平定高速公路路基強(qiáng)夯施工工藝

1、公 路 路 基 強(qiáng) 夯 施 工 工 藝熊亞力 摘要：本文結(jié)合平定高速公路k128+700k136+298.442段高填路基基底強(qiáng)夯施工的工程實(shí)踐，對(duì)強(qiáng)夯施工的方法、工藝過(guò)程、檢測(cè)方法及施工效果進(jìn)行了介紹，供類似工程施工參考。關(guān)鍵詞： 公路 路基 強(qiáng)夯施工工藝1 前言 強(qiáng)夯法又稱動(dòng)力固結(jié)法，是用重型機(jī)械將840t夯錘起吊到625米高后，自由落下給地基以強(qiáng)大的沖擊能量的夯擊，500knm以上的夯擊能使土中出現(xiàn)沖擊波和沖擊應(yīng)力，迫使土體孔隙壓縮，在夯擊點(diǎn)周圍產(chǎn)生列隙，土體氣體逸出，使土粒重新排列，經(jīng)時(shí)效壓密達(dá)到固結(jié)，從而提高地基承載力。強(qiáng)夯施工是一種較新型、最經(jīng)濟(jì)的深層地基處理方法之一，具有施工靈活

2、簡(jiǎn)便、節(jié)省勞力、節(jié)約材料、設(shè)備簡(jiǎn)單、處理效果可靠的特點(diǎn)。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土、素填土等地基，能提高地基的承載力。2 強(qiáng)夯加固機(jī)理 夯錘在一定高度下落后，在極短時(shí)間內(nèi)對(duì)地基土體施加一個(gè)巨大的沖擊能，使得土體發(fā)生一系列物理變化，如土體結(jié)構(gòu)的破壞或液化、排水固結(jié)壓密及觸變恢復(fù)等。其作用結(jié)果使一定范圍內(nèi)地基強(qiáng)度提高，孔隙擠密并消除濕陷性從而加固地基。3 工程概況平定高速公路ld6合同段起點(diǎn)樁號(hào)為k128+700終點(diǎn)樁號(hào)k136+298.442。全段部分路段路基屬于高填高挖路段。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，為保證高路堤的壓實(shí)度，防止和減少高填路堤固結(jié)壓縮沉降，對(duì)高填高

3、挖路段進(jìn)行特殊處理。其中對(duì)沿線不良地質(zhì)段路基基底進(jìn)行強(qiáng)夯處理，通過(guò)強(qiáng)夯來(lái)加固路基，確保路基有足夠的穩(wěn)定性。4 強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù) 要求加固深度（m）夯擊遍數(shù)（遍）夯點(diǎn)布置形式夯點(diǎn)間距（m）單點(diǎn)夯擊能（knm）夯擊次數(shù)（次）最佳夯擊能（knm）滿佳夯擊能（knm）滿夯夯擊次數(shù)（次）51正方形或菱形51500101500010003注：強(qiáng)夯參數(shù)必須在施工時(shí)通過(guò)試夯調(diào)整確定5 強(qiáng)夯施工工藝5.1 施工準(zhǔn)備及施工設(shè)備5.1.1根據(jù)路基強(qiáng)夯設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)確定夯機(jī)技術(shù)參數(shù)（1）單點(diǎn)夯擊能確定單點(diǎn)夯擊能等于錘重乘以落距。結(jié)合本地機(jī)械起吊能力和強(qiáng)夯機(jī)械設(shè)備情況，我們選取強(qiáng)夯機(jī)夯錘重量為100kn，設(shè)計(jì)要求單點(diǎn)夯擊能為

4、1500knm，計(jì)算確定夯錘落距不得小于15m。夯機(jī)具體規(guī)格型號(hào)參數(shù)如下： 夯機(jī)型號(hào)：w1001 生產(chǎn)廠家：撫順挖掘機(jī)夯錘重100kn 夯錘材料:鋼板外殼內(nèi)填混凝土夯錘底面形式：圓形夯錘直徑2.45m 夯錘底面積：4.71m2。起落高度：15m22m（如圖1）圖1 w1001強(qiáng)夯機(jī)強(qiáng)夯（2）有效加固深度確定：對(duì)于強(qiáng)夯加固深度，我國(guó)一直沿用menard提出的強(qiáng)夯加固影響深度公式，即：d=wh/10式中：d加固影響深度（m） w錘重（kn） h落距（m）小于1的修正系數(shù)，其值一般在0.250.85之間。實(shí)踐中需要根據(jù)所處理地基土的性質(zhì)及所處理的地基土各層具體情況確定。但menard的公式對(duì)影響深度

5、沒有嚴(yán)格的定義，公式中也沒有全面考慮其他因素，如各土層的厚度和埋藏順序、地下水位及其他強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)，因此實(shí)際中不好掌握，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際差別較大。因此，我們選用濕陷性黃土加固深度經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：h=s+2d（s為夯坑深度，d為錘的直徑）計(jì)算加固深度。（3）最佳夯擊能強(qiáng)夯時(shí)，空氣被排出，土體壓縮，空隙水壓上升，由于孔隙水消散需要時(shí)間，故強(qiáng)夯時(shí)引起的孔隙水壓可疊加。理論上最佳夯擊能是有效影響深度底層孔隙水疊加至上覆土壓力時(shí)的累積夯擊能，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試孔壓確定，但因現(xiàn)場(chǎng)缺乏測(cè)量孔壓的設(shè)備，本工程采用以下方法確定最佳夯擊能：記錄試夯時(shí)坑內(nèi)土體豎向壓縮量和夯擊次數(shù)，當(dāng)每擊量出現(xiàn)由大小大的拐點(diǎn)時(shí)，此時(shí)的最大夯擊

6、量最佳夯擊能。5.1.3清理平整施工場(chǎng)地。要求場(chǎng)地清理徹底，清理場(chǎng)地后無(wú)雜草、樹根及種植土，用推土機(jī)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整后再用壓路機(jī)進(jìn)行初壓。5.2 強(qiáng)夯施工工藝流程（詳見圖1）圖1 強(qiáng)夯施工工藝流程圖5.2.2測(cè)量放線、定位5.2.2.1測(cè)量定位：用全站儀準(zhǔn)確定出強(qiáng)夯路段各里程點(diǎn)中樁及其邊樁位置，根據(jù)線路中、邊樁，用鋼尺定出第一、二點(diǎn)夯點(diǎn)位置，并用白灰標(biāo)記出各個(gè)夯擊點(diǎn)中心位置。將2點(diǎn)位置用木樁引出施工區(qū)域，以備在1點(diǎn)夯擊完成后及時(shí)恢復(fù)。同時(shí)用水準(zhǔn)儀測(cè)量平整后中、邊樁地面高程，詳細(xì)記錄，為施工控制做好準(zhǔn)備。5.2.2.2布點(diǎn)：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，夯點(diǎn)布置形式采用正方形或菱形（填挖交界線與路基中心線基本

7、垂直時(shí)，采用正方形；填挖交界線與路基中心線基本斜交角度大于20時(shí)，采用菱形布置）（詳見圖2）。布點(diǎn)完成后確定第一遍夯擊點(diǎn)位置并用水準(zhǔn)儀測(cè)量各個(gè)夯擊點(diǎn)中心點(diǎn)高程，詳細(xì)記錄。 圖2 夯點(diǎn)位置布置圖5.2.2.3試夯點(diǎn)位選擇：在所布置的夯擊點(diǎn)上選擇10點(diǎn)位作為試夯點(diǎn)。試夯時(shí)采用不同高度的夯錘落距及不同的夯擊次數(shù)進(jìn)行夯擊試驗(yàn)，確定強(qiáng)夯最佳的夯擊高度和夯擊次數(shù)。5.2.3夯機(jī)就位：根據(jù)確定的試夯點(diǎn)將強(qiáng)夯機(jī)就位。5.2.4試夯： 我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，將強(qiáng)夯試驗(yàn)段設(shè)置在路基左側(cè)，里程為lk129+300lk129+380，長(zhǎng)度80米，平均寬度42.5米.試夯點(diǎn)選擇測(cè)量放樣，將所有夯擊點(diǎn)用白灰標(biāo)出并測(cè)量各夯點(diǎn)標(biāo)

8、高。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇305-8、305-6、305-4、305-2、300-1、300-3、300-5、300-7、310-7、310-5十個(gè)點(diǎn)作為試夯點(diǎn)。（詳見圖3）圖3 試夯點(diǎn)不止示意圖試夯點(diǎn)施工強(qiáng)夯機(jī)夯錘重量選用100kn，落距15m16m，夯錘直徑為2.45 m，夯錘底面積為4.714m2。（1）夯點(diǎn)305-8施工夯錘落距選為15m時(shí)，計(jì)算單點(diǎn)夯擊能為100 kn15 m =1500knm，滿足設(shè)計(jì)圖紙要求。夯擊次數(shù)達(dá)到12次后，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算最后兩錘平均下沉量，=（0.925-0.891）/2=0.0175.0 m，滿足設(shè)計(jì)圖紙加固深度不小于5.0 m要求。 （2）夯點(diǎn)300

9、-7施工夯錘落距選為15.5m時(shí)，計(jì)算單點(diǎn)夯擊能為100 kn15.5 m =1550knm，滿足設(shè)計(jì)圖紙要求。夯擊次數(shù)達(dá)到10次后，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算最后兩錘平均下沉量，=（1.132-1.095）/2=0.01855.0 m，滿足設(shè)計(jì)圖紙加固深度不小于5.0 m要求。 （3）夯點(diǎn)300-3施工夯錘落距選為16m時(shí)，計(jì)算單點(diǎn)夯擊能為100 kn16 m =1600knm，滿足設(shè)計(jì)圖紙要求。夯擊次數(shù)達(dá)到9次后，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算最后兩錘平均下沉量，=（1.29-1.253）/2=0.01855.0 m，滿足設(shè)計(jì)圖紙加固深度不小于5.0 m要求。 （4）其余試夯點(diǎn)施工305-6夯擊11次時(shí)=（1.2

10、01-1.174）/2=0.01355.0 m 滿足設(shè)計(jì)要求。305-4夯擊11次時(shí)=（1.251-1.219）/2=0.0165.0 m 滿足設(shè)計(jì)要求。305-2夯擊13次時(shí)=（1.12-1.084）/2=0.0185.0 m 滿足設(shè)計(jì)要求。300-1夯擊12次時(shí)=（0.724-0.695）/2=0.01455.0 m 滿足設(shè)計(jì)要求。300-5夯擊11次時(shí)=（0.954-0.922）/2=0.0165.0 m 滿足設(shè)計(jì)要求。310-7夯擊11次時(shí)=（0.872-0.845）/2=0.01355.0 m 滿足設(shè)計(jì)要求。310-5夯擊11次時(shí)=（0.786-0.751）/2=0.01755.0

11、m 滿足設(shè)計(jì)要求。4.2.5施工工藝參數(shù)確定通過(guò)試夯點(diǎn)施工，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，比較各點(diǎn)施工參數(shù),確定本工程強(qiáng)夯施工參數(shù)如下：（1）布點(diǎn)方法：菱形布點(diǎn)；（2）夯錘高度:15.5m；（3）夯擊次數(shù): 10次；（4）夯擊遍數(shù): 點(diǎn)夯1遍 ，滿夯3次；（5）單擊夯擊能: 根據(jù)試夯結(jié)果選1550knm。4.2.6 強(qiáng)夯施工技術(shù)參數(shù)確定后開始第一點(diǎn)夯擊點(diǎn)全面施工，對(duì)每一點(diǎn)夯擊做好詳細(xì)的數(shù)據(jù)記錄和檢測(cè)數(shù)據(jù)。4.2.7 在1點(diǎn)夯擊施工完成后，推土機(jī)將夯坑整推平整，準(zhǔn)確放出2點(diǎn)夯擊位置。4.2.8 2點(diǎn)施工：在1點(diǎn)夯擊結(jié)束，根據(jù)引出施工區(qū)域的2點(diǎn)護(hù)樁，用鋼尺恢復(fù)2點(diǎn)夯擊點(diǎn)位，重復(fù)1點(diǎn)施工程序進(jìn)行2點(diǎn)施工。4.2

12、.9 滿夯： 在2點(diǎn)夯擊結(jié)束，用推土機(jī)推平場(chǎng)地，重新布置夯擊點(diǎn)位，夯點(diǎn)以梅花狀排布，采用1000knm低能量進(jìn)行滿夯，要求每夯點(diǎn)夯擊三次，夯跡間以1/4d搭接（詳見圖4），夯擊完成后測(cè)量場(chǎng)地高程并記錄。圖4 滿夯夯痕壓疊圖根據(jù)滿夯前斷面測(cè)量數(shù)據(jù)及滿夯后斷面測(cè)量數(shù)據(jù)的差值平均數(shù)計(jì)算出滿夯后施工區(qū)域平均下沉量為：2.30cm 5 強(qiáng)夯施工檢測(cè)5.1檢測(cè)方法及頻率 檢測(cè)方法采用土工試驗(yàn)、回彈模量（承載板法）、壓實(shí)度（灌砂法）進(jìn)行了檢測(cè)檢驗(yàn)頻率按jtj071-98公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及jgj79-91建筑地基處理技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，檢驗(yàn)深度為設(shè)計(jì)加固深度5.0m。5.2采用承載板法檢測(cè)土基回彈模量，檢測(cè)

13、位置為lk129+310（中），經(jīng)檢測(cè)該點(diǎn)回彈模量為115.2mpa。5.3采用灌砂法檢測(cè)路基壓實(shí)度，檢測(cè)位置及結(jié)果：(1)lk129+310（中），距承載板1.5米的路基頂面，壓實(shí)度為92.3%；(2)lk129+310左50米，lk129+340左35米，lk129+370左40米，測(cè)試位置距路基頂面以下1.0米，三點(diǎn)檢測(cè)平均壓實(shí)度為94.1%；(3)lk129+310左50米，lk129+340左35米，lk129+370左40米，測(cè)試位置距路基頂面以下2.0米，三點(diǎn)檢測(cè)平均壓實(shí)度為94.0%。5.4 強(qiáng)夯完成后物理力學(xué)性質(zhì)檢測(cè)結(jié)果:編號(hào)取土深度（m）干密度（g/cm3）含水量(w%)孔

14、隙比（cn）液限（）塑限（）塑性指數(shù)(ip)液限指數(shù)(il)濕陷性系數(shù)(s)承載力(kpa)lk129+310-121.6011.30.61633.919.014.90.110.002290lk129+310-231.5812.10.63734.218.915.30.100.002285lk129+310-351.5810.40.63934.519.115.40.090.003280試驗(yàn)結(jié)果顯示，施工達(dá)到了良好的效果。7 施工注意事項(xiàng) 7.2 強(qiáng)夯施工前，應(yīng)查明場(chǎng)地內(nèi)范圍的各種地下管線的位置或高壓線的位置等，并采取必要的措施，以免因強(qiáng)夯施工而造成破壞或發(fā)生安全事故。7.1 強(qiáng)夯施工采用帶自動(dòng)脫鉤裝置的履帶式起重機(jī)，在臂桿端部設(shè)置輔助門架，或采取其他安全措施，防止落錘時(shí)機(jī)架傾覆。7.3 強(qiáng)夯施工產(chǎn)生的震動(dòng)較大，對(duì)周圍建筑物和居民將造成一定的影響，對(duì)距離強(qiáng)夯施工現(xiàn)場(chǎng)小于40m的建筑物要挖11.5m的減震溝。7.4 夯錘上應(yīng)設(shè)置通氣孔，如遇堵塞時(shí)，應(yīng)立即開通；夯時(shí)因有土塊、石子飛出，現(xiàn)場(chǎng)人員必須帶安全帽，超重臂下嚴(yán)禁站人。7.5 施工中的噪音擾民最好采取白天施工，錯(cuò)開午