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摘 要: 随着国民经济发展程度不断加深,对于公路工程质量提出了更高要求。强夯法具有操作简单、效率高等优点,在路基施工中应用较为广泛,能够有效提高其承载能力及稳定性。为了保证强夯加固处理效果,应充分掌握强夯法加固机理,做好各项施工准备工作,规范施工流程,以此满足公路工程施工要求。
关键词: 强夯法;软土路基;加固机理
近年来,我国机动车保有量呈快速攀升状态,目前机动车数量已经达到了2.9亿辆,公路工程在使用过程中承担了更大的交通压力。路基作为公路工程基础部分,其承载能力对于工程质量及使用寿命有着重要影响,应对此部分施工加以重视。强夯法能够使路基结构土体充分固结密实。通过强夯施工能够使原有土体的物理学指标得到改善,土体间孔隙率降低,进而有效提高路基承载能力。在具体应用过程中,强夯施工操作相对简单,大幅提升了路基固结速度。但强夯加固效果受到多方面因素影响,应充分了解公路工程地质水文情况,结合相关标准计算最佳夯击次数及有效加固深度,确保满足车辆通行需求。
一、强夯法加固机理
强夯法是为达到软土地基承载力提升的目的,由相应高度利用重锤自由下落对土层夯击,确保地基快速固结的重要手段。在冲击力影响下,夯锤能够冲砌上部土体,进而破坏土体结构,以此形成夯坑,且动力挤压附近土达到隆起目的。于非饱和土地基,冲击力对地基土压密施工过程等同于实验室击实实验,具有显著挤密效果。于饱和无粘性土而言,在冲击力影响下,土体极易出现液化现象,相比爆破、振动密实过程,压密过程具有一致性。于饱和粘性土地基而言,锤击作用下,受损害的地基土体结构一般位于夯击点周围,特定范围内将有超孔隙水压力出现于地基土体内,伴随时间变化,将渐渐消除孔隙水压力,以此固结地基土体、降低孔隙比及提升土体强度。
二、公路软基加固中强夯法的施工准备
1、施工机械准备
在强夯法施工的过程中需要用到强夯机、压路机等相关的机械设备,在对施工现场勘测的基础上确定所需设备的规格和数量,待机械设备进入施工现场之后,由专业的操作人员对设备的性能参数进行检查,如果存在故障零件应及时更换。此外,一般情况下市政道路施工的工期相对较长,在具体的施工过程中还需要加强对于设备的保养和维护。
2、施工现场处理
首先将路基表层的碎石、植被等清理干净,对于坑洼地带及时填平,保证施工场地的平整程度,并用压路机进行碾压,提高基层的密实程度。随后组织技术人员对路基的各项参数进行测量,确定需要强夯施工的范围,将路基中线恢复。按照施工方案设计的要求测量出夯击点的具体位置,并采用明显的记号将其标记出来,为后期的夯击施工提供具体的标准和参考。
3、夯机就位
在夯机就位之前,如果在其位置附近存在坑洼地带,需要及时进行填平压实,防止对夯机安放的水平程度造成影响。随后将夯机运行至指定的位置,夯锤的中心与夯击点的位置保持一致。并根据相关标准的要求对锤定点位置的高程进行测量,如果在此过程中锤顶存在倾斜的问题,需要及时采取措施处理。在起重机械部分应预先做好相应的安全装置,避免在夯击施工时出现臂杆后仰的现象,保证自动脱钩装置的灵活性,使得夯锤在运行的过程中处于平稳的状态。
三、公路软基加固中强夯法的施工流程
1、测量放样
测量放样施工必须严格遵循设计规定进行,6米为夯点间距离。布设桩形時以正方形为主。在第一遍正方形中心点位置布设第二遍夯点,各个夯点位置可通过全站仪及钢尺标进行标示,一般选用的标示材料为白灰与木桩,随后测量各个夯点原地面高程。160kpa与180kpa为夯前原地表检测的地基承载力,与施工规定相比较小。施工前期,强夯处理范围内水位与3.5米相比较低,如3.75米等。逐点夯击,对各点位进行夯击作业,测量其沉降量与孔隙水压力,并进行详细记录。
2、碎石铺设
如饱和细颗粒土存在于地表内或具有较高地下水位时,必须将碎石层铺筑到亚粘土表面,将其铺设厚度在2米范围内进行有效控制,碎石铺设功能为对承受强夯机械进行持力,同时控制冲击波出现的上部土层松动情况,并达到及时消散超静水压力的作用。
3、夯点施工
夯击公路工程软土地基前,必须准确标注第一次夯击位置,一般选用的材料为小木桩与石灰,确保其误差在5厘米以下,为测量地面高程提供便利。夯点施工可分三个阶段进行,第一阶段,公路工程软基施工前,先对施工场地进行平整作业,对场地标高进行复测,确保其与设计起夯面标高规定相符合,随后通过全站仪向施工场地内进行施工图角点引测,并进行坐标控制。通过监理人员检验后,确保其质量符合施工规定,再选用一般经纬仪,根据施工图进行第一遍夯点布设,并用白灰标识出夯点位置,为夯锤准确就位提供便利。强夯机械设备就位后,应先测量夯锤落距,同时选取有效方案,避免夯击过程出现偏差,保证每击都能符合相关规定,如单击夯击能等。于此同时,对就位后的锤顶面标高与地面标高进行测量,为夯坑深度计算提供便利。起重机就位后,将夯锤向预定高度起吊,并将脱钩装置开启,等到夯锤脱钩自行落下后,将吊钩放下,进行锤顶高程的测量。如两击无法满足沉降需求,必须将石块填实到夯坑内,随后连续夯击。确保其符合施工规定后,方可停止夯击作业。
第二阶段,完成第一遍夯点施工后,在监理工作者的监督下,必须进行夯坑回填、场地平整机地面抄平作业。随后再次利用全站仪向施工场地内进行施工图角点引测,并进行坐标控制。同时,可选用白灰进行夯点标识,该施工方式和第一阶段相同。
第三阶段,该阶段为满夯施工,不需要布设夯点及观测夯沉量,只需要对夯击数、夯锤落距等进行有效控制。平底铸钢锤(2.4米)为本工程夯锤,25吨为夯锤重量。完成满夯施工后,场地整平时,可选用推土机进行施工,平整碾压标高必须符合施工规定。
4、质量控制
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。
四、结束语
综上所述,随着社会经济的高速发展,大量新技术、新材料被广泛地应用到公路工程建设行业,进而推动公路事业的快速发展。除此之外,在不断提升工程建设力度的同时,还大大增加了工程建设的复杂程度,这种情况下要求必须不断提升施工技术水平。强夯法施工技术作为高速公路路基施工的重要技术之一,只有提高施工技术水平、规范施工流程,才能将其功能充分发挥出来,才能实现公路工程经济效益最大化。
参考文献
[1] 张桂臣.强夯法在高速公路施工中的应用分析[J]. 黑龙江交通科技. 2012(03).
[2] 张洁玙. 某机场高填方道槽区快速沉降稳定关键技术[J].施工技术. 2016(07).
[3] 李万莉,顾明浩.冲击加速度测试法在强夯实时检测中的应用[J]. 中国工程机械学报. 2013(05).
[4] 段纯萍.高能级强夯法在地基加固处理中的应用探讨[J]. 山西建筑. 2012(06).
[5] 杨文兴. 浅谈强夯法在二级公路改建工程施工中的应用[J]. 公路交通科技(应用技术版). 2014(01).
关键词: 强夯法;软土路基;加固机理
近年来,我国机动车保有量呈快速攀升状态,目前机动车数量已经达到了2.9亿辆,公路工程在使用过程中承担了更大的交通压力。路基作为公路工程基础部分,其承载能力对于工程质量及使用寿命有着重要影响,应对此部分施工加以重视。强夯法能够使路基结构土体充分固结密实。通过强夯施工能够使原有土体的物理学指标得到改善,土体间孔隙率降低,进而有效提高路基承载能力。在具体应用过程中,强夯施工操作相对简单,大幅提升了路基固结速度。但强夯加固效果受到多方面因素影响,应充分了解公路工程地质水文情况,结合相关标准计算最佳夯击次数及有效加固深度,确保满足车辆通行需求。
一、强夯法加固机理
强夯法是为达到软土地基承载力提升的目的,由相应高度利用重锤自由下落对土层夯击,确保地基快速固结的重要手段。在冲击力影响下,夯锤能够冲砌上部土体,进而破坏土体结构,以此形成夯坑,且动力挤压附近土达到隆起目的。于非饱和土地基,冲击力对地基土压密施工过程等同于实验室击实实验,具有显著挤密效果。于饱和无粘性土而言,在冲击力影响下,土体极易出现液化现象,相比爆破、振动密实过程,压密过程具有一致性。于饱和粘性土地基而言,锤击作用下,受损害的地基土体结构一般位于夯击点周围,特定范围内将有超孔隙水压力出现于地基土体内,伴随时间变化,将渐渐消除孔隙水压力,以此固结地基土体、降低孔隙比及提升土体强度。
二、公路软基加固中强夯法的施工准备
1、施工机械准备
在强夯法施工的过程中需要用到强夯机、压路机等相关的机械设备,在对施工现场勘测的基础上确定所需设备的规格和数量,待机械设备进入施工现场之后,由专业的操作人员对设备的性能参数进行检查,如果存在故障零件应及时更换。此外,一般情况下市政道路施工的工期相对较长,在具体的施工过程中还需要加强对于设备的保养和维护。
2、施工现场处理
首先将路基表层的碎石、植被等清理干净,对于坑洼地带及时填平,保证施工场地的平整程度,并用压路机进行碾压,提高基层的密实程度。随后组织技术人员对路基的各项参数进行测量,确定需要强夯施工的范围,将路基中线恢复。按照施工方案设计的要求测量出夯击点的具体位置,并采用明显的记号将其标记出来,为后期的夯击施工提供具体的标准和参考。
3、夯机就位
在夯机就位之前,如果在其位置附近存在坑洼地带,需要及时进行填平压实,防止对夯机安放的水平程度造成影响。随后将夯机运行至指定的位置,夯锤的中心与夯击点的位置保持一致。并根据相关标准的要求对锤定点位置的高程进行测量,如果在此过程中锤顶存在倾斜的问题,需要及时采取措施处理。在起重机械部分应预先做好相应的安全装置,避免在夯击施工时出现臂杆后仰的现象,保证自动脱钩装置的灵活性,使得夯锤在运行的过程中处于平稳的状态。
三、公路软基加固中强夯法的施工流程
1、测量放样
测量放样施工必须严格遵循设计规定进行,6米为夯点间距离。布设桩形時以正方形为主。在第一遍正方形中心点位置布设第二遍夯点,各个夯点位置可通过全站仪及钢尺标进行标示,一般选用的标示材料为白灰与木桩,随后测量各个夯点原地面高程。160kpa与180kpa为夯前原地表检测的地基承载力,与施工规定相比较小。施工前期,强夯处理范围内水位与3.5米相比较低,如3.75米等。逐点夯击,对各点位进行夯击作业,测量其沉降量与孔隙水压力,并进行详细记录。
2、碎石铺设
如饱和细颗粒土存在于地表内或具有较高地下水位时,必须将碎石层铺筑到亚粘土表面,将其铺设厚度在2米范围内进行有效控制,碎石铺设功能为对承受强夯机械进行持力,同时控制冲击波出现的上部土层松动情况,并达到及时消散超静水压力的作用。
3、夯点施工
夯击公路工程软土地基前,必须准确标注第一次夯击位置,一般选用的材料为小木桩与石灰,确保其误差在5厘米以下,为测量地面高程提供便利。夯点施工可分三个阶段进行,第一阶段,公路工程软基施工前,先对施工场地进行平整作业,对场地标高进行复测,确保其与设计起夯面标高规定相符合,随后通过全站仪向施工场地内进行施工图角点引测,并进行坐标控制。通过监理人员检验后,确保其质量符合施工规定,再选用一般经纬仪,根据施工图进行第一遍夯点布设,并用白灰标识出夯点位置,为夯锤准确就位提供便利。强夯机械设备就位后,应先测量夯锤落距,同时选取有效方案,避免夯击过程出现偏差,保证每击都能符合相关规定,如单击夯击能等。于此同时,对就位后的锤顶面标高与地面标高进行测量,为夯坑深度计算提供便利。起重机就位后,将夯锤向预定高度起吊,并将脱钩装置开启,等到夯锤脱钩自行落下后,将吊钩放下,进行锤顶高程的测量。如两击无法满足沉降需求,必须将石块填实到夯坑内,随后连续夯击。确保其符合施工规定后,方可停止夯击作业。
第二阶段,完成第一遍夯点施工后,在监理工作者的监督下,必须进行夯坑回填、场地平整机地面抄平作业。随后再次利用全站仪向施工场地内进行施工图角点引测,并进行坐标控制。同时,可选用白灰进行夯点标识,该施工方式和第一阶段相同。
第三阶段,该阶段为满夯施工,不需要布设夯点及观测夯沉量,只需要对夯击数、夯锤落距等进行有效控制。平底铸钢锤(2.4米)为本工程夯锤,25吨为夯锤重量。完成满夯施工后,场地整平时,可选用推土机进行施工,平整碾压标高必须符合施工规定。
4、质量控制
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。
四、结束语
综上所述,随着社会经济的高速发展,大量新技术、新材料被广泛地应用到公路工程建设行业,进而推动公路事业的快速发展。除此之外,在不断提升工程建设力度的同时,还大大增加了工程建设的复杂程度,这种情况下要求必须不断提升施工技术水平。强夯法施工技术作为高速公路路基施工的重要技术之一,只有提高施工技术水平、规范施工流程,才能将其功能充分发挥出来,才能实现公路工程经济效益最大化。
参考文献
[1] 张桂臣.强夯法在高速公路施工中的应用分析[J]. 黑龙江交通科技. 2012(03).
[2] 张洁玙. 某机场高填方道槽区快速沉降稳定关键技术[J].施工技术. 2016(07).
[3] 李万莉,顾明浩.冲击加速度测试法在强夯实时检测中的应用[J]. 中国工程机械学报. 2013(05).
[4] 段纯萍.高能级强夯法在地基加固处理中的应用探讨[J]. 山西建筑. 2012(06).
[5] 杨文兴. 浅谈强夯法在二级公路改建工程施工中的应用[J]. 公路交通科技(应用技术版). 2014(01).