泥岩强夯路基施工技术

'泥岩强夯路基施工技术 论文导读：济源至邵原高速公路为豫北山区高速公路，地形复杂，路基填方高度一般为6.0~17.0m，全线主要处在红泥岩、泥质砂岩地区，路基填料大多为红泥岩与泥质砂岩，具有遇水快速崩解，强度迅速降低的特性，设计作为路基填料压实质量难以保证。如何采用不良填料填筑高速公路路基，减少工后沉降，作为研究课题，2006年6月在西北综合勘察设计研究院与陕西路桥集团有限公司就红泥岩路基填料进行了强夯夯填、掺砂、掺灰土、掺土、洒水预崩解等多种填筑试验，通过各项试验结果认为，采用强夯夯填这种施工方法施工，可以提高路基强度和压实度，减少工后沉降，满足设计要求的指标。强夯施工技术强夯法又称动力固结法，是用起重机械将大吨位重锤（一般为10~40t，国外曾有过锤重200t的报道）起吊到6~40m高度后，自由下落，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使土中出现很大的冲击应力，土体产生瞬间变形，迫使土体孔隙压缩，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基土承载力，降低其压缩性的一种有效的地基加固方法。以济邵高速12标K47+000~K47+150段路基为例，最大填高17m左右，路基填筑拟采用红泥岩强夯填筑法施工。关键词：泥岩，强夯法，路基填筑，施工　　1、简介　　济源至邵原高速公路为豫北山区高速公路，地形复杂，路基填方高度一般为6.0~17.0m，全线主要处在红泥岩、泥质砂岩地区，路基填料大多为红泥岩与泥质砂岩，具有遇水快速崩解，强度迅速降低的特性，设计作为路基填料压实质量难以保证。极易产生工后沉降，具有一定的质量安全隐患。如何采用不良填料填筑高速公路路基，减少工后沉降，作为研究课题，2006年6月在西北综合勘察设计研究院与陕西路桥集团有限公司就红泥岩路基填料进行了强夯夯填、掺砂、掺灰土、掺土、洒水预崩解等多种填筑试验，通过各项试验结果认为，采用强夯夯填这种施工方法施工，可以提高路基强度和压实度，减少工后沉降，满足设计要求的指标。　　强夯施工技术强夯法又称动力固结法，是用起重机械将大吨位重锤（一般为10~40t，国外曾有过锤重200t的报道）起吊到6~40m高度后，自由下落，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使土中出现很大的冲击应力，土体产生瞬间变形，迫使土体孔隙压缩，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基土承载力，降低其压缩性的一种有效的地基加固方法。强夯法最初仅用于砂和碎石层的加固处理中。随着施工机械和施工工艺水平的提高，施工实践证明，强夯法也适用于粘性土、杂填土、湿陷性黄土等软土地基，它不仅能提高地基土的承载力，减少建构筑物的沉降，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国内外的机场跑道、高速公路、工业及民用建筑等项目的地基处理工程中。　　2、强夯法施工工艺　　以济邵高速12标K47+000~K47+150段路基为例，最大填高17m左右，路基填筑拟采用红泥岩强夯填筑法施工。　　2.1强夯机具参数　　强夯施工采用有自动脱钩装置的40吨履带式起重机，夯锤重量10T，夯锤直径2.3m，夯锤落距10m，每击夯击能1000kNm。　　2.2施工控制参数　　项目内容备注填料泥岩挖方石方利用虚铺厚度1.2m粒径50cm不超过压实厚度的1/2夯击次数9击以最终2击平均夯沉量不大于3.5mm为准检验方法重型动力触探和沉降量观测双指标控制 2.3夯点布置　　夯点按边长3m的正三角形布置，上下层间夯点错开，距路床顶2m以下范围，夯点间距按33m布置；距路床顶2m以上范围，采用满布夯点，且夯点重合面积不小于1/3进行强夯处理。　　强夯施工夯点布置图1　　2.4施工顺序　　2.4.1红泥岩填料准备　　填筑材料采用挖方爆破的红泥岩，爆破后的最大粒径不宜大于50cm，否则进行剔除或进行二次破碎。　　2.4.2石料摊铺　　测量放线后，根据松铺厚度120cm控制放样划格，自卸运输车装运料，由专人指挥卸料，用推土机推平，严格按松铺厚度布料，对于填料中少量的超粒径硬质岩应剔除或人工破碎，以保证路基压实的均匀性，检测推土机整平后的松铺厚度。免费论文网。　　2.4.3夯击施工　　a、填料摊铺整平后，在填筑区标出第一遍夯击点位置，并测量夯前高程。免费论文网。夯击布点按照33m正三角形布点控制（具体见强夯施工夯点布置图）。　　b、强夯机就位，使夯锤对准夯点位置；用水准仪测量夯前的锤顶高程（每次都观测夯锤同一个点，用红漆标示）。　　c、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，并与夯前标高相减，即为第一击的夯沉量。若发现因锤底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。　　d、重复上述步骤c，夯击次数根据夯点的相对沉降量控制，当夯击沉降量满足要求时，完成一个夯点的夯击。　　e、移动夯机到下一夯点，重复c至d过程，直到完成全部夯点的夯击。　　3、施工质量控制　　3.1夯击沉降量　　强夯沉降量观测记录表1　　建设项目：施工单位：监理单位：　　合同号：JSTJ-12设计夯击能/遍数：1000KN.m/9机号：1#施工日期：2007.11.20　　工程部位K47+000~K47+150泥岩第6层第一遍夯击锤重100KN落距：10m夯击能 1000KN.m夯击点位夯击间距（m）夯前高程（cm）夯击次数夯沉量（cm）累积夯沉最后二次平均夯沉量（cm）12345678910cm12平均K47+040左130390440500550610660700740750763711 1左2302703203804404805205606006106235111中301302002502903503904304704804936111右1 302503103704204705105505906006035010.5右2303704204805305806206607007107235111K47+060左13040046051 05606006506907307407535111左2302803303804204705105505906006133111中3015021026032038043047 05105205338111右1302603203704204605105505906006135111右23038043048054058062066070071072 34111K47+080左1303604104705205706106506907007135111左230240300350410450490530570580593511 1中301101602202803303704104504604736111右1302503003604104705205606006106237111右2 303404004505005506006406806907036111 检测：记录：复核：监理：日期：　　采用水准仪测量最后二击平均下沉量不大于3.5cm及最后二击每击相对沉降量极值不大于5cm的双控指标控制。　　3.2重型动力触探　　重型动力触探的验收位置在各夯点中心的连线位置上，在距离夯坑边部10cm的坑内进行；检测频率为每2000m2每压实层不小于4处，且每一独立段不小于10处。　　以贯入深度为10cm时：距路床顶面2.0m以下层次以N63.510击作为强制性指标；路床顶2m以上范围以N63.520击作为强制性指标。　　对收集的数据按置信区间的上限进行控制，如代表值不能满足要求，应对这层提高夯击能进行重夯；如有单个点不能满足要求，则对单点夯坑提高夯击能进行重夯。免费论文网。　　地基承载力检测（贯入试验）记录表2　　建设项目：合同号：JSTJ-12施工单位：监理单位：　　工程名称K47+000~K47+150路基填筑试样描述红泥岩试验单位拟定用途路基填筑试验规程建筑地基基础设计规范GBJ7--89试验日期2007.11.21动力触探仪类型重型贯入速率(N/min)15~30触探头类型圆锥头控制指标 N63.520击测点位置测点编号锤击数（N）贯入深度（cm）承载力（Kpa）备注K47+010①2310/合格K47+025②2410/合格K47+050③2210/合格K47+070④2810/合格K47+090⑤ 2710/合格K47+100⑥2610/合格K47+110⑦2510/合格K47+140⑧2410/合格　　3.3粒径控制　　填筑材料采用挖方爆破的红泥岩，爆破后的石块最大粒径不宜超过压实层厚的1/2（≯50cm），否则进行剔除或进行二次破碎。对于个别运到现场的超粒径填料，进行人工破碎，人工破碎困难的采用人工配合装载机清除出路基。　　3.4由于强夯的有效影响深度 6m，故涵洞顶6m范围内不宜采用强夯，涵洞顶6m高范围内填筑按台背回填方法和标准进行施工。　　3.5路基防水处理　　路基填筑推平过程中注意形成3～4%左右的路基横坡，以利于路基排水。　　现场准备足量的彩条布，做好随时覆盖的准备，雨前应及时停止施工，并对路基进行覆盖。　　为防止半填半挖处坡面水及V形冲沟地段上游汇水侵入路基，在低洼处回填时应设置临时性截水沟及排水沟，将水引入路基以外。　　3.6强夯分段衔接部和路基填挖结合部处理　　强夯分段衔接部要根据实际情况设置台阶，台阶宽度不宜小于2m，高度不宜大于1m。在分段衔接部进行衔接施工时，应对衔接部进行满夯处理以保证工程质量，满夯的夯点布置及各夯点夯击重叠面积不小于1/3落锤底面积。　　　　在路基填挖交接处，应按照设计要求开挖台阶，并按照设计在路基纵向填挖结合处增设过渡段，土质地段过渡段采用级配较好的砂砾类土、碎石土填筑，岩石过渡段采用级配碎石填筑。并在填挖交界处对强夯石方路基进行满夯处理。夯填时应从填挖交界线以外，从路基边缘，逐排向填挖交界线，向挖方路基中部夯击。　　4、强夯施工安全　　4.1强夯前应对起重设备、所用索具、卡环、钢丝绳等进行全面检查，并进行试吊、试夯，检查各部位受力情况，一切正常，方可进强夯。　　4.2对桅杆等强夯机具应经常检查是否平稳及地面有无沉陷，桅杆底部应垫8~10厘米木板。　　4.3吊锤机械停稳并先对好坑位后，方可进行强夯作业。起吊夯锤时吊索要保持垂直，起吊中不得碰冲吊臂，并应在适当位置挂汽车轮胎防护。　　4.4夯锤起吊后，臂杆和夯锤下15米内严禁站人，且不得在起重臂旋转半径范围内通过。非作业人员应远离夯点30米外，现场操作人员应佩戴安全帽。　　4.5起吊夯锤速度不应太快，不能在高空停留过久，严禁猛升猛降，以防夯锤脱落，停止作业时，不得将夯锤停挂在空中。　　4.6强夯时现场专人统一指挥作业，严格按安全施工操作规程施工。　　5、小结　　路基石方开炸的红泥岩，遇水崩解，强度迅速降低，如果按照正常石方填筑路基施工，不能满足路基强度要求；通过破碎，采用强夯法夯填施工，既解决了路基填料挖方利用问题，避免了大量的借方产生加大工程造价，也满足了路基施工技术要求。通过大量的施工数据证明，在填筑红泥岩松铺厚度120cm夯击能为1000KN.m时，总夯沉量一般为35~40cm，夯击7击即可满足质量要求。经过现场埋设的沉降板对该夯填路段后期的沉降观测，没有发生明显沉降位移。实践证明，强夯法夯填泥岩路基施工，方法得当，质量可靠，满足规范要求，不会对路基产生工后沉降病害，节约了工程成本。可以作为以后类似工程的施工参考。【参考文献】[1]中华人民共和国交通部《公路路基施工技术规范》JTJ033-95人民交通出版社1996年10月第1版[2]国家行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002中国建筑工业出版社[3]工程地质手册(第四版)中国建筑工业出版社'