强夯法在铁路路基施工中应用及质量控制

'强夯法在铁路路基施工中应用及质量控制【摘　要】当前，世界各地工程界都已开始采用强夯法处理地基。本文主要介绍强夯法的各项参数，并分析介绍了强夯法的施工流程和质量控制要点。【关键词】强夯法；路基；参数；施工流程；质量控制1.概述强夯法是铁路工程施工中采用最为广泛的一种地基处理技术，具有节约材料、施工简便、造价低廉等特点，它适用于砂类土、砾类土、低饱和度的粉质土和粘质土、杂填土、湿陷性黄土等地基。强夯法的加固原理是将机械能转化为势能，再转化为夯击能（动能），压缩地基土的孔隙，导致局部土地液化，夯击点周围的土体出现裂隙，孔隙中的水（气）随着裂隙排出，土体的固结度上升，地基的强度增大。2.确定强夯参数不同的工程使用要求和施工环境，所选用的强夯参数不一样。2.1有效加固深度强夯施工后，土体压缩模量增大,6 强度提高，在一定的土层范围内加固效果显著，该土层那个范围称为有效加固深度，估算公式为H=a■，其中a:修正系数；M:夯锤重；h：落距。影响有效加固深度的因素包括夯击能、各土层的深度和厚度、地下水位和地基土的性质等，应根据当地经验或现场试夯确定有效加固深度。2.2夯击能单机夯击能与锤重和落距有关，由加固土层的厚度确定。当前所用的锤重普遍为10t～25t,落距在8m～25m之间。夯锤有封闭和开孔两种，按平面形式分为方形和圆形锤。根据经验可以知道，开孔圆形夯锤可以减少由于两次夯击地面不重合造成的能量损失。夯锤中设置的贯穿气孔不仅可以减少起吊吸力，还可降低夯锤着地前的气垫阻力引起的能量损失。加固效果还受锤底面积的影响，应按土的性质确定锤底的面积，例如，砂性土一般为3㎡～4㎡，粘性土宜大于6㎡。确定夯锤后，可以通过夯击能算出夯锤的落距。相同的夯击能量一般会选用较大的夯击能，这样接地速度较大，可以有效地传递能量，减少能量的损失。确定夯击次数的方式有两种：第一种是根据夯沉量和夯击次数的关系曲线；第二种是根据夯坑周围的土地隆起情况确定。2.3夯击次数和间隔时间6 夯击次数和地基土的性质有关。一般情况先夯击两遍，如果地基土含水量高，渗透系数小，则需夯击3～4遍，最后再进行一遍“搭夯”，夯实表层土体。夯击的间隔时间也和地基土性质有关，软粘土遭受夯击后会出现孔隙水压力升高的现象，每遍的点夯击能越大，孔隙水压力越难消散，因此，间隔时间应大于4周；如果土体的透水性较差，夯击间隔时间应为1～4周；砂性土的孔隙水消散比较快，只需要3～4min，可进行连续击夯。2.4布置夯点和夯点间距如果需要夯实的地面面积较大，为了保证地基夯实的均匀度和施工的便利性，一般按照正方形或等边三角形布置夯点。可以根据加固要求的处理深度和地基土的性质确定夯点间距。如果土质差、软土层较厚，应加大夯点间距；如果存在土夹石填土、砂类土夹层且软土层较薄时，应减小夯距，加大夯击能；如果地基土为粘性土，动力固结会导致夯坑周围出现辐射向裂缝。夯距一般定位5～9m,夯点往往是交错布置，保证夯实的均匀性和强度。3.强夯法施工工艺流程(1)固定好起重机的位置，保证夯锤的中心对准夯点。(2)记录夯前锤顶标高。(3)起吊夯锤至预定高度，放落夯锤后，放下吊钩，记录锤顶标高，落锤要保证平稳，如果出现倾斜的状况，要及时进行整平。(4)重复上一个工序，完成要求的夯击次数和夯击质量后，一个夯点的夯击就完成了。(5)重复上述工序，完成第一遍的所有夯击工作。6 (6)填平夯坑，记录地面标高。(7)在预定的时间内，按照规定的流程完成全部的夯击工作，包括最后一遍“搭夯”，并记录好夯实工作完成后的场地高程。4.强夯施工的质量控制要点(1)进行夯实工作前，要清理场地，保证场地平整，最大高差不超过20cm。(2)如果场地内有电缆、电杆、管道等障碍物，应予拆除，如果不能拆除则要采取保护措施。(3)挖隔震沟保护周围的构筑物和管道免受夯实震动影响，隔震沟与构筑物和管道之间的距离不小于10m。施工过程中要定期观测周围的构筑物和管道可能的位移，并进行记录和整理，以便采取措施。(4)施工场地内的排水设施应该完善，保证水位符合要求。(5)进行强夯前应布置好夯点，并保证夯点位置精确。(6)调整起重机，保证夯锤重心对准夯点位置(误差应小于10cm)，调整好起吊钢绳，使夯锤的落距满足要求，保证夯击能。(7)保证落锤的平稳度，如果坑底倾斜过大或错位，及时整平坑底，再进行下一次的夯击。6 (8)如果地基土出现橡皮土现象，要进行粗骨料回填，骨料级配应符合相关标准。如果夯击过程中的坑内积水现象严重，要及时做好排水工作，杜绝夯坑泡水的现象，回填夯坑时要清除坑内的软土。(9)夯击完一遍后，利用推土机进行整平工作，如果夯坑底或侧壁土质含水量较大，可延缓填土时间，将空隙水排出。(10)每完成一遍夯击工作要间隔一定时间再进行下一遍夯击，夯击流程一样。(11)强夯施工操作要按照流程严格执行，确定的各项强夯参数不能随意改变，记录每次夯击后的平均下沉量。(12)如果夯实过程中的土体下沉量过大，必须先进行回填土再继续夯实。(13)记录好夯击过程中的土体隆起值，一旦隆起值超过20cm应立即停止夯击，采取相关措施后才能继续夯击。(14)施工过程中的各项操作要严格按照要求进行，确保施工工艺的质量。5.结束语6 铁路地基的稳定性不仅影响建成后运营阶段的舒适性，还对后期运营的安全性有着决定性影响。因此，铁路地基的稳定性是铁道工程质量的关键。强夯法最近几年在我国发展迅速，是当前铁路路基施工中常用的施工技术，其施工质量的好坏直接影响路基的稳定性。在铁路路基施工过程中，相关施工人员应该具有合格的专业水平，以保证施工质量，保证路基的稳定性。【参考文献】［１］地基处理手册(第二版)编写委员会.地基处理手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社，2000.［２］中国建筑科学研究院.建筑地基处理技术规范[M].北京:中国建筑工业出版社.2002.［３］TB10018—2003铁路工程地质原位测试规程[S].北京:中国铁道出版社.2003.［４］TB10001—2005铁路路基设计规范[S].北京:中国铁道出版社.2005.［５］张有良.最新工程地质手册[M].北京：中国知识出版社，2006.［６］刘玉华.强夯法在土石混填路基中的应用及夯实效果检测[J].黑龙江交通科技，2009(5).［７］孙勇军.强夯法处理铁路路基的效果研究[J].山西建筑，2007(3).6'