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道路路基设计中强夯法处理地基的应用

2021-02-18蔡晗

科学与生活 2021年30期
关键词:夯法土质路基

蔡晗

摘要:随着国家经济的高速发展,我国的工程项目日渐增多,其规模也在不断扩大,道路工程施工也是其中之一。道路工程施工过程中,路基处理是十分关键的一个环节,路基承载了道路的大量载荷,所以,路基良好的施工质量之于道路整体的施工质量起到十分重要的作用。鉴于此,本文先对强夯法进行了概述,然后重点研究了道路路基设计中强夯法的应用,以期能够对该项技术在道路路基设计中的应用起到一定借鉴意义。

关键词:道路路基设计;强夯法;处理;地基;应用

1强夯法

强夯法(dynamic consolidation;Heavy Tamping)指的是为提高软弱地基的承载力,用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。其又称动力固结法,利用起吊设备,将10-40吨的重锤提升至10-40米高处使其自由下落,依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基,一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法;并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。现有经验表明:在100-200吨米夯实能量下,一般可获得3-6米的有效夯实深度。

2强夯法在道路路基设计中的具体应用

2.1增加地基深度

在进行道路路基设计工作中,强夯法作为应用范围非常广泛的一种地基处理方式,需要考虑强夯法的种种作用效果。除了加固土壤颗粒联结密度之外,强夯法施工过程中产生的巨大冲击力量也可以帮助增加地基深度。对于道路路基建设而言,加深地基深度能够有效地帮助提高路基安全质量,实现道路建设的高稳定性。其作用效果对于粉土和黄土等黏性土质尤为显著,采用强夯法能够通过简单的施工操作同时实现增大土层强度和加深地基深度两个施工效果,不仅施工操作简单,对于施工人员的技术水平要求较低,同时也能降低不必要的材料消耗。强夯法的有效加固深度如表1所示。

2.2强夯夯击

在道路建设过程中应用强夯法能够降低操作难度,但在具体施工过程中仍然要遵循规范施工操作。强夯法由于在施工中会产生巨大的冲击力,因此操作时务必要注意施工顺序。对土地的夯击不能是乱序,应遵循施工规则,从深到浅。着重针对深层土质,由深到浅、由里及表,才能实现地基的强度加固;对表层土质进行加强需要应用推土机进行压实处理。底层地基经过巨大冲击力的夯击之后,土壤颗粒之间的联结变得更紧密,不易产生空隙。强度增加的同时能够产生更好的支持力度,减少对表层道路路基产生的影响。而表层土壤的夯实有推土机完成,因此土质相对更为松散一些。强夯法虽然操作较为简单,但在施工过程中仍有一些细节处理需要注意。夯击过的土地虽然已经产生了较强的内部压力,但在施工过程中仍要注意后续工序中产生的夯击力度对其产生的影响,尽量避免对已经处理过的路基造成缝隙、降低施工质量。因此通常在强夯法地基处理过程的最后,需要以低能量对整体路基进行满夯。根据土地结构和土质的不同,采用强夯法时需要注意的施工细节也有所不同。針对砂土等松散土质进行强夯法施工时,应当格外注意地基的沉降问题。由于土质本身的属性影响,在进行地基夯实的过程中容易出现形变现象。这一问题导致了道路路基工程质量的严重下降,不仅会影响表层土,也会对持力层造成影响,使得地基质量出现变化,发生下沉现象。应结合工程的实际情况进行具体分析,根据不同的土质采用不同型号大小的夯锤,降低强夯难度,保证路基工程质量。

2.3间歇时间

间歇时间指的是相邻两次夯击之间的具体的时间间隔,需要结合孔隙水压力的消散加以确立。孔隙水压力的最大值往往出现在结束夯击操作的一刻。在各次实际通过的总体夯击能量偏大时,孔隙水压力会消耗一定的时间。针对砂性土,通常需要3-4分钟的时间。而针对软粘土,一般需要1-4周的时间。所以,针对软粘土而言,紧邻两次夯击的间歇时间在渗透相对较小的粘性土中通常需要保持在四周之上,但对于渗透相对较大的砂性土可以持续执行夯击操作。

2.4夯击点位置选择

对路基处理采用强夯法一般适用于大型道路建设,大型道路建设中需要进行施工作业的地基面积较大,施工任务量繁重,强夯法能够快速有效地进行施工处理。因此,在选择夯击点时需要采用科学合理的计算方法,根据施工规划和施工设计进行综合分析。夯击点的选择主要以等边三角形的方式进行布局设计。不同的道路工程项目也会相应受到土质、地况等因素的影响,夯击点的选择不是一成不变的。应确定具体的夯击点位置,对夯击点之间的距离进行调整。受土地类型和地况的影响,夯击点间距需要根据具体的项目工程参数进行调整。夯击点之间的距离要求需要结合实际情况进行调整和改进,对于部分项目而言,夯击点越近意味着施工重点越近。当夯击点之间的距离近到一定程度时会导致整体工程中夯击点分布密集,影响对浅层地基的夯击效果。在强夯法应用较为广泛的软土地道路路基工程中,针对夯击点的布置有通用的间距参数,以夯锤的直径大小为参考标准,夯击间距大概是其大小的三倍左右。进行夯击施工时,施工中产生的压力会对路基中的土壤结构持续产生影响,使得土壤颗粒和孔隙水之间产生的压力大小发生变化,最终会影响施工结束后的土层变化,影响路基强度。因此夯击施工过程不仅要关注夯击点,还要注意施工过程中土层产生的变化。针对路基变化适当对施工周期进行调整,为路基中土壤压力转换提供缓解。

2.5夯击范围

使用强夯法的实际处理范围需要超过基础范围,至于放大的具体范围需要结合结构的重要作用以及种类等众多方面加以确立。一般情况下,对于超过基础外边缘各侧的实际宽度需要保持在设计处理深度的1/3-1/2,同时需要超过三米。而针对存在潜在液化的地层,超出基础各侧的宽度需要大于实际设计中的处理深度。

3结束语

道路路基处理中,强夯法的使用较为普遍,通过对该种方法的运用可以显著加强地基处理质量,为工程后续施工提供有力保障。该项技术最为明显的优势是具有十分宽广的适用范围,众多土壤结构中都可以进行应用,即便是较为难以处理的软土地基,强夯法也可以收获十分良好的应用效果,保证了工程地基施工良好的质量,同时大幅节约了各种工程材料的投入,有效缩短了工程施工周期,正是因为该项技术众多方面的优势特点使得其在目前道路地基的处理中备受重视,且具有十分广阔的发展空间。

参考文献

[1]陈杰.公路路基路面设计中的软基处理方法探讨[J].西部交通科技,2021(4):14-16.

[2]石宝财.市政公路桥梁工程施工中软土地基处理技术[J].交通世界,2021(11):120-121.

[3]王振克,刘晶.强夯法处理地基在道路路基设计中的应用研究[J].四川水泥,2021(4):345-346.

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