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強(qiáng)夯法在石方路基填筑中的應(yīng)用論文
摘要：文章就離軍高速公路路段路基的施工，闡述了路基填筑的施工工藝、質(zhì)量要求及施工質(zhì)量檢測(cè)，分析了路基強(qiáng)夯處理后的效果。
關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯法；路基填筑；應(yīng)用
離軍高速公路K7+380～K7+500段填方路基位于三川河河道右側(cè)，屬河灘路段，常年受河水沖刷，為提高路堤的整體穩(wěn)定性，施工時(shí)采用了石方填筑(該段路基位于上白霜隧道出口，石渣填料豐富)。在路基填筑施工中，每填高4m進(jìn)行一次強(qiáng)夯處理，從而大大提高了路基的承載力和穩(wěn)定性，有效避免了路基工后沉降。
強(qiáng)夯法又叫動(dòng)力固結(jié)法，是用起重機(jī)械吊起夯錘后從高處自由下落，給填料以強(qiáng)大的沖擊力和振動(dòng)能量，使疏松的填料強(qiáng)制壓縮致密，從而提高地基強(qiáng)度和穩(wěn)定性，是減小變形量的一種施工方法。強(qiáng)夯法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、功效高、工期短及成本低的特點(diǎn)。高填方路基用中等能量的夯擊能(1500kN·m～3000kN·m)分層夯實(shí)，能大幅度提高地基的強(qiáng)度、均勻性和穩(wěn)定性，有效減小地基的沉降變形，能夠滿(mǎn)足高等級(jí)公路及廠房建地基的建設(shè)要求。另外，強(qiáng)夯法也是處理濕陷性黃土等不良地質(zhì)路段的一種非常有效的方法。
1 施工工藝
1.1 施工機(jī)具設(shè)備
(1)履帶式強(qiáng)夯機(jī)。鑄鐵圓臺(tái)形夯錘，錘底直徑1.8m,錘重15t；夯錘的底部均勻等間距設(shè)置4個(gè)直徑150mm上下貫通的通氣孔，以減少夯擊時(shí)夯錘著地瞬間空氣對(duì)夯錘的向上托力和起吊時(shí)地面對(duì)夯錘的吸附力。提升設(shè)備的最大提升高度為20m，并配有自動(dòng)脫鉤裝置。
(2)其他設(shè)備。裝載機(jī)、自卸汽車(chē)、推土機(jī)、壓路機(jī)等拉運(yùn)及攤平碾壓設(shè)備。
1.2 技術(shù)參數(shù)
(1)單點(diǎn)夯擊能。根據(jù)設(shè)計(jì)加固深度4m，確定單擊夯擊能為2000kN·m。
(2)夯點(diǎn)間距及夯擊遍數(shù)先點(diǎn)行兩遍，后滿(mǎn)夯一遍：第一遍2.5倍錘徑梅花型布置，單點(diǎn)夯擊次數(shù)不小于8擊；第二遍夯擊點(diǎn)位于第一遍夯擊點(diǎn)之間，夯擊次數(shù)不小于8擊；點(diǎn)夯最后兩擊的沉降量要求小于5cm；第三遍滿(mǎn)夯夯平，每點(diǎn)夯擊3次，夯痕搭接1／4夯錘直徑。
(3)填料粒徑。按填料最大粒徑小于夯錘直徑的1／3控制填料粒徑。
(4)夯層厚度。根據(jù)選用的夯擊能、夯點(diǎn)間距及夯擊遍數(shù)，確定每填筑4m強(qiáng)夯一次。
強(qiáng)夯施工的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)須通過(guò)試驗(yàn)段施工(試夯)來(lái)檢核修正。
1.3 工藝流程
試夯確定技術(shù)參數(shù)－平整場(chǎng)地－夯點(diǎn)放樣－強(qiáng)夯機(jī)就位對(duì)點(diǎn)夯擊－夯擊完后整平場(chǎng)地－第二遍點(diǎn)夯－第三遍滿(mǎn)夯－整平場(chǎng)地－檢測(cè)設(shè)計(jì)指標(biāo)。
1.4 施工要點(diǎn)
(1)單點(diǎn)試夯，確定單點(diǎn)最佳夯擊能、最佳夯擊次數(shù)、有效影響范圍和深度，描繪夯擊次數(shù)與夯沉量的關(guān)系曲線、夯擊次數(shù)與累計(jì)夯沉量百分比關(guān)系曲線、夯坑及夯坑周?chē)乇碜冃闻c夯擊次數(shù)的關(guān)系曲線，檢測(cè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量指標(biāo)，修正施工技術(shù)參數(shù)，指導(dǎo)施工。
(2)夯擊前，用推土機(jī)將層面推平，場(chǎng)地平整度要求小于10cm。
(3)用全站儀放樣布點(diǎn)，并用石灰畫(huà)出夯點(diǎn)。
(4)強(qiáng)夯機(jī)就位，按試夯確定的夯擊次數(shù)進(jìn)行單點(diǎn)夯擊，單點(diǎn)夯擊按由內(nèi)而外隔行跳打的順序。用水準(zhǔn)儀測(cè)量最后兩擊的夯錘頂面高差，最后兩擊的沉降差小于5cm后移位至下一夯點(diǎn)夯擊直至完成所有夯擊點(diǎn)。夯機(jī)撤出場(chǎng)外，用推土機(jī)推平松散填料。
(5)用全站儀在第一遍夯點(diǎn)間放出第二遍的夯擊點(diǎn)，重復(fù)第4條。推土機(jī)推平夯坑邊松散填料，用級(jí)配填料補(bǔ)平夯坑。低擊能單點(diǎn)滿(mǎn)夯一遍，單擊次數(shù)1-3次，完成本次強(qiáng)夯施工。
(6)夯完一層后，檢測(cè)路基中線和標(biāo)高，做好各項(xiàng)施工記錄。
(7)檢測(cè)路基承載力和變形量等指標(biāo)。
1.5 施工注意事項(xiàng)
(1)強(qiáng)夯施工是路基填筑后的加固補(bǔ)強(qiáng)措施，不能代替路基填筑時(shí)的壓實(shí)施工。
(2)強(qiáng)夯法施工時(shí)，試夯是一項(xiàng)必不可少的工作，它是確定正式施工技術(shù)參數(shù)的重要環(huán)節(jié)。
(3)單點(diǎn)夯擊時(shí)，檢測(cè)前后兩擊的沉降差時(shí)要測(cè)量夯錘的頂面高差而不是夯坑高差。
(4)強(qiáng)夯作業(yè)時(shí)，夯位要準(zhǔn)確，落錘要平穩(wěn)，夯擊中如發(fā)生坑底傾斜，要用碎石補(bǔ)平后再進(jìn)行夯擊，夯點(diǎn)偏位過(guò)大的應(yīng)糾正補(bǔ)夯。
(5)嚴(yán)格控制單位面積夯擊能(即夯擊能與夯錘底面積之比)，單位面積夯擊能不能過(guò)小，過(guò)小則加固效果不好，但也不宜過(guò)大。一般單位面積夯擊能取300kN·m／m2～500kN·m／m2。
(6)強(qiáng)夯施工時(shí)，如果填料是土則完成第一遍夯擊后間隔一段時(shí)間后(間隔時(shí)間根據(jù)試驗(yàn)確定，根據(jù)土的性質(zhì)及含水量的不同一般取4-10天)，再進(jìn)行第二遍、第三遍的夯擊。
(7)強(qiáng)夯作業(yè)的施工現(xiàn)場(chǎng)如果對(duì)周?chē)用竦姆课菁捌渌O(shè)施較近時(shí)應(yīng)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，必要時(shí)應(yīng)采取隔振或防振措施。挖減振溝是減小強(qiáng)夯對(duì)周邊振動(dòng)的有效措施。
(8)施工現(xiàn)場(chǎng)要由專(zhuān)業(yè)人員指揮，指揮信號(hào)要明確，司機(jī)應(yīng)按指揮信號(hào)進(jìn)行操作。
(9)夯錘下及起重臂下嚴(yán)禁站人，現(xiàn)場(chǎng)工作人員必須佩戴安全帽，并要離夯點(diǎn)6m以外，以防飛石傷人。
(10)經(jīng)常檢查夯錘、自動(dòng)脫鉤裝置及起重索具等是否完好，能否正常工作。
(11)夯錘起重時(shí)不可一次猛起，錘底離地后待機(jī)下人員離開(kāi)夯錘后再繼續(xù)提升。
2 質(zhì)量要求及施工質(zhì)量檢測(cè)
2.1 質(zhì)量要求
強(qiáng)夯加固后的基本要求是地基(路基)達(dá)到穩(wěn)定、均勻和密實(shí)。
(1)地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值R≥700kPa。
(2)變形指標(biāo)：加固后地基(路基)頂面的綜合回彈模量應(yīng)不大于150MPa；加固后的路基經(jīng)過(guò)一個(gè)雨季后總沉降量小于4cm。
2.2 施工質(zhì)量檢測(cè)
根據(jù)填料情況和設(shè)計(jì)目標(biāo)，可選用不同方法檢測(cè)地基的密實(shí)度、變形量和承載力。
(1)密度檢測(cè)：采用灌水法測(cè)定大塊石填料的單位體積重量，計(jì)算地基的密度，評(píng)價(jià)填筑路基的密實(shí)程度。
(2)回彈模量檢測(cè)：通過(guò)測(cè)定地基在反復(fù)荷載作用下，壓力和回彈變形之間的關(guān)系，并根據(jù)施加的壓力和對(duì)應(yīng)的回彈模量，計(jì)算地基的回彈模量。
(3)靜力載荷試驗(yàn)：通過(guò)測(cè)定地基在靜壓力作用下，壓力與變形、變形與時(shí)間的關(guān)系，根據(jù)施工的荷載和對(duì)應(yīng)的變形值，計(jì)算地基的變形模量。
3 效果分析
本段路基經(jīng)強(qiáng)夯處理后，通過(guò)地基回彈模量檢測(cè)和載荷試驗(yàn)檢測(cè)的數(shù)據(jù)分析，地基承載力得到了大幅的提高，地基的壓縮模量得到了較大的改善，并且大大加快了施工速度�，F(xiàn)離軍高速已運(yùn)營(yíng)兩年，該段路基整體穩(wěn)定性良好，路面無(wú)開(kāi)裂下沉現(xiàn)象。
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