1、浅谈强夯法在公路软土地基处理中的应用【摘 要】目前处理可软弱地基的方法主要有强夯振冲碎石桩、砂桩等,而强夯法具有设备简单、施工便捷、适应范围广、节省材料、降低投资、工期短等优点,已被实践证明是一种较好的、行之有效的地基处理方法,本文对强夯法处理软土路基进行了探讨。 【关键词】公路工程;软土地基;软土处理;强夯法 一、强夯原理及适用范围 公路软土地基的孔隙比较大,含水量较高,承载力较低,在外部荷载特别是长期荷载作用下,土的沉降变形较大,极易破坏其上路基的稳定性并影响行车质量。强夯原理在于通过重物夯击对软土施以强大的外部作用力,减小土的孔隙比,排除孔隙水,降低含水量;软土在排水固结后结构得到改善,
2、承载力提高,承受外界荷载时土的沉降量较小,从而提高路基的稳定性。强夯适用于含水量较高的粘性土、湿陷性黄土地基施工,此外还可用于碎石、砂土及人工填筑地基施工。 二、确定施工参数 机械设备的确定。强夯施工采用 30t 以上带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。采用履带式起重机时,在臂杆端部设置辅助门架或采取其他安全措施,防止落锤时机架倾覆。夯锤锤重及夯锤底面面积根据设计文件要求的单击夯击能确定。夯锤底面采用圆形,夯锤中对称设置若干个上下贯通的气孔。自动脱钩采用开钩法或用付卷筒开钩。夯锤落距确定。锤重按下式初步确定:影响深度=系数(锤重落距)1/2,落距根据单击夯击能和锤重确定,夯击遍数的确
3、定。夯击遍数设计为 3 遍,具体工程分主夯、副夯、满夯 3 种,以主、幅夯为主。一般第一遍隔一点跳夯,第二遍补第一遍空隙,第三遍为低能量满夯全幅满夯,达到锤印彼此搭接。夯击次数确定。强夯施工每一遍内各个夯点的夯击次数,严格按图纸设计夯击次数,并同时满足单击夯击能不小于 2000kNm,夯坑周围地面不发生过大的隆起,不因夯坑过深而使起锤困难,且以使土体竖向压缩最大而侧向位移最小为原则。每个夯击点安排专人检查和记录击数,保证强夯质量。夯击点的布置,夯击点布置与夯击点位置可根据路基底平面形状布置。夯击遍数间隔时间确定。具体间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。凡是产生超孔隙水压力、夯坑周围出现
4、较大隆起时,不能继续夯击,要等超孔隙水压力大部分消散后,再夯下一遍。在一遍中若干夯击次数后出现上述情况,也要遵循这一要求,停止夯击,等超孔隙水压力大部分消散后,再夯下一遍。具体间隔时间可根据工艺性试夯确定。施工时首先保证夯击遍数间隔时间,并做详细记录,其次可根据实际情况调整施工流水顺序,安排合理的流水节拍,力争使各区段间达到连续夯击,确保强夯质量。 三、施工方法 定出控制轴线、强夯场地边线,钉木桩或点白灰标出主、副夯点位置,并测量场地高度,设水准基点。分段进行强夯,顺序从边缘夯向中央,一排一排夯,起重机直线行驶,从一边向另一边进行。起重机就位,使夯锤对夯点位置。测量夯前锤顶高程,确保夯击能。夯
5、击时应按试验和设计确定的强夯参数进行,起吊夯锤保持匀速,夯位应准确,不得高空长时间停留,严禁急升猛降防锤脱落。待夯锤自由下落后,放下吊钩、测量锤顶高程,若发现因坑底倾斜时,应及时将坑底整平。 停止作业时,将夯锤落至地面。夯锤起吊后,臂杆和夯锤下及附近15m 范围内严禁站人。有建筑 50m 范围内不宜采用强夯措施。强夯开始时应检查是否处于中心,若有偏心时,应采取在锤边焊钢板或增加混凝土等办法使其平横,防止夯锤倾斜。夯坑随夯随填,不过夜,以防积水,并视天气情况变化而定。施工过程中,必须做好施工记录,强夯过程中应对各项参数及施工情况作好详细质量记录。按设计规定次数及控制标准,完成各夯点的夯击。点夯完
6、成后用推土机整平场地,最后用低能量满夯一遍。干燥天气进行强夯时宜洒水降尘。当风力大于 5 级时,应停止强夯作业,以防机械倾倒,保证安全。为防止飞石伤人,现场工作人员应戴安全帽。在夯击时,所有人员应退出安全线以外,机械设备应严格按照操作规范进行操作。夯锤上应设通气孔,如遇堵塞,应立即开通,加强强夯施工过程的监测,施工中应有专人负责监测工作。 四、技术措施 施工现场应设排水沟,以利地表积水及时排出场外,夯坑内积水应及时排出。根据勘察地质报告表明场地内填土绝大部分天然含水率较大,可能在施工过程中出现部分无法强夯区域,应会同监理、设计、建设单位及时采取措施处理。强夯应分段施工,由边向中,沿着地下水的排
7、池方向施工,以免破坏天然排水通道的连续性形成“水囊”而造成的隐患。终夯条件:按设计要求最后两击平均夯沉量小于 50mm。根据地质勘察报告提供的填土层天然含水率平均值,如果大大超过了最佳含水率,加之现在施工正是雨水较多的季节,因此对强夯施工质量会有很大影响,而且工期要求紧,不能按有关规定进行试夯;对于在施工过程中需建设、设计、监理及施工各方加强联系及时沟通,强夯完工后及时按规定进行检测,为设计提供可靠数据。 五、强夯质量控制 按设计要求确定夯击主、副点位置。夯击时夯锤的气孔要畅通,夯锤落地时应基本水平。各夯点应放线定位,夯完后检查夯坑位置,发现偏差及漏夯应及时纠正。强夯施工时应对每一夯击点的单夯
8、夯击能量、夯击次数和每次夯沉量等进行详细记录。各施工班组必须严格按照设计文件确定的施工参数进行施工,牢固树立全局观念,服从统一指挥按照质量认证质量条例控制质量。施工前认真阅读施工技术文件,并层层进行技术交底,做到所有施工人员对设计要求、质量标准、施工方案人人心中有数。每打一个夯点,记录员应对号进行记录,并在施工图上圈记,避免错位和漏夯,发现偏差和漏夯时纠正。 强夯施工中根据场地地形考虑,排除地面水,排除方法采用以下方式:当自然条件允许时,可结合推土,利用自然坡排除积水到场地下,该工程主要考虑采用此种方式排水。如自然条件不好,可在场外设排水沟,利用抽积水到排水沟排走。随时自检,发现不合格,马上返
9、工直到合格;落点平稳,夯位准确,如有错位填平再夯;满夯须锤与锤相交1/3,如此反复,夯完后进行场地平整及表面压实。强夯下沉量控制采用钢尺或水准仪测标高控制,最后两击平均夯沉量应不大于 50 mm,夯坑周围不应有过大的隆起,发现有隆起时应预压或小能量夯击。为防止强夯对临近建筑物或先有管沟造成不利影响,须在临近建筑物或先有管沟与强夯区之间开挖防震沟予以预防。 结语 强夯法处理软土地基,施工操作简便,投入人力和设备资源少、施工速度快,对砂土液化地基的处理效果尤为良好,在公路施工中是相对理想的软土地基处理方式。 参考文献 1JTG.D30-2004,公路路基设计规范 2刘孔杰,郑瑞君,魏正义,魏学军.不良地基公路施工技术.人民交通出版社,2009 3周德友.膨胀土路基施工与防护J.山西建筑,2004,30(13)