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        談重錘夯實(shí)及強(qiáng)夯法對(duì)特殊路基的處理

        2014-08-02 03:57:50
        山西建筑 2014年7期
        關(guān)鍵詞:試夯重錘填方

        范 小 桃

        (山西晉城路橋建設(shè)有限公司,山西 晉城 048000)

        談重錘夯實(shí)及強(qiáng)夯法對(duì)特殊路基的處理

        范 小 桃

        (山西晉城路橋建設(shè)有限公司,山西 晉城 048000)

        對(duì)重錘夯實(shí)及強(qiáng)夯法解決路基下沉的施工方案進(jìn)行了闡述,介紹了各施工方案的原理、機(jī)具設(shè)備選擇、施工注意事項(xiàng)、質(zhì)量控制措施等,為施工人員選擇合理、經(jīng)濟(jì)、高效的特殊路基處理方法提供了思路。

        重錘,強(qiáng)夯,路基,方案

        1 重錘夯實(shí)施工方案

        1.1 原理

        重錘夯實(shí)法是利用起重機(jī)械將重錘提到一定高度,自由落下,以重錘自由下落的沖擊能來夯實(shí)淺層地基。經(jīng)過多次重復(fù)提起、落下,使地基表面形成一層均勻密實(shí)的硬殼層,從而提高地基承載力,減少地基變形。

        1.2 機(jī)具設(shè)備

        1)夯錘:其形狀采用截頭圓錐體,夯錘質(zhì)量不小于5.0 t,錘底直徑為1.5 m,夯錘落距為10 m。

        2)起重設(shè)備:采用W1001履帶式起重機(jī),用鋼絲繩直接懸吊夯錘。

        1.3 施工方案

        1)試夯。

        重錘夯實(shí)正式施工前,應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)選點(diǎn)試夯。試夯中應(yīng)觀測(cè)記錄夯坑土層沉降量,夯后應(yīng)進(jìn)行取土或觸探試驗(yàn),對(duì)比夯實(shí)前后土層密實(shí)度、含水量、濕陷性等的變化,最后確定參數(shù)。

        2)方案。

        根據(jù)施工特點(diǎn)分為三種施工方案:一種為新老路基結(jié)合部處理方案;一種為高填方大面積施工方案;一種為新填路基填挖交界處、橫向半填半挖及縱橫向陡坡地段。

        第一種:加寬施工方案。加寬時(shí)宜比設(shè)計(jì)寬50 cm,同時(shí)要滿足夯機(jī)施工寬度。首先對(duì)原地面進(jìn)行平整碾壓;然后重錘夯實(shí)處理,用夯機(jī)吊錘宜按從外向內(nèi)一夯挨一夯順序進(jìn)行,每點(diǎn)3擊~5擊,以最后兩擊下沉量不大于5 cm為滿足條件,若達(dá)不到可增加擊數(shù)。在路基填筑過程中對(duì)舊路基開挖臺(tái)階(向內(nèi)側(cè)3%橫坡),路基達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,新老路基結(jié)合部要重點(diǎn)進(jìn)行處理,一般為在新老路基結(jié)合部緊挨三錘,橫向?qū)挾葹?.5 m,每點(diǎn)3擊~5擊,滿足最后兩擊下沉量不大于5 cm。若加寬段填方過高,可采用高填處理方案。陵沁一級(jí)公路澤州城區(qū)段新建工程項(xiàng)目城區(qū)段,路線走向采用原路線走向,路基多為舊路加寬,有的單側(cè)加寬,有的雙側(cè)加寬,采用了重錘夯實(shí)的方案,現(xiàn)通車運(yùn)營4年多,城區(qū)段路基新舊結(jié)合部位未存在不均勻下沉產(chǎn)生的裂縫。

        第二種:高填方施工方案。由于重錘夯實(shí)有效影響深度為2.0 m,故分層壓實(shí)到2.0 m高后要進(jìn)行分層夯實(shí),目的是降低施工后沉降量,辦法是一夯挨一夯順序進(jìn)行,全斷面夯實(shí),每點(diǎn)夯擊次數(shù)要從試夯確定,滿足最后兩擊下沉量不大于5 cm,最后平整壓實(shí)。祁臨高速公路第八合同段起點(diǎn)上莊溝為一“U”形溝,溝深近30 m,路基填筑過程中,每2 m進(jìn)行滿夯一次,每4 m全斷面鋪設(shè)一層土工格柵,路基成型后,效果良好。

        第三種:新填縱向填挖交界處、橫向半填半挖及縱橫向陡坡地段施工方案。采用開挖臺(tái)階、重夯處理、鋪設(shè)土工格柵綜合治理。臺(tái)階寬度不小于3 m,高度可視地形確定,臺(tái)階向內(nèi)側(cè)做3%的橫坡。分層填筑至臺(tái)階時(shí),對(duì)結(jié)合部位(包括臺(tái)階和新填部分)進(jìn)行重夯處理。整平后在結(jié)合部位鋪設(shè)土工格柵,土工格柵采用寬幅聚丙烯單向土工格柵,幅寬大于2.5 m,每延米拉伸屈服力不小于130 kN,2%伸長率時(shí)的拉伸力不小于50 kN/m,在鋪設(shè)時(shí),對(duì)于橫向半填半挖段應(yīng)將強(qiáng)度高的方向置于垂直于路軸線方向,對(duì)于縱向應(yīng)將強(qiáng)度高的方向與路軸線方向一致。晉濟(jì)高速公路第二合同段K3+100~K3+380段路基存在單側(cè)填方高度大,縱、橫向均存在半填半挖,采用此方法進(jìn)行施工,經(jīng)過一年的施工后沉降并進(jìn)行沉降量觀測(cè),效果良好。

        3)注意事項(xiàng):

        a.應(yīng)做好排水設(shè)施,防止雨水浸泡。

        b.做好交通管制。

        c.冬季施工時(shí),必須保證地基在不受凍的狀態(tài)下進(jìn)行夯擊。

        d.當(dāng)夯擊振動(dòng)對(duì)臨近建筑物、設(shè)備及施工中的砌筑工程和混凝土澆筑工程產(chǎn)生有害影響時(shí),必須采取有效的預(yù)防措施。

        4)質(zhì)量檢驗(yàn):

        a.最后兩夯沉量不大于5 cm。

        b.滿足密實(shí)度和承載力。

        c.檢查點(diǎn)500 m2不少于一點(diǎn)。

        5)重夯效果分析:

        a.經(jīng)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足要求,說明設(shè)計(jì)方案可行。

        b.若數(shù)據(jù)滿足不了要求,要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析,具體從三方面進(jìn)行,第一從落距、土質(zhì)和夯打遍數(shù)分析;第二從土質(zhì)含水量方面分析;第三檢查在有效夯實(shí)深度內(nèi)是否存在軟黏土層。經(jīng)過分析重新確定施工方案。

        1.4 安全施工

        1)施工范圍內(nèi)設(shè)立安全警示標(biāo)志。

        2)派專職人員現(xiàn)場(chǎng)指揮。

        3)機(jī)械操作室設(shè)安全網(wǎng),指揮人員頭戴安全帽。

        2 強(qiáng)夯法處理高填方施工方案

        2.1 原理

        強(qiáng)夯法是使用吊升設(shè)備將很重的錘反復(fù)起吊至較大高度后,使其自由落下,產(chǎn)生的巨大沖擊能量和振動(dòng)能量作用于地基,給地基以沖擊和振動(dòng),從而在一定范圍內(nèi)使地基的強(qiáng)度提高、壓縮性降低,改善了地基的受力性能。它的基本原理是:土層在巨大的強(qiáng)夯沖擊能作用下,土中產(chǎn)生了很大的壓實(shí)和沖擊波,致使土中孔隙壓縮,土體局部液化,夯擊點(diǎn)周圍一定深度內(nèi)產(chǎn)生的裂隙形成了良好的排水通道,使土中的孔隙水(氣)順利溢出,土體迅速固結(jié),從而降低此深度范圍內(nèi)土的壓縮性,提高地基承載力。

        2.2 強(qiáng)夯施工機(jī)具設(shè)備和人員安排

        1)夯錘:底面直徑為2.5 m,圓形鋼錘或鑄鋼錘。質(zhì)量不小于20 t,夯錘落距為10 m,即200 t·m。

        2)起重設(shè)備:采用W1001履帶式起重機(jī)、龍門架、脫構(gòu)裝置。

        3)人員:每組3名司助人員,1名負(fù)責(zé)人,1名技術(shù)員。

        2.3 強(qiáng)夯施工方案

        由于強(qiáng)夯有效影響深度為5 m~6 m,故路基分層壓實(shí)到5 m后進(jìn)行強(qiáng)夯處理。

        1)試夯。

        強(qiáng)夯正式施工前,應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)選點(diǎn)試夯,試夯中應(yīng)觀測(cè)記錄夯坑土層沉降量,夯后應(yīng)進(jìn)行取土或觸探試驗(yàn),對(duì)比夯實(shí)前后土層密實(shí)度,含水量,濕陷性等的變化,最后確定參數(shù)。

        2)夯點(diǎn)布置和遍數(shù)。

        采用梅花布點(diǎn),4 m×4 m,中間各層不進(jìn)行滿夯,最上一層在主夯完成后再用低能(100 t·m)滿夯。

        3)夯擊次數(shù)。

        通過試夯,以夯坑的壓縮量最大,夯坑周圍隆起量最小為基本原則,同時(shí)應(yīng)滿足:a.最后兩擊的平均沉降量不大于50 mm;b.不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。

        4)施工步驟。

        a.在已平整好的場(chǎng)地上標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置并測(cè)量場(chǎng)地高程。b.起重機(jī)就位,使夯錘對(duì)中夯點(diǎn)位置。c.測(cè)量夯前錘頂高程。d.將夯錘起吊到預(yù)定的高度,待夯錘脫鉤自由下落后,放下吊鉤,測(cè)量錘頂高程。e.重復(fù)步驟d.,按設(shè)計(jì)和試夯的夯擊次數(shù)及

        控制標(biāo)準(zhǔn)完成1個(gè)點(diǎn)的夯擊。f.重復(fù)步驟b.~e.,完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊。g.換夯點(diǎn),用推土機(jī)將夯坑填平,并測(cè)量場(chǎng)地高程,停歇規(guī)定的間歇時(shí)間,待土中超靜孔隙水壓力消散。h.按上述步驟逐遍完成全部夯擊遍數(shù),測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。

        5)強(qiáng)夯質(zhì)量檢驗(yàn)。

        采用原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)方法,每300 m2一點(diǎn)。

        6)強(qiáng)夯地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

        強(qiáng)夯地基質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收應(yīng)符合表1要求。

        表1 強(qiáng)夯地基質(zhì)量檢驗(yàn)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)表

        7)安全措施。

        a.現(xiàn)場(chǎng)操作人員必須戴安全帽。b.駕駛室的擋風(fēng)玻璃及回轉(zhuǎn)大齒輪前應(yīng)設(shè)防護(hù)網(wǎng)。c.應(yīng)經(jīng)常檢查夯機(jī)的夯錘,脫鉤裝置及索具,及時(shí)維修和保養(yǎng)。d.強(qiáng)夯施工時(shí),30 m范圍內(nèi)不得有非強(qiáng)夯人員,以防夯擊時(shí)飛石傷人。e.現(xiàn)場(chǎng)要設(shè)立警示標(biāo)志。f.六級(jí)以上大風(fēng),或視線不清時(shí),不準(zhǔn)進(jìn)行強(qiáng)夯施工。

        3 實(shí)例分析

        舉例供參考:

        晉濟(jì)高速公路起點(diǎn)250 m范圍內(nèi)為長晉高速公路澤州互通棄渣場(chǎng),深度最大為16 m左右。經(jīng)過挖除傾填石方以后再填筑路基和強(qiáng)夯處理兩種方案比較,決定采用強(qiáng)夯處理方案(經(jīng)濟(jì)),考慮到局部傾填深度大,采用400 t·m強(qiáng)夯施工一遍另加一遍低錘滿夯。

        1)夯距??紤]到其強(qiáng)夯效果以影響深度為主,故間距應(yīng)適當(dāng)加大,以便夯擊能量傳遞深處。夯距太小,相鄰夯擊點(diǎn)的加固效應(yīng)將淺層處疊加而形成硬層,則將影響夯擊能向深度傳遞;另外在夯擊時(shí)上部土體易向側(cè)向已夯成的夯坑中擠出,從而造成坑壁坍塌、夯錘歪斜或傾斜,同時(shí)不利于空隙水壓力的消散。夯距按錘間凈距2 m布置。

        2)每個(gè)夯擊點(diǎn)夯擊擊數(shù)的確定,以最后兩擊平均下沉量不大于5 cm。以夯坑的豎向壓縮量最大,而夯坑周圍隆起量最小為原則,確定每點(diǎn)夯擊數(shù),但還需考慮施工的方便,不可因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。

        3)試夯時(shí)應(yīng)逐點(diǎn)逐擊觀測(cè)并記錄沉降量,當(dāng)最后兩擊沉降量小于5 cm時(shí)停擊并記錄總擊數(shù)和最后兩擊沉降量。正式夯擊時(shí),根據(jù)試夯時(shí)確定的總擊數(shù)夯擊,逐點(diǎn)觀測(cè)并記錄最后兩擊的總擊數(shù)和沉降量。

        On heavy tamping foundation and treatment of special roadbeds with dynamic consolidation

        FAN Xiao-tao

        (ShanxiJinchengRoadandBridgeConstructionCo.,Ltd,Jincheng048000,China)

        The paper illustrates the construction schemes for the solutions to the roadbed settlement, including the heavy tamping and dynamic consolidation method, introduces the principles, the selection for the equipment, the construction precautions, and quality control measures, so as to provide some ideas for the construction personnel to choose the reasonable, economic, and effective special roadbed treatment methods.

        heavy tamping, dynamic, roadbed, scheme

        1009-6825(2014)07-0158-02

        2013-12-18

        范小桃(1975- ),女,助理工程師

        TU472.31

        A

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