强夯法在湿陷性黄土路基施工中的应用.pdf

总第 1 2 6期 公 路 与 汽 运 hi g h wa y s& au t o mo t i v e app l i c a t i o n s l 3 5 强夯法在 湿 陷性黄土路基施工 中的应用 徐 鑫 ( 中铁十一局集 团 第一工程有 限公 司，湖北 襄 樊4 4 1 1 0 4 ) 摘要 ：文 中介 绍了强夯施 工技 术在 青兰( 青 岛一 兰州) 高速公路 湿陷性 黄土路基施 工 中的应 用 ， 论 述 了强 夯施 工 方 法 、 施 工 工 艺 及施 工检 测 。 关键词 ： 公路 ； 路 基 ；湿陷性黄 土；强夯 中图分类号 ： u4 1 6 1 文献标识码 ： b 文章编号 ： 1 6 7 1 2 6 6 8 ( 2 0 0 8 ) 0 3 0 1 3 5 0 2 强 夯法 是 法 国 me n a r d技 术 公 司 于 1 9 6 9年 首 创的一 种地 基 加 固方 法 。它 通 过 l 0 4 0 t 的 重 锤 和 l 0 4 0 m 的 落距 ， 对 地基 土施 加 很 大 的 冲击 能 ， 可提高地 基土 的强 度 、 降低 土的压 缩性 、 改善 砂土 的 抗液化条件、 消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时 ， 夯 击 能还 可提高 土层 的均 匀 程 度 、 减少 将 来 可 能 出 现 的差 异沉 降 。该 施 工 方 法 是 提高 地 基 承 载 力 、 降 低 其压 缩性 的一 种有 效 的地 基加 固方 法 ， 国 内外 应 用 十分 广泛 。本 文就强 夯法 在青 兰 ( 青 岛一 兰州 ) 高 速 公路 中 的施 工作 了探 讨 ， 认 为该 法 在 处 理 湿 陷性 黄 土路 基 中确 实是 一种 行 之有效 的方法 。 1 工 程概 况 青 岛 至 兰州 高 速公 路 1 6标 段 地处 河 北 省邯 郸 市西南 部 ， 位 于武 安 市 龙 虎 乡 至涉 县 一 带 的 山麓 河 谷阶地 盆地 边 缘 。该 标 段 中 k1 1 8 + 1 0 0 k1 1 9 + 0 0 0 、 k1 1 9 +0 6 0 k1 1 9 +8 5 0及 kl l 9 +9 2 0 kl 2 0 +0 0 0段为湿陷性黄土路基 ， 具有 自重 湿陷性 。表 层 为褐 黄色 黄土状 粉 土 ， 局 部 地 段 夹 黄 土状 粉 质 粘 土薄层或透镜体 ， 湿陷系数为 0 0 4 8 0 0 9 1 ， 湿陷 起 始压力 为 2 7 1 5 3 k p a ， 厚度 为 5 6 m。 因黄 土状粉 土 固结 性差 ， 承载 力低 ， 遇水后 抗 剪 强度 迅速 衰减 ， 工 程 性 质 较 差 。根 据 工 程 现 场 实 际 情况 ， 通过多种处理方案进行对 比、 分析， 确定 采用 强夯法 处理 该段 湿陷 性 黄土路 基 。在 大 面积 的强夯 施工前 先进行 试夯 ， 试 验段 位置为 k1 1 8 +5 2 0 k l l 8+ 72 0。 2 施工参数 2 1 单击夯能的确定 根据 夯击 能量 计 算 公式 ： 锤 重 ( k n) 落距 ( m) 一 单击夯 击 能 ( k n m) ， 主 、 副夯 采用 2 0 0 0 k n m 夯 击 能量 的夯 锤 ， 满夯 夯击 能量 采用 1 0 0 0 k n m。 根 据 以前 的施 工 经验 ， 对 主 、 副夯 投 入 1 8 t的夯锤 ， 落锤 高度 为 1 1 2 m， 满夯 投入 8 t 的夯锤 ， 落锤高 度 为 1 2 5 m。 2 2 夯 击数 的确 定 第 一 遍 点 夯 和第 二遍 点夯 击 数确 定 为 8次 ， 满 夯 时单 点 夯击 数确 定为 6次 。 2 3夯锤 选 用及 夯点 布置 采 用 圆形 夯锤 ， 夯 点呈梅 花形 布置 。 3施 工工艺与施工方法 3 1 施工 机械 设备 强 夯机 械采 用带 有 自动脱 钩装 置 的履 带式 起重 机 。夯锤 锤 底 面积 为 3 6 m 。夯锤 中对 称 设置 若 干个上下贯通的气孔 。自动脱钩采用开钩法及付卷 筒开 钩 。 3 2施 工工 序 施 工 工 序 ： 施 工 准备 一 测 量 高程 放 点一 起 重 机 及 夯锤 就 位一 测量 夯前 锤顶 高程一 点 夯施 工一填 平 夯 坑并 测 量高 程一 第 二遍 点夯放 点一第 二遍 点夯 施 工 一 满夯施 工 一测 量夯 后场 地 高程一检 测 。 1 )平整 场地 ： 清 理 、 平 整施 工现 场 。 2 )布线放点 ： 夯点放线， 用石 灰或木桩标明第 一 遍夯点的位置 ， 并测量地面高程。夯点布置示意 见 图 l 。 3 )机械就位 ： 施 工机械就位 ， 使夯锤对 准夯点 位 置 。 4 )强夯 施 工 ： 将 夯锤 起 吊至 预定 高 度 ， 等夯 锤 脱钩 自由下 落后 ， 放 下 吊钩 ， 测 量锤顶 高程 。如锤 体 倾斜 ， 应及 时将坑底整平。 5 )重 复步骤 4 ， 按 设 计 规定 夯 击 次数 及 控 制 标 准完成 一 个夯 点 的夯 实 。施 工 中应 注 意 ： 当单 击 夯 维普资讯 1 3 6 公 路 与 汽 运 hi g h wa y s au t o mo t i v e ap pl i c a t i o n s 第 3期 2 0 0 8年 5月 击能小于 2 0 0 0 k n m 时， 要满足最后 2击的平均 夯沉量为 3 5 c m、 夯坑周 围地面不发生过大 的隆 起、 不因夯坑过深而使起锤困难这三个条件， 且以使 土体竖 向压缩最大而侧向位移最小为原则 。 40 040 0 4 0 0 4 0 0 2 0 【 ) 2 0 o 2 0 【 ) 2 0 【 ) 图 1 夯点布置示意 图( 单位 ： mm) 6 )现 场 记 录 ： 强 夯施 工 时 ， 应 对 每 个夯 点 的夯 击能量 、 夯击次数及夯沉量做好详细记录。 7 )移动位置： 进行下一个夯点的夯击 ， 直至完 成第一遍全部夯击。 8 )主夯 完成后 ， 静置 7 2 h以上 ， 用 推 土机将 夯 坑填平 ， 测量夯后 的地面高程。 9 )重新放线定位， 按主夯 的施工步骤进行第二 遍( 副夯) 的夯击施工 。 1 0 )副夯完成后 ， 静 置 7 2 h以上， 用推土机将 夯坑 填平 ， 按 规定 进行 最后 一遍 满夯 ， 夯 后测 量场地 标高 。 3 3质量检 测 试夯结束 后 ， 对 强 夯处理 地基 的质量 进行 检验 。 3 3 1 压 实度检 测 在每 5 0 0 1 0 0 0 m 面积内任选 3处 ， 自夯面 向下每隔 5 0 1 0 0 c m 采用灌砂法测定 土的压实度 等指标。由于部分路段处理土层较厚 ， 开挖后检测 深层 土层 的压实 度 。经 过 试 验得 出 ， 强 夯 后 土层 密 实度 比处理前提高了 3 8 ， 能满足公路路基压 实度的要求。 3 3 2承载 力检 测 强夯结束后一个月 ， 分别采用平板载荷试验和 动力标贯对强夯后的地基承载力进行检测。 1 )平板载荷试验 。 对两点进行 载荷试验 ， 采用 1 0 m1 0 m承压板 ， 由百分表量测沉降。由于不 需要作地基的破坏检测 ， 因此， 施加的载荷仅为设计 承载力 1 4 0 k p a的 2倍 ， 需施加的最大荷载量为 2 8 0 k n， 分 1 0级加载。记录加载量和沉降量， 根据试验 记录绘制 p一5曲线 ， 并根 据图形规律， 按照 s b 一 0 0 1 0 所对应的荷载及 现场观察地基变形等综合数 据确定地基承载力 。在 p一5曲线 中找不到 明显的 拐点， 没有 明显 的 比例极 限， 得 出承载力 1 5 0 k p a ， 满足设计要求 。 一5 曲线见图 2 。 5 1 o g 1 5 2 o 2 5 3 0 p k p a 0 5 6 l 1 2 1 68 2 2 4 2 8 0 图 2 p- 曲线 2 )动力标贯检测。对沿线地段进行 2 0 个动力 标贯 自检和 1 8 个动力标贯抽检 ， 每 1 0 c m夯锤击数 均大于 3 击 ， 平均击数 1 0 2击 ， 承载力在 1 4 0 1 6 0 k p a 。说 明经过 强夯 处 理 后 ， 地基 土 明显 密 实 ， 承 载 力大 幅度 提高 。 4 结 语 通过强夯工艺在青兰高速公路湿陷性黄土路基 工 程 中 的应 用 ， 可 以看到 ， 该法 对 软土路 基 的加 固效 果 比较明显 ， 地基承载强度在短时间内有了大幅度 提高。该法施工设备简单 ， 施工难度小， 质量控制方 法 简单 ， 可节 省材 料 和施工 费 用 。 参 考 文献 ： 1 郭书泰 ， 李大龙