工程實務(wù):強夯技術(shù)在高速公路路基施工中的應(yīng)用
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當前，全國高速公路建設(shè)方興未艾，投入在逐步加大。由于高速公路建設(shè)要求高、工期短、點多面廣范圍大，在施工中需要不斷創(chuàng)新，運用新技術(shù)、新工藝成為必然。近年來，強夯路基技術(shù)在逐漸推廣使用，并且取得了一定的效果。強夯分為主夯、副夯和滿夯三個階段，是改變深層土體結(jié)構(gòu)的動力方法，其原理是：將很重的錘(一般為10-20T)起吊到一定的高度(一般應(yīng)大于10m小于15m，個別情況最大高度可達20m)，后自由落下，使其很大的勢能轉(zhuǎn)變成沖擊能即勢能，按下式計算E=m×h(t?m)，W=E×10KNm，其中E-勢能，m-錘質(zhì)量(t)，h-自由落體提升高度(m)。這種勢能轉(zhuǎn)換為沖擊能，同時產(chǎn)生巨大的沖擊波和沖擊力。如此反復(fù)沖擊地面，使深層濕陷黃土的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂隙，便結(jié)構(gòu)破壞，孔隙變小，水份從孔道被強行擠壓出去，減少壓實土的含水量，增加土的密度，達到處理濕陷黃土的目的。
滬昆高速公路昌金段全長168Km，因地質(zhì)各異，在部分路段路基施工中采用了強夯技術(shù)。在B4-3標(哈爾濱華龍交通建設(shè)有限公司)承建的路基中有一段(K503+020-K505+500)土質(zhì)為濕陷性黃土，經(jīng)批準，同意采用強夯技術(shù)處理。其工作的主要內(nèi)容如下：
一、夯實機具的選擇
因該段路基的濕陷性黃土較深一般3-6m，因此要求影響深度應(yīng)為6m以上。其影響深度按下式計算：
H=a?w?h
式中H-加固影響深度(m)
W-錘重(KN)=噸?l0(KN/T)
H-落距(m)
A-系數(shù)取0.35
依上式反推，
設(shè)H=6m，W?h=2938×78KN?m.
當影響深度為5m時，W?h為2000KN?m.
由此可知，如2OT錘下落高度為15m方能滿足影響深度為6m時的要求，但落距一般不得小于6m，通常為10-15m，顯然10T錘不能滿足6m影響深度要求。加固深度為4.5m時，落距2Om，10T錘同樣不能滿足設(shè)計要求，因此，該路基段要求夯錘自重為20T，落距在6-15m方能滿足要求。
二、試驗段開工報告
1.試驗段開工報告按分項工報告要求報監(jiān)理工程師審批;
2.試驗段長度一般選50-100m為宜;
3.編制夯點布置圖，測量放樣要求確保設(shè)計要求的夯擊影響面積;
4.試驗段應(yīng)認真清表，清除草根樹根等雜物及建筑垃圾等，使地基表面平整，要求用平地機推平，壓路機碾壓1-2遍，陡坎部位應(yīng)能為布置下強夯點為準，填前強夯必須滿足設(shè)計面積;
5.試驗前，應(yīng)調(diào)查施工段的周圍有存在建筑物、構(gòu)造物、地下設(shè)施高壓電線、電纜、供水管線等;
6.布設(shè)主夯點和副夯點，錘底傾斜度應(yīng)小于30°，否則填土整平;
7.布設(shè)水準基點，基點要求應(yīng)設(shè)在強夯線路影響范圍外30m以外，基準個數(shù)應(yīng)確保夯點沉降的觀測路線小于60m，最大80m。最好用混凝土灌注，深度不小于50cm。夯擊點高程觀測要求精確到1毫米;
8.試驗段度夯要求相關(guān)參數(shù)
(1)夯擊能的大小(KN?m);
(2)夯擊點間距，依設(shè)計;
(3)夯擊次數(shù);
(4)相鄰兩遍夯擊間的間隔時間(一般應(yīng)大于2小時);
(5)夯擊寬度及影響范圍;
(6)夯擊深度及影響范圍;
(7)總沉降量和最后二擊，一擊沉降量，通過試驗段求得a最小夯擊間距，b兩遍間的間隔時間，c確認設(shè)計規(guī)定的夯擊遍數(shù)能否滿足沉降量及壓實度要求。
9.總沉降量
(1)在強夯前通過推平、碾壓、放樣后，確認每一個夯擊點的夯前標高，確認該試驗段夯前標高。
(2)經(jīng)過主夯、副夯、滿夯后，除測定夯點沉降量外，還須用平地機整平，橫縱坡與夯前相同，壓路機靜壓一遍后，檢測各夯擊點的沉降量及路基的總沉降量。
10.壓實度檢測
(1)要求在強夯前，試驗檢測試驗段：土的顆粒分析、液限、縮限、濕陷性黃土類別，最佳含水量，最大干密度，必要時還要測定CBR值，及時測定試驗段的當天含水量。
(2)在強夯前，在測定段內(nèi)選必要的壓實度觀測點，應(yīng)測定1m，0.5m，夯后經(jīng)碾壓后的三個層位壓實度。
11.確認夯擊效果
(1)依據(jù)圖紙已經(jīng)給定的濕陷性黃土最大沉降量，與實測路基試驗段總沉降量相比較是否相符。
(2)確認各層壓實度夯前、夯后對比。
三、強夯地基質(zhì)量
該段路基經(jīng)過強夯處治，經(jīng)檢測，壓實度達到93%已基本能滿足設(shè)計要求及規(guī)范要求。
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