在于确认勘察报告所揭露的地质情况,检验施工方案所确定的工艺参数的适用性,在每遍夯击结束后,也要实施动力触探自检,以检验夯击效果,视检测情况进行必要的工艺调态。施工结束后,要对所经强夯处理的场区进行综合检测判定,为竣工报告提供可靠的数据。原则上每遍动力触探检测孔约为20个。
(三)对强夯参数的选择,尽量避免因超过临界夯击能使土的宏观结构破坏,并产生明显的水平位移,进而影响土体的整体强度。这需要在试夯过程中加强监测,及时调整。
(四)因受夯击能量影响,土中孔隙水压力将有一个平缓的消散过程。因此,每遍夯击结束后,必须留有一定间隔时间,以确保土中孔隙水压力能按改变后的纹流形式得以逐步消散。此间歇时间称为技术间歇期。
六、路基强夯质量通病治理措施
(一)强夯后地基发生“橡皮土”问题
1.产生的原因
天然地基土含水量偏高,夯击过程中孔隙水压力得不到充分的消散;在强夯施工过程中遇到强降雨,增加了地基土的含水量;满夯并平整场地后,由于轮式车辆反复碾压。
2.治理措施
对含水量较高的地基,应保证有足够的遍间歇时间,待基土中孔隙水压力充分消散后再满夯,或采取强夯置换施工工艺,在地基土中打设竖向排水体,也可先在场地上铺设一层厚约0.5m的砂石垫层后再满夯;满夯前有可能下雨时,应该采取覆盖防水措施,以防推入夯坑内的虚土大量吸水,增加地基土的含水量。如果情况允许,可在下雨之前对夯坑内的虚土夯1~2击;满夯后场地严禁轮式车辆碾压;当局部出现“橡皮土”时可将其挖除,换填干土或砂石填料补夯;当“橡皮土”较薄且面积较大时,可用推土机的松土器将地表层翻松、晾晒后补夯;也可采取其他有效措施处理。
(二)加固深度达不到设计要求
1.产生的原因:单击夯击能量偏低;单点夯击数不够,单位面积夯击能量不足;遍间歇时间太短;夯间距过小。
2.治理措施:调整夯击工艺参数。
七、结语
随着我国国民经济的高速发展,现代经济对我国公路行业的施工质量提出了更高要求,特别是路基的施工质量,将直接关系到道路运输的安全与畅通。因此,做好路基施工具有重大意义。

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