高速公路工程项目软土地基采用强夯法的思路探讨 廖立立

发表时间:2021/5/21   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:廖立立
[导读] 摘要:在我国交通行业的施工中,由于强夯法处理地基基础具有效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和节省材料等优点,因此越来越广泛地被应用于工民建、公路、铁路路基、机场跑道、码头等地基处理工程中,强夯法能够很好地提高地基土体的均匀性和强度,在降低土体压缩性、地基不均匀沉降方面具有显著效果,可有效改善地基土体的工程特性和力学性质。
        中国电建集团重庆工程有限公司  重庆市  400000
        摘要:在我国交通行业的施工中,由于强夯法处理地基基础具有效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和节省材料等优点,因此越来越广泛地被应用于工民建、公路、铁路路基、机场跑道、码头等地基处理工程中,强夯法能够很好地提高地基土体的均匀性和强度,在降低土体压缩性、地基不均匀沉降方面具有显著效果,可有效改善地基土体的工程特性和力学性质。同时,强夯法对不良地质问题的处理也有很多的优势,是目前公路地基加固的主要方法之一。但由于强夯法的加固机理非常复杂,目前虽在工程实践中大量应用,但对其机理的研究却较少。本文主要对高速公路工程项目软土地基采用强夯法的思路做论述,详情如下。
        关键词:高速公路;工程项目;软土地基;强夯法
        引言
        强夯法是地基处理中比较常用的技术,最初仅应用在砂土和碎石地基加固处理中,经过多年发展完善,再加上先进技术的应用,强夯法越来越科学化、现代化,应用得当既能改善软土地基的承载力,又有助于改善排水条件。将其应用在高速公路工程项目软土地基中,具有加固效果好、设备简单、施工方便、节约材料等优势。基于此,高速公路工程项目软土地基采用强夯法的思路就显得尤为必要。
        1问题的提出
        目前就强夯法处理地基基础理论研究尚不成熟,实际工作中多凭经验或参照已建工程拟定某一工程地基的强夯方案,因而造成加固方案不尽经济合理。文章通过下落锤体对地基土体的冲击理论分析,并引入已有资料验证,提出了在基础加固条件允许且具有相同的单击能量和加固影响深度的情况下,重锤由于对地基土具有更大的冲击力,加固效果优于轻锤的这一分析结论,对更经济合理地应用强夯法加固基础工程具有一定的实际意义。
        2高速公路工程项目软土地基采用强夯法的思路
        2.1强夯前施工准备
        (1)组织准备:成立项目机械管理部,明确施工任务,责任落实到人。(2)技术准备:熟悉设计文件,了解现场情况,根据勘测报告,精确夯点布控,编制施工组织计划。(3)物资准备:强夯所需机具设备按时进场,相关材料要购置充足、安全标志和标识要到位,确保施工正常运行。(4)土工试验:成立工地试验室,试验的仪器设备要满足本工程项目需要,做好路基土工试验,确定土体的最佳含水量及最大干密度。(5)场地清除:施工现场要进行全面清理,同时安排技术人员对施工场地以及周围的构筑物,如地下管线、电力、通讯线路的分布情况进行实地勘察,确保地基强夯顺利进行。
        2.2遵循强夯法加固机理
        强夯法加固地基主要是利用重锤自由下落与地基接触时产生的冲击荷载,使一定区域内的地基土体响应,从而产生相应的动力反应。由于强夯法通常处理的原状土具有非弹性性质,在受到重锤下落产生的冲击荷载作用后,在发生动力反应的区域内土体性质将会产生一定变化,土体强度提高,地基产生加固效果。强夯法作用机制可简述为:加密、固结和预加变形之间的协同作用。重锤在一定高度自由下落对地基进行夯击时,其重力势能将转化为动能,并在重锤与地基表面接触的瞬间,其中一部分的动能将会以声波形式向周围扩散,还有一部分动能将会因为重锤与地基土体的摩擦而转化为热能,剩余的大部分动能则会在地基土体中层层传递,使土体产生振荡,从而令土体压缩、挤密,孔隙中的气体被排出,重塑地基原状土组构。


        2.3沥青混合料摊铺与碾压
        (1)摊铺沥青混合料前应进行试铺,试铺段的长度应不低于200m,通过试铺确定相关的施工参数,如混合料的摊铺温度、摊铺机的作业速度、自动找平方式等;在摊铺过程中,以厚度控制标高的方法,使面层的平整度达到规定要求,并由计算机进行找平摊铺,具体做法是将摊铺机的传感器搭设在基准梁上,据此对摊铺面层的高度进行控制,使面层的厚度达到均匀一致。(2)沥青混合料摊铺完毕后,应及时进行碾压密实,为达到压实效果,可将碾压分为三个步骤,即初压、复压、终压。
        2.4加强现场清理工作
        在强夯法施工前,还要全面清理施工现场,将施工现场地表土、种植土、草根、树枝树叶、塑料、施工垃圾等全部清理干净。然后进行机芯土工试验,确定土体的最佳含水量和最大干密度,安排技术人员勘察施工现场和周围的构筑物、地下管线分布情况、水文地质条件等,按照现场条件进行有针对性的保护。为提升强夯效果,场地需用推土机进行整平处理,预压施工次数不少于两次。合理布置施工现场的临时车道,拓展道路的宽度、高度、强度,保证强夯机械设备能够顺利进场,提升施工效率。
        2.5高填方路基强夯施工注意事项
        (1)清理平整强夯施工场地。为方便强夯施工,在施工机具入场前,先用挖掘机勾除地面灌木树丛,用推土机平整场地,布设好排水沟。(2)在施工区域对夯点进行具体定位。根据强夯施工设计平面图,在实施强夯施工前用石灰或木桩标出首遍夯击点的位置,位置偏差应小于50mm,并对地面高程进行测量记录。(3)将吊机设备安装就位。强夯吊机必须满足夯锤起吊重量和提升高度的要求,在臂杆的锤钩敲击处要设有安全防护装置,防止臂杆在脱钩时后仰及锤钩回弹撞击臂杆,要采取必要措施尽量减少臂杆的振动,注意防止夯击时吊机臂杆在突然卸重时发生后倾造成安全事故。(4)进行路基的强夯施工。夯前测量锤顶高程,锤面中心对准夯点,按施工设计要求和顺序渐次进行强夯,夯沉量按施工方案要求具体掌握。强夯时,将夯锤提升到预设高度,打开脱钩装置,锤体自由下落夯击地面,吊起再下落,循环往复。如果坑底倾斜使夯锤歪斜,要平整坑底后再进行后续夯击。如果夯锤重心偏离造成底面歪斜,可以根据情况在锤的一边焊接钢板取得平衡,避免夯坑歪斜。强夯施工按规定要求夯完一个夯点后且满足设计要求后,转移至另一夯点继续施工。(5)锤击方法宜采取退着夯的施工顺序,强夯分段进行,从内到外隔行跳打。夯击时,落锤应保持平稳,夯位准确,夯击坑内有积水时应及时排除。坑底土含水量过大时,可铺砂石后再进行夯击。强夯施工作业时,应结合试夯试验参数,用水准仪测量并控制夯击深度。(6)以推土机推平夯坑,进行场地高程的测量。(7)按规定的间隔时间和要求进行多层强夯,并进行每层的高程测量,下层路基夯完后再进行上一层路基的强夯,直至完成所有路基强夯的任务。路基夯击的最后一道工序为低能量满夯,夯打路基的表层松土使之密实。
        结语
        总之,强夯法具有使用机械设备简单,击实效果好,施工中一般不需要铺撒细粒料,施工速度快,成本低廉,易于操作,并能有效提高路基的承载力及稳定性等诸多优势,因而被广泛应用于道路路基的施工。通过对道路基底的强夯施工,可以加快地基固结速度,缩短地基固结时间,有效控制地基沉降,保证了路基的持久稳定性。实践表明,采取强夯法处理技术,有效确保了高填方路基的强度,对延长道路的使用寿命发挥了积极作用,尤其在山区道路高填方路基的处理中,强夯法的确是一种快捷、经济、实用的施工方法。在高填方路基强夯施工中,相关施工技术人员务须熟悉强夯法的加固机理,重视相关工艺技术参数的确定,并严格按地基基础的质量验收规范进行检测,以取得预期的地基处理效果,从而为山区道路建设做出应有贡献。
        参考文献:
        [1]梁海涛.强夯法在软土地基处理中的应用探讨[J].山西建筑,2018,044(024):51-53.
        [2]刘慧.强夯法在公路软土地基处理中的应用[J].工程建设与设计,2019,406(08):90-91.
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