王德武

摘要:法国Menard技术公司于上世纪60年代末首次创用强夯法处理地基法。随后科学技术的不断进步,强夯法愈加完善,且被广泛应用于公路工程施工中。强夯法是指夯锤自由下落产生较为强大的冲击波,通过此冲击波达到密实地基的作用,同时在自由下落过程中夯锤的势能将转变为动能,降低土体内孔隙体积,进一步密实土体,提升其强度。目前在湿陷性黄土、杂填土及砂土等地基中强夯法应用较多。地基经过处理后,不均能够提升其强度,还能达到压缩性减小的作用。为此,将强夯法用于高填方路基,具有良好施工效果。本文通过具体工程案例,对高填方路基处理中强夯法的应用进行了分析与探究。

关键词:强夯法;高填方路基;施工案例

一、工程案例

某公路工程为高填方路段,按照施工现场地质勘察实际情况,32m为最大填方高度,设计要求处理后要求在150kpa以上控制地基土承载力特征值,30mpa为变形模量最小值。选取3000KN/m强夯处理法,按照试夯结果,选取正方形布设夯点,4m为其间距,24t为锤重,2.3m为直径,选取间隔法跳打次夯点,13击为单点夯击数,4.5m为有效加固深度。当工后沉降与设计要求相符后,可选取粗颗粒土作为填料,如碎石等。

二、高填方路基强夯法施工工艺

1、测量放样

根据施工图规定,选取水准仪与全站仪进行强夯区域、点位的确定,且将坐标控制网点基桩安设到强夯范围外,并将水准点合理布设到其附近,以此对高程、路基沉降加以控制。

2、试夯

试夯应在重锤夯击施工前进行,便于夯锤落距、沉降量观测,最后对夯击总沉降量进行验证。根据施工要求,可选取夯击遍数、有效加固深度、单点总夯击能等作为试夯参数。要求先进行路基土方层施工,当上土厚度在1.5m以上时,即可实施强夯作业,并对以上工序重复施工,保证填土厚度与施工规范规定相符。各个夯点连击2次为1遍,如两次夯击沉降差在5cm以下或两次夯沉量都小于15cm,则满足设计规定。夯击1遍后沉量量与施工规定不符时,可选取推土机进行整平作业,随后实施第2遍夯击作业,保证满足设计要求。完成试夯作业后,需校正试夯确定的参数。大面积施工作业时无需检测所有夯点沉降量,只需对夯击次数、夯锤落距与夯点搭接等加以重视即可,相比锤底面积,要求在20%以上控制夯印搭接部分,1%为本工程夯点抽检频率。

3、强夯施工

选取6t重夯锤,1.65m为夯锤底面直径。确定夯点位置后,需对地面高程进行准确测量,并做好记录工作。以路基两侧边坡坡脚外1m范围内控制强夯处理宽度,正方形为夯点布设形状,3m为其间距,10m为第一次夯击高度,600KN/m为夯击能量。因第一次夯击无法达到设计要求,需进行二次夯击,同样选取10m作为夯击高度,600 KN/m为夯击能量,2.14m2为夯锤底面积,且进行通气孔设置。通过分析计算得出本工程夯击有效加固深度为14.7m,与现场土方厚度需求相符。在地表粗平以后,根据土质实际情况分段取样进行各项试验,如标准重型击实、颗粒分析等。随后将起重机放置到指定位置,保证夯锤与夯点位置对准无误。每次将夯锤向起重臂最大高度提升,夯锤自由下落,并对锤顶点位置高程进行测量,如出现锤顶偏斜问题,需及时平整坑底。重复夯击,根据试夯情况对夯实次数、控制标准进行确定。夯点满足设计要求后,选取推土机整平施工。

4、施工监测

夯击施工前必须对锤重、落距进行详细检查,保证单击夯击能量与施工规定相符。同时应及时复核夯点放线情况,完成夯击作业后,应对夯坑位置进行详细检查,避免出现偏移、漏夯等问题。根据施工规格规定,对各个夯点夯击次数、夯沉量进行检查,且做好各项参数记录工作,保证施工质量。

三、高填方路基强夯法施工质量控制

公路工程建设发展中,路基承载能力和稳定性对于工程质量有着重要的影响,应根据工程具体情况,采取相应措施有效处理路基,保证其密实程度满足施工要求。

高填方路基施工条件极为复杂,施工技术难度大,如何达到路基加固最佳效果极为重要。强夯处理技术是高填方路基常用施工方式,但由于施工条件具有复杂性,必须做好施工质量控制工作,具体如下:

1、高填方路基处理中强夯法应用存在的主要问题为工后沉降,如工后沉降过大或存有不均匀现象,极易出现开裂问题,甚至出现工程部分功能缺失现象,导致安全事故发生,基于此必须对工后沉降问题加以重视。通过现场试夯,按照路基土性质进行各项指标参数的确定,如夯击能、夯击遍数等,为地基工后沉降进行准确确定。根据工程监测结果显示,858d为工程沉降观测总天数,74d为最后一个阶段的天数,按照施工相关规范规定,工程沉降是否满足稳定阶段需求,主要决定因素为沉降量、时间。当100d的沉降速率每天在0.01到0.04mm以下时,则表明其满足稳定阶段要求。

2、夯击施工中对其可能产生异常情况进行密切关注,如强夯施工到构造物周围,将对构造物造成严重损害时,应马上停止夯击作业,且查明原因,及时作出科学有效的处理。如出现弹簧问题,可选取挖除换填法或无机结合料稳定处理法进行施工。其一,挖除换填法。如存在大面积路基强夯弹簧问题,需全部挖除弹簧土及其下部潮湿土层,随后将较差透水性的填料换填去除,随后再次进行夯实作业。

填筑施工不仅能够提高施工效率,还需做好防水措施,防止雨水渗入基层,再次产生弹簧问题。其二,无机结合料稳定处理。小面积路基弹簧问题,且施工时间紧张的状态下即可选取无机结合料稳定处理,按照施工现场具体情况,对土方含水量进行详细检测,并确定生石灰、水泥的掺加量,因无机结合料每多掺加1%,则含水量会随之降低2%左右,为满足最佳含水量需求,必须再次进行夯击作业。

四、结束语

综上所述,随着经济社会发展速度的不断提升,我国公路工程建设规模逐步扩大,因公路建设具有较高技术标准,因此必须重视路堤填筑施工,特别是高填方路基。高填方路基压实施工一般选取常规压路机械,路基填料密度与施工设计要求相符,但碾压功能具有局限性,无法解决石块填料间的不稳定嵌锁骨架问题,导致压实后仍存有空隙,最终导致沉降量过大。选取强夯法用于公路高填方路基施工,可有效解决以上问题,提升工程质量。