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论述公路软土地基处理强夯法的施工技术

2017-07-04唐秀洋

建材发展导向 2017年3期
关键词:强夯法软土地基施工技术

唐秀洋

摘 要:在我国公路工程的建设中,地基处理是重要的一环,影响着施工的速度和质量,而软土地基作为公路建设的头号敌手,不得不防。为了防止软土地基施工带来的种种危害,需要公路施工人员对软土地基进行预处理操作,以防公路发生路基失稳和过度沉陷。在各种处理方法和施工技术中,强夯法因为其施工设备简单、节约成本等优势在公路软土地基预处理过程中得到了广泛的应用。根据实际情况对软土地基进行科学分析和妥善处理,利用强夯法的施工技术,改善土体的土壤结构和基本特性,消除软土的湿陷性,提高软土地基的承载力,加强公路施工建设的质量。强夯法是一种采用动力夯实软土的技术,使原本强度低、压缩性大、厚度不均匀的土体固结起来,降低其压缩性,提高软土土体的土壤强度。

关键词:强夯法;施工技术;软土地基

软土是指天然含水量高、压缩性大、渗透性差、灵敏度高、强度低、土层厚度不一致的一种软塑到流塑的状态的粘性土,在其上修建公路会遇到不稳定、沉降过大及不均匀沉降等问题,过大的沉降会加速路面结构的整体破坏。但是人们的智慧就是用来解决各种问题的,为了应对这种不良地基带来的威胁,消除安全隐患,发明了各种方法对软土地基进行处理,而最常用到的便是强夯法,因为其使用工地常用简单设备,施工工艺、操作简单,适用土质范围广,加固效果显著,工效高,施工速度快;节省加固原材料,施工费用低等优势,使其能够在公路软土地基处理中得到广泛的应用。

1 强夯法的概述

1.1 强夯法的作用

强夯法又叫动力固结法,利用重锤从高处落下的重力和冲击力对软土进行夯实,从而减少在软土地基上修建公路时因软土本身属性带来的威胁。强夯法能够加快土体的固结进度,使土体变得更加厚实,有更强的承重力。能够降低土体的压缩性,改善因强夯处理软土地基出现的自由落体运动产生的冲击力对土中孔隙水的压力提升,导致局部土体出现的液化现象。消除土体的湿陷性,强夯法对土体进行夯击时能加强土层的均匀程度,以减少将来可能出现的差异性沉降。

1.2 强夯法在公路软土地基处理上的特点

我国公路行业规范中指出公路软土地基是指强度低、压缩性较高的软弱土层,并且多数含有一定的有机物质。针对软土地基强度低的特点,强夯法几乎能在所有土层上应用,软土地基自然也不例外,并且相比较软土地基的其他处理方法,强夯法利用的施工设备简单,例如起重机、履带机等,均为工地常见的施工设备。在施工材料方面来说相对较为节省,施工的成本也不会太高,因为其设备较为简单,施工工艺也不繁杂,能够大大提高施工的速度。软土地基强夯处理后,承重能力大大提高,压碎模量也大大增强,软土土体变得均匀,常见的热胀冷缩性能也有所降低,不仅降低了后期维护的难度,也大大降低了维护的成本。

2 强夯法方案设计及施工技术

2.1 设计方案

在真正进行强夯作业前,需要设计一个方案并按照方案实行强夯法。强夯需要分层进行,每层厚度约为4米,先用高能量进行点夯,点夯几次后采用低能量进行满夯,要求每个夯点的距离适中,否则软土地基处理不到位。每次强夯的时间差为7天,由于夯锤的质量一般较大,强夯的时候应密切注意夯击对周边建筑物的影响。对公路周边的环境进行考察,首先应对软土地基进行处理,需要对施工场地进行清理并对其进行平整处理,还要在场地四周挖好排水沟,否则强夯时容易造成场地积水。对需要的施工设备进行检查和确定,夯锤、推土机、水准仪、起重机、支架撑、履带机等设备需要进行事先的检测,避免发生意外,以确保施工的顺利进行。进行实地考察测量并标出需要强夯的位置,夯锤每一夯需要的重量,距离等等。

2.2 试夯

试夯是必不可少的一个环节,因为任何事物都是在变化的,而我们需要对这种不确定性做出万全的准备。准备工作完成后,选择公路软土地基中比较有代表性的一块地基进行试夯。首先对软土地基进行预处理,清理场地,平整场地,通过实地考察与测量得出的数据增加夯锤的质量,标出每一夯落下的位置,划出捶打的面积。试夯开始后,根据夯锤击打的次数、每一夯的距离、夯击出现的土坑需要的填土量,制作图表用以评测强夯法的操作强度,明确最佳夯击次数,如果在强夯过后,土层下降的距离小于50mm,表示土层已经足够坚实。将夯击前后的测试数据进行分析比较,检验强夯的效果,对强夯的参数指标进行调整和确定。

2.3 强夯施工及夯后处理

强夯施工开始之前,先对施工场地进行清理,保证施工能够正常进行。在进行公路软土地基处理强夯法施工时,按照预先确定的步骤,首先找到第一个夯点的位置,测量场地的高程;选择合适的夯锤,用自动脱钩装置的履带式起重机把夯锤吊起来,开动起重机,使得夯锤正对着夯点的位置,测量锤顶高程;将夯锤起吊到预习方案中测量计算得出的高度,待夯锤脱钩自由落下后,放下吊钩,测量锤顶高程,如果发现夯锤歪斜,应该及时将坑底填平,使夯锤保持平稳;按照预定的夯击方案和控制标准,采用高能量强夯,完成一个夯点的夯击,重复进行操作,完成每一个夯点的第一次夯击;每一次夯击的时间间隔为7天,应该在这个时间间隔内,完成所有夯点的全部夯击次数;最后用低能量满夯,将场地表层的松土夯实,并测量场地高程。强夯施工完成后,把地基推平,对地基进行添加灰土并逐层碾压以增强其强度和平整度。

3 强夯施工的检测

对公路软土地基进行强夯施工时,应该进行必要的检测。施工前需要检查场地的平整情况,如若场地不平整,夯锤进行夯击时无法受力均匀,影响施工速度和质量,还要对夯击范围内的软土取样进行力学分析;开夯前,检查夯锤的重量及锤底面积是否符合设计方案要求,以确保夯击能量满足要求。在每次夯击前,应该对夯点放线进行核实,确保和设计方案中测量的数据一致。进行强夯时,夯锤的下落距离不能小于设计方案中的下落距离,夯锤的落点误差不得大于15cm,若在夯击过程中发现异常现象,需要及时修正。每一次强夯完成后,需检测夯坑的深度、夯点之间的间距以及处理的面积,各项参数均合格后才能进行填平操作。所有夯击次数完成后,对场地进行平整和压实处理,应使其达到规范要求的各项指标,并测量高程,填写地面标高变化。按设计方案检查每个夯点的夯击次数和夯实距离,并详细记录。所有的夯点完成一次强夯后,检查夯坑位置,如有偏差或漏夯,应及时纠正。满夯结束后,在夯击处理范围内进行每隔一米的深度范围垂直取样,进行物理力学性能的分析。施工结束后一段时间,采用静荷载试验和标准贯入时延确定强夯后地基的承载力指标和压缩模量,并进行室内试验分析地基处理深度湿陷性系数是否小于某一界限值,以确定强夯后的地基满足公路建造设计要求。

4 结语

在公路工程施工中,为了更好地解决软土地基对工程施工质量的影响,通常对软土地基进行预处理以提高其承载力,而强夯法设备简单,人力、设备资源投入少,施工成本低、施工速度快,对软土地基处理效果好,是消除土壤湿陷性、提高地基承载力的常用方法。在整个施工过程中,环境污染小,能够加固深层地基,并提高地基的承载力,有效改善公路软土地基的质量,还能保证公路工程的施工质量,以达到公路软土地基工程施工标准。强夯法也仍有一些不足,这要求人们在不断的实践和应用中找到完善的方法和技术来对公路软土地基进行处理,提高我國的公路建设水平,加快我国建成全面小康社会的进程。

参考文献

[1] 曾琴琴.强夯法在道路软土路基中的应用[J].民营科技,2011(11):275.

[2] 李远洋,王海.强夯法处理软土路基中的应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2013,40(31):222.

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