摘? 要:我國西北地區(qū)黃土地質范圍廣泛,應用濕陷性黃土地基處理技術能夠強化地基結構的穩(wěn)定性?;诖?,本文就強夯法技術原理及應用優(yōu)勢進行了分析,并結合某工程案例探討了濕陷性黃土地基強夯技術的應用方法。
關鍵詞:強夯法;濕陷性黃土地基處理;實際應用
中圖分類號:TU472? ? ?文獻標識碼:A? ? 文章編號:2096-6903(2020)11-0000-000
0引言
強夯法是一種利用夯擊強化土層密實性的地基處理技術,黃土地基相對軟弱、含水量較大,采用強夯法技術能夠擠壓掉多余水分,提升地基穩(wěn)定性,從而為高速公路上層路基提供強有力支撐。在具體工程項目建設中科學應用強夯技術,必須提高地基處理方案設計的科學性,同時進一步優(yōu)化施工技術。
1強夯法施工機理
強夯法的前身是重錘夯實法,但兩者的加固機理有非常大的差異。強夯法作為新型地基處理方法,能夠很好的提升軟弱地基承載力,對施工的幫助更大。強夯法需要選取重錘,使其從一定高度自由下落,從而達到夯實目的,提高地基穩(wěn)定性。這種方法還有一個名字,是動力固結法。一般來說,施工選取的重錘在10~20t區(qū)間,選取的高度在10~40m區(qū)間,但針對不同的公路和不同的地基情況要具體分析,從而設計合適的重量和高度,使強夯法造成的沖擊滿足施工需求,完成土層夯實的工作。強夯法應用范圍比較廣,其主要應用在非飽和粘性土和雜填土地基中。比如一些高速公路的施工地點是非飽和粘性土地基,那么就需要通過連續(xù)夯擊的方法提升其穩(wěn)定性。如在施工現(xiàn)場,工作人員需要從實際情況出發(fā),做好深度和次數(shù)的設計,使地基達到預定設計要求[1]。
2強夯法處理濕陷性黃土地基的優(yōu)越性
(1)地基處理方法有很多,比如灰土擠密樁等等。與之相比強夯法的適用性更好,如針對一些土質情況不穩(wěn)定、結構不均勻的地基,可以達到很好的效果。強夯法應用的安全性非常高,整個施工過程可靠且具有一定的經(jīng)濟性。在處理濕陷性黃土等地基的時候擁有得天獨厚的優(yōu)勢,能很好地加快施工進度,提升整體工作效率。
(2)針對一些較長段落的路基,施工單位也可以通過強夯法來讓地基規(guī)格和各項數(shù)據(jù)更加統(tǒng)一,從而節(jié)約成本。使用強夯法統(tǒng)一施工,可以最大程度避免不同施工方法給不同區(qū)域造成的負面影響,能夠提高施工效率、節(jié)約成本。如在西北地區(qū)公路路基處理工程中,強夯法已經(jīng)得到了廣泛的試驗和應用。
(3)強夯法會產(chǎn)生一定振波,但這種振波不會影響其他建筑,可以最大程度提升施工地基的穩(wěn)定性,同時保護周邊建筑。只要施工地點距離附近建筑有50米的距離,那么周邊建筑感受不到強夯法帶來的噪音。再加上一些封閉性良好的墻體來增加建筑隔音性,強夯法的噪聲影響幾乎是可以忽略不計的。
(4)有的路基所在區(qū)域有較多的持力層粉質粘土。強夯法可以讓地基擁有更強的穩(wěn)定性,使地基達到施工需要的要求。工作人員可以從實際情況著手,做好人工打孔,選擇適當體積的灰土柱來進行科學調整。設置鉆孔的具體位置,通過準確計算來做好強夯法的設計,從而達到地基修建的預期效果[2]。
3濕陷性黃土地基處理中的強夯法工藝應用案例分析
3.1工程概況
本項目地處隴東黃土高原地區(qū),特殊地質主要為濕陷性黃土,黃土自重濕陷量△ZS為73.4~534.84mm之間,均為Ⅱ-Ⅳ級自重型濕陷性黃土,實際表現(xiàn)出來的工程特性有以下六點[3]:
(1)整體比較弱。
(2)含水量比較少,常常處于半固態(tài)甚至硬塑狀態(tài)。
(3)孔隙多,且孔隙大,壓實程度低。
(4)抗水性弱,一旦失水就會出現(xiàn)非常明顯的收縮,而一旦遇水,又會出現(xiàn)非常明顯的塌陷,整體的膨脹量非常小,容易崩解。
(5)壓縮性為中等,強度較高,抗剪強度較高。
(6)透水性強,而且呈現(xiàn)出明顯的各向異性。
以上特性綜合起來形成了基礎特性,非常容易出現(xiàn)地質上的缺陷和危害。要在該地區(qū)進行公路建設,必須通過各種加固方法來消除隱患、解決各類問題。基于此,本項目對濕陷性黃土路段地基均進行了處理,避免黃土濕陷危及路基穩(wěn)定。
3.2強夯法施工步驟
(1)正式開始施工之前,施工人員一定要先做好表面的清理工作,使用專門的工具讓施工表面盡可能平整,清理掉異物,碾壓松散的土壤。由于不同的工程涉及的現(xiàn)場狀況不一樣,工作人員要從實際應用著手做好施工便道的設置,保證施工中工作人員能順利進出,運輸車可以順利出入。設計者要考慮排水系統(tǒng)與施工現(xiàn)場的有效結合,如果遇到下雨天,必須保證施工現(xiàn)場的雨水能夠及時順利的排出,且不會出現(xiàn)積水。而施工中使用到的施工用水,也要及時排除出去,不要影響后續(xù)施工進程[4]。
(2)在施工之前,工作人員要確定強夯參數(shù),結合項目現(xiàn)場以及設計要求選擇特定的區(qū)域進行測試,保證強夯工藝性使其與現(xiàn)場施工可以很好的結合在一起。在正式開始施工之前,要做好測試,并通過各種方法來對比數(shù)據(jù),及時的檢驗強夯效果。工作人員可以從具體情況出發(fā),確定工藝參數(shù),保證后續(xù)的強夯流程能達到設計效果。
(3)標注夯點位置。找出強夯不會影響的地方來確定水準基點,同時進行測量放線、設置軸線和邊線等工作。
(4)夯點布置及間距:夯點按正方形插檔布置,夯點間距 3m(見布置圖1),夯擊遍數(shù)采用兩遍加滿夯一遍,每一遍完成全部夯點的夯擊后,平整場地進行下一遍夯擊。在場地全部夯擊后,以低能量滿夯一遍,滿夯的夯印彼此搭接 1/4。
3.3濕陷性黃土地基施工技術要點
隨著社會的發(fā)展、經(jīng)濟的提升,人們對各類交通設施的需求量越來越大。我國地大物博,不同區(qū)域的地質條件不一樣,高速公里建設也存在著巨大的差異,要讓工程質量得到保障,相關從業(yè)者必須考慮不良地質的實際應用狀況,尤其是一些濕陷性黃土地質,如果不注意設計和施工問題,非常容易出現(xiàn)基礎沉降等問題。使用強夯法能夠最大可能的保持地基的穩(wěn)定性,減少基礎沉降,從而達到提升施工質量的目的,并讓工程壽命得到延長,為高速公里工程的施工以及后續(xù)使用奠定基礎。濕陷性黃土地基的特點有很多,施工單位和工作人員必須要掌握陷性黃土地基的施工特點,保證施工順利進行,讓施工質量維持在穩(wěn)定水平上[5]。
(1)試夯段布設。選擇300m2的區(qū)域進行試驗,開展試夯工作。工作人員要在相對平整的地基上放置各類設備,保證各類機械設備穩(wěn)定正常運轉。工作人員要有規(guī)劃的開展工作,從各個層面出發(fā),保證試驗點焊過程能夠反映真實狀況。施工單位要指派專門的工作人員來負責指揮試夯工作。初始距離一般來說是10m,工作人員必須提前做好警示標志,不要出現(xiàn)安全事故。工作人員要觀察錘下落的角度,如果有傾斜情況,必須及時調整,等夯錘恢復正常后再進行下一步的夯擊。工作人員要做好夯擊的記錄工作,每一次夯擊都要盡可能詳細。一般來說當沉降在5cm內的時候就可以停止夯擊。工作人員要做次數(shù)記錄。做好試夯試驗后,對地基進行間隔取樣,并試驗觀察夯擊的效果,研究密度、壓縮系數(shù)等指標,做測試并進行結果評定,觀察效果是否達到預期要求。如果效果和預期不符,那就需要調整夯擊的各項參數(shù),再次實驗調整,直到夯擊效果達到預期要求才算通過試夯,并在正式夯擊中使用試夯里面的各項參數(shù),如規(guī)定的地基強夯法中的技術指標如夯實頻率等[6]。
(2)夯擊點設置及機械就位。設置夯點間距,根據(jù)設計要求合理布置,并做好記錄。工作人員應該用白灰編號測量標高,做好標示。使用到的設備要及時就位。工作人員必須了解夯擊步驟,調整位置和細節(jié),保證夯錘和夯點能夠完全對應起來,不出現(xiàn)偏差。
(3)夯擊施工。施工時,要先來兩次點夯。當沉降和設計要求相符合后,再做滿夯的工作。如果有不符合預計情況的結果出現(xiàn),就要增加夯擊次數(shù),讓夯擊效果達到施工要求。工作人員要注意夯擊數(shù)據(jù)。無論高度還是錘頂高程等等,都一定要設置到設計位置,并進行確認。開始夯擊后,工作人員要注意及時提起夯錘,不要讓夯錘在地面停留過多的時間,如此循環(huán)反復直到次數(shù)達到要求,效果達到預期標準。(4)機械移位。夯錘的轉移需要輔助運作,所以機械位移的過程要控制好。
(5)夯坑平整及滿夯施工。夯擊結束后,工作人員要做好平整工作,然后及時開展?jié)M夯施工。用到的夯錘直徑要控制在標準范圍內,重量一般在10~20t。夯擊能力、面積、寬度必須從實際情況出發(fā),做好細節(jié)的規(guī)定和優(yōu)化,保證施工質量。一旦遇到部分不良位置,就要及時控制,保證施工正常推進。
(6)施工檢測。為了更好的開展工作,施工人員要做好檢測工作,及時記錄詳細的數(shù)據(jù),觀察強夯結果,保證其滿足預期要求。
3.4強夯法處理濕陷性黃土地基的注意事項
首先,一定要確定次數(shù)等各項參數(shù),在夯擊時要時時觀察地面的夯擊狀況,保證夯擊效果滿足實際應用需求。如果夯擊時周圍出現(xiàn)隆起,那就說明有需要調整的地方,技術人員要立刻找出問題所在,及時解決。其次,地面有可能會因為水量過多等原因影響夯擊效果,這時可以鋪上一定厚度的碎石輔助夯擊。第三,一般來說強夯法不能用在冬天土體受凍的情況下,那時強夯法的應用受限非常嚴重。最后,施工單位和企業(yè)一定要重視安全防護問題,保證員工的人身財產(chǎn)安全,讓施工過程更加順利,也讓工程使用安全性得到提升。
4結語
綜上所述,公路工程施工中可以用強夯法來提升地基的強度和密度、改善濕陷性土地的實際應用狀況。合理運用好強夯法,能夠為工程的后續(xù)推進奠定堅實基礎。相關單位要重視強夯法的具體應用效果,從實際情況出發(fā)保證其安全穩(wěn)定性,同時為行業(yè)的發(fā)展做出貢獻。
參考文獻
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[6]李博,張遠芳.強夯法在新疆某長距離干渠濕陷性黃土地基處理中的應用[J].山西建筑,2019,45(11):70-71.
收稿日期:2020-10-11
作者簡介:丁云鶴(1990—),男,安徽蚌埠人,本科,工程師,研究方向:復雜地質路基施工。