高速公路湿陷性黄土路基施工中强夯法施工技术

'高速公路湿陷性黄土路基施工中强夯法施工技术　　摘要：在高速公路路基施工中，普通压实机具只能提高表层土体的压实度，无法提高深层路基的强度。而使用强夯法可以将动能以冲击波的方式传递于地盘，使被击实的土体湿陷系数减小，消除或减少特殊土的不良工程性质。故实际施工中，多采用强夯法处置湿陷性黄土地段。关键词：公路；路基；施工技术中图分类号：U213.1文献标识码：A一、强夯法处治湿陷性黄土路基的施工原理由于湿陷性黄土地基以粉土颗粒为主，呈松散多孔结构状态，颗粒间粘结力不强。颗粒间的粘结力遇水即降低或消失，在一定的压力或自重压力下，遇水侵入后，颗粒间结构迅速改变，土体结构迅速破坏，发生明显的湿陷变形。最终引起地基强度的降低和地基稳定性的破坏。强夯法又称动力固结法，是利用机械将夯锤起吊一定高度后，自由落下，利用重锤落下产生的冲击和振动，迫使地基土体颗粒间空隙压缩，在土体颗粒中形成良好的排水通道，使孔隙水逸出，待孔隙水压力消散后，土体重新固结，承载力提高。同时，强夯还提高了土层的均匀程度，减少路基的差异沉降。6 二、强夯法施工控制参数在正式开工前，需设置试验段试夯。试夯的目的是在夯击作用下进行对孔隙水压力沿深度和水平距离的增长和消散的分布规律进行研究，从而确定强夯的有效加固深度、夯点布置及间距、夯击次数及遍数等施工参数，以便控制施工质量。（一）有效加固深度H式中K—有效加固深度修正系数，一般取0.5M—锤重，ｋＮh—落距，m.（二）夯击点布置夯点布置一般采用等边三角形或正方形网格布设，夯点中心距离由夯锤尺寸、夯锤边缘外土最大液化宽度确定。先夯击标有1的夯点，再夯击标有2的夯点，经不同时间测试，通过综合分析，在两夯点间挖坑取样，进行密度检测，看是否达到设计要求；若不符合要求进行第二遍夯击，一般黄土夯击2~3遍即可。（三）夯点间距夯点间距一般采用下列公式进行计算d=1.69β(γ+0.385Z)式中Z—设计液化深度，m6 γ—夯锤底面半径，m;β—经验系数，一般取0.65～０.80；d—设计夯点中心距离，ｍ。（四）夯点的夯击次数夯点的夯击次数按现场试夯得到的夯击次数与夯沉量关系曲线确定，同时满足下列几点要求。1、最后两击的平均夯沉量不大于５０ｍｍ，或单击夯击能较大时，不大于100mm。2、夯坑周围地面不发生过大隆起。3、不因夯坑过深而起锤困难。4、夯击遍数。夯击遍数通常由单位面积平均夯能确定，按照夯点布置图中标1的夯点进行第一遍夯击，夯完过15d后进行2号点的第二遍夯击，一般夯击2～３遍，最后再低能量满夯１遍，将松动的表土夯实。5、夯击间歇时间。各遍间的夯击间歇时间取决于加固土层中孔隙水压力消散所需时间，试夯过程中根据取样测试绘制孔隙水压力增量和时间关系曲线（略）（五）施工工艺6 根据设计要消除3.5m内黄土的湿陷性，考虑地基土的性质等影响有效加固深度的因素，并综合考虑起重机的起重能力和起吊高度，初步确定相应的施工参数，一般选用夯锤为15t，提升高度10.8m，夯锤底为圆形，直径2.35m。夯击遍数3遍，每点6击，排夯采用60t重锤，直径2.6m，夯点搭接二分之一。1、试夯检测。为检验强夯过的场地是否满足设计要求并取得试验数据，要对土层密度和深层变形的加固效果进行检测。2、密度检测（灌沙法）。在夯点中心和两夯点中间取样，进行密度检测。3、采用三轴固结仪、烘箱、环刀、电光式液塑限仪等土工试验仪器进行检验。4、强夯施工。强夯施工前先查明场地范围内的地下构造物及地下管线的位置及地表高程等，并采取一定措施，避免强夯施工而造成破坏；当附近有建筑物或设备时，采取周边挖坑等防振或隔振措施。三、施工方法（一）清理平整场地，测设路线中边线及平整后地面高程，测定原状土样的天然密度。（二）放线布点，采用正三角形布设，并用白灰作出明显的标记。（三）起重机就位，使夯锤对准夯点位置，并测设夯前锤顶高程。6 （四）将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。（五）按设计规定及试夯测试结果控制夯击次数和标准。（六）推土机推平夯坑，测量场地高程。（七）在试夯得出的间歇时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能满夯，将表层松土夯实，并测量夯后场地高程。（八）施工注意事项1、夯距不易过小，否则相邻夯击点的加固效应将在浅处叠加而形成硬层影响夯击能向深处传递，对于粘性土，如果夯距太近会使产生的裂隙又重新闭合，孔隙水难以逸出，达不到加固效果。2、落夯一定要平稳，夯位准确，若错位或坑底倾斜，要将坑底整平，再重新夯实。3、最后满拍夯时，夯痕应搭接1/2～１/3,以保证施工质量.4、强夯时一定要采用防振、隔振措施。5、强夯时重锤下落产生的作用主要是冲量，加大锤重比加大落距的效果要好。一些试验资料已表明，不增加夯锤重量，仅凭提高落距的措施可以增加地基处理深度的效果较差。锤形及尺寸也是强夯加固效果的重要影响因素。但从市场调研情况看，一般锤体横截面形为圆形，并要求有排气孔。6 四、结语强夯法处理湿陷性黄土综合性能好，加固效果显著，强夯变形沉降小，加固影响深度大，而且强夯后的路基不均匀沉降小；施工工艺简单，施工费用低,故在处理湿陷性黄土过程中应尽量使用。6'