平定高速公路路基強(qiáng)夯施工工藝

1、公 路 路 基 強(qiáng) 夯 施 工 工 藝熊亞力 摘要：本文結(jié)合平定高速公路k128+700k136+298.442段高填路基基底強(qiáng)夯施工的工程實踐，對強(qiáng)夯施工的方法、工藝過程、檢測方法及施工效果進(jìn)行了介紹，供類似工程施工參考。關(guān)鍵詞： 公路 路基 強(qiáng)夯施工工藝1 前言 強(qiáng)夯法又稱動力固結(jié)法，是用重型機(jī)械將840t夯錘起吊到625米高后，自由落下給地基以強(qiáng)大的沖擊能量的夯擊，500knm以上的夯擊能使土中出現(xiàn)沖擊波和沖擊應(yīng)力，迫使土體孔隙壓縮，在夯擊點周圍產(chǎn)生列隙，土體氣體逸出，使土粒重新排列，經(jīng)時效壓密達(dá)到固結(jié)，從而提高地基承載力。強(qiáng)夯施工是一種較新型、最經(jīng)濟(jì)的深層地基處理方法之一，具有施工靈活

2、簡便、節(jié)省勞力、節(jié)約材料、設(shè)備簡單、處理效果可靠的特點。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土、素填土等地基，能提高地基的承載力。2 強(qiáng)夯加固機(jī)理 夯錘在一定高度下落后，在極短時間內(nèi)對地基土體施加一個巨大的沖擊能，使得土體發(fā)生一系列物理變化，如土體結(jié)構(gòu)的破壞或液化、排水固結(jié)壓密及觸變恢復(fù)等。其作用結(jié)果使一定范圍內(nèi)地基強(qiáng)度提高，孔隙擠密并消除濕陷性從而加固地基。3 工程概況平定高速公路ld6合同段起點樁號為k128+700終點樁號k136+298.442。全段部分路段路基屬于高填高挖路段。根據(jù)設(shè)計要求，為保證高路堤的壓實度，防止和減少高填路堤固結(jié)壓縮沉降，對高填高

3、挖路段進(jìn)行特殊處理。其中對沿線不良地質(zhì)段路基基底進(jìn)行強(qiáng)夯處理，通過強(qiáng)夯來加固路基，確保路基有足夠的穩(wěn)定性。4 強(qiáng)夯設(shè)計參數(shù) 要求加固深度（m）夯擊遍數(shù)（遍）夯點布置形式夯點間距（m）單點夯擊能（knm）夯擊次數(shù)（次）最佳夯擊能（knm）滿佳夯擊能（knm）滿夯夯擊次數(shù)（次）51正方形或菱形51500101500010003注：強(qiáng)夯參數(shù)必須在施工時通過試夯調(diào)整確定5 強(qiáng)夯施工工藝5.1 施工準(zhǔn)備及施工設(shè)備5.1.1根據(jù)路基強(qiáng)夯設(shè)計技術(shù)參數(shù)確定夯機(jī)技術(shù)參數(shù)（1）單點夯擊能確定單點夯擊能等于錘重乘以落距。結(jié)合本地機(jī)械起吊能力和強(qiáng)夯機(jī)械設(shè)備情況，我們選取強(qiáng)夯機(jī)夯錘重量為100kn，設(shè)計要求單點夯擊能為

4、1500knm，計算確定夯錘落距不得小于15m。夯機(jī)具體規(guī)格型號參數(shù)如下： 夯機(jī)型號：w1001 生產(chǎn)廠家：撫順挖掘機(jī)夯錘重100kn 夯錘材料:鋼板外殼內(nèi)填混凝土夯錘底面形式：圓形夯錘直徑2.45m 夯錘底面積：4.71m2。起落高度：15m22m（如圖1）圖1 w1001強(qiáng)夯機(jī)強(qiáng)夯（2）有效加固深度確定：對于強(qiáng)夯加固深度，我國一直沿用menard提出的強(qiáng)夯加固影響深度公式，即：d=wh/10式中：d加固影響深度（m） w錘重（kn） h落距（m）小于1的修正系數(shù)，其值一般在0.250.85之間。實踐中需要根據(jù)所處理地基土的性質(zhì)及所處理的地基土各層具體情況確定。但menard的公式對影響深度

5、沒有嚴(yán)格的定義，公式中也沒有全面考慮其他因素，如各土層的厚度和埋藏順序、地下水位及其他強(qiáng)夯設(shè)計參數(shù)，因此實際中不好掌握，計算結(jié)果與實際差別較大。因此，我們選用濕陷性黃土加固深度經(jīng)驗計算公式：h=s+2d（s為夯坑深度，d為錘的直徑）計算加固深度。（3）最佳夯擊能強(qiáng)夯時，空氣被排出，土體壓縮，空隙水壓上升，由于孔隙水消散需要時間，故強(qiáng)夯時引起的孔隙水壓可疊加。理論上最佳夯擊能是有效影響深度底層孔隙水疊加至上覆土壓力時的累積夯擊能，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試孔壓確定，但因現(xiàn)場缺乏測量孔壓的設(shè)備，本工程采用以下方法確定最佳夯擊能：記錄試夯時坑內(nèi)土體豎向壓縮量和夯擊次數(shù)，當(dāng)每擊量出現(xiàn)由大小大的拐點時，此時的最大夯擊

6、量最佳夯擊能。5.1.3清理平整施工場地。要求場地清理徹底，清理場地后無雜草、樹根及種植土，用推土機(jī)對場地進(jìn)行平整后再用壓路機(jī)進(jìn)行初壓。5.2 強(qiáng)夯施工工藝流程（詳見圖1）圖1 強(qiáng)夯施工工藝流程圖5.2.2測量放線、定位5.2.2.1測量定位：用全站儀準(zhǔn)確定出強(qiáng)夯路段各里程點中樁及其邊樁位置，根據(jù)線路中、邊樁，用鋼尺定出第一、二點夯點位置，并用白灰標(biāo)記出各個夯擊點中心位置。將2點位置用木樁引出施工區(qū)域，以備在1點夯擊完成后及時恢復(fù)。同時用水準(zhǔn)儀測量平整后中、邊樁地面高程，詳細(xì)記錄，為施工控制做好準(zhǔn)備。5.2.2.2布點：根據(jù)設(shè)計圖紙要求，夯點布置形式采用正方形或菱形（填挖交界線與路基中心線基本

7、垂直時，采用正方形；填挖交界線與路基中心線基本斜交角度大于20時，采用菱形布置）（詳見圖2）。布點完成后確定第一遍夯擊點位置并用水準(zhǔn)儀測量各個夯擊點中心點高程，詳細(xì)記錄。 圖2 夯點位置布置圖5.2.2.3試夯點位選擇：在所布置的夯擊點上選擇10點位作為試夯點。試夯時采用不同高度的夯錘落距及不同的夯擊次數(shù)進(jìn)行夯擊試驗，確定強(qiáng)夯最佳的夯擊高度和夯擊次數(shù)。5.2.3夯機(jī)就位：根據(jù)確定的試夯點將強(qiáng)夯機(jī)就位。5.2.4試夯： 我們根據(jù)現(xiàn)場情況，將強(qiáng)夯試驗段設(shè)置在路基左側(cè)，里程為lk129+300lk129+380，長度80米，平均寬度42.5米.試夯點選擇測量放樣，將所有夯擊點用白灰標(biāo)出并測量各夯點標(biāo)

8、高。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，選擇305-8、305-6、305-4、305-2、300-1、300-3、300-5、300-7、310-7、310-5十個點作為試夯點。（詳見圖3）圖3 試夯點不止示意圖試夯點施工強(qiáng)夯機(jī)夯錘重量選用100kn，落距15m16m，夯錘直徑為2.45 m，夯錘底面積為4.714m2。（1）夯點305-8施工夯錘落距選為15m時，計算單點夯擊能為100 kn15 m =1500knm，滿足設(shè)計圖紙要求。夯擊次數(shù)達(dá)到12次后，根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算最后兩錘平均下沉量，=（0.925-0.891）/2=0.0175.0 m，滿足設(shè)計圖紙加固深度不小于5.0 m要求。 （2）夯點300

9、-7施工夯錘落距選為15.5m時，計算單點夯擊能為100 kn15.5 m =1550knm，滿足設(shè)計圖紙要求。夯擊次數(shù)達(dá)到10次后，根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算最后兩錘平均下沉量，=（1.132-1.095）/2=0.01855.0 m，滿足設(shè)計圖紙加固深度不小于5.0 m要求。 （3）夯點300-3施工夯錘落距選為16m時，計算單點夯擊能為100 kn16 m =1600knm，滿足設(shè)計圖紙要求。夯擊次數(shù)達(dá)到9次后，根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算最后兩錘平均下沉量，=（1.29-1.253）/2=0.01855.0 m，滿足設(shè)計圖紙加固深度不小于5.0 m要求。 （4）其余試夯點施工305-6夯擊11次時=（1.2

10、01-1.174）/2=0.01355.0 m 滿足設(shè)計要求。305-4夯擊11次時=（1.251-1.219）/2=0.0165.0 m 滿足設(shè)計要求。305-2夯擊13次時=（1.12-1.084）/2=0.0185.0 m 滿足設(shè)計要求。300-1夯擊12次時=（0.724-0.695）/2=0.01455.0 m 滿足設(shè)計要求。300-5夯擊11次時=（0.954-0.922）/2=0.0165.0 m 滿足設(shè)計要求。310-7夯擊11次時=（0.872-0.845）/2=0.01355.0 m 滿足設(shè)計要求。310-5夯擊11次時=（0.786-0.751）/2=0.01755.0

11、m 滿足設(shè)計要求。4.2.5施工工藝參數(shù)確定通過試夯點施工，根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，比較各點施工參數(shù),確定本工程強(qiáng)夯施工參數(shù)如下：（1）布點方法：菱形布點；（2）夯錘高度:15.5m；（3）夯擊次數(shù): 10次；（4）夯擊遍數(shù): 點夯1遍 ，滿夯3次；（5）單擊夯擊能: 根據(jù)試夯結(jié)果選1550knm。4.2.6 強(qiáng)夯施工技術(shù)參數(shù)確定后開始第一點夯擊點全面施工，對每一點夯擊做好詳細(xì)的數(shù)據(jù)記錄和檢測數(shù)據(jù)。4.2.7 在1點夯擊施工完成后，推土機(jī)將夯坑整推平整，準(zhǔn)確放出2點夯擊位置。4.2.8 2點施工：在1點夯擊結(jié)束，根據(jù)引出施工區(qū)域的2點護(hù)樁，用鋼尺恢復(fù)2點夯擊點位，重復(fù)1點施工程序進(jìn)行2點施工。4.2

12、.9 滿夯： 在2點夯擊結(jié)束，用推土機(jī)推平場地，重新布置夯擊點位，夯點以梅花狀排布，采用1000knm低能量進(jìn)行滿夯，要求每夯點夯擊三次，夯跡間以1/4d搭接（詳見圖4），夯擊完成后測量場地高程并記錄。圖4 滿夯夯痕壓疊圖根據(jù)滿夯前斷面測量數(shù)據(jù)及滿夯后斷面測量數(shù)據(jù)的差值平均數(shù)計算出滿夯后施工區(qū)域平均下沉量為：2.30cm 5 強(qiáng)夯施工檢測5.1檢測方法及頻率 檢測方法采用土工試驗、回彈模量（承載板法）、壓實度（灌砂法）進(jìn)行了檢測檢驗頻率按jtj071-98公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)及jgj79-91建筑地基處理技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，檢驗深度為設(shè)計加固深度5.0m。5.2采用承載板法檢測土基回彈模量，檢測

13、位置為lk129+310（中），經(jīng)檢測該點回彈模量為115.2mpa。5.3采用灌砂法檢測路基壓實度，檢測位置及結(jié)果：(1)lk129+310（中），距承載板1.5米的路基頂面，壓實度為92.3%；(2)lk129+310左50米，lk129+340左35米，lk129+370左40米，測試位置距路基頂面以下1.0米，三點檢測平均壓實度為94.1%；(3)lk129+310左50米，lk129+340左35米，lk129+370左40米，測試位置距路基頂面以下2.0米，三點檢測平均壓實度為94.0%。5.4 強(qiáng)夯完成后物理力學(xué)性質(zhì)檢測結(jié)果:編號取土深度（m）干密度（g/cm3）含水量(w%)孔

14、隙比（cn）液限（）塑限（）塑性指數(shù)(ip)液限指數(shù)(il)濕陷性系數(shù)(s)承載力(kpa)lk129+310-121.6011.30.61633.919.014.90.110.002290lk129+310-231.5812.10.63734.218.915.30.100.002285lk129+310-351.5810.40.63934.519.115.40.090.003280試驗結(jié)果顯示，施工達(dá)到了良好的效果。7 施工注意事項 7.2 強(qiáng)夯施工前，應(yīng)查明場地內(nèi)范圍的各種地下管線的位置或高壓線的位置等，并采取必要的措施，以免因強(qiáng)夯施工而造成破壞或發(fā)生安全事故。7.1 強(qiáng)夯施工采用帶自動脫鉤裝置的履帶式起重機(jī)，在臂桿端部設(shè)置輔助門架，或采取其他安全措施，防止落錘時機(jī)架傾覆。7.3 強(qiáng)夯施工產(chǎn)生的震動較大，對周圍建筑物和居民將造成一定的影響，對距離強(qiáng)夯施工現(xiàn)場小于40m的建筑物要挖11.5m的減震溝。7.4 夯錘上應(yīng)設(shè)置通氣孔，如遇堵塞時，應(yīng)立即開通；夯時因有土塊、石子飛出，現(xiàn)場人員必須帶安全帽，超重臂下嚴(yán)禁站人。7.5 施工中的噪音擾民最好采取白天施工，錯開午