公路工程路基拓宽施工中强夯技术的优缺点分析.doc

公路工程路基拓宽施工中强夯技术的优缺点分析摘要：近年来，随着我国经济的不断发展，原有的公路等级已经无法满足现在城市生活的需要，所以公路事业中的交通工程面临着前所未有的挑战。尽管已经新建了一些更高等级的公路网，但是这些也只能起到一定的缓解作用，改造和扩建原先的公路工程才是解决问题的关键。本文着重分析在工程路基拓宽工程中使用强夯技术的优缺点，从而确保拓宽路基工作的工程质量。关键词： 路基拓宽 强夯技术 夯击波 影响 公路是人民便捷生活的保障，但是以往建造的高速公路或者其他等级路段已经无法满足当今经济飞速发展以及交通量的快速增长的需求，改建和扩建迫在眉睫。对旧公路工程路基的拓宽升级的改造既可以缩短施工工期，减少费用，同时在全国用地荒的前提下又可以减少土地占有率，更能起到保护环境的作用。由于强夯技术适用于各类土层，并且由于其加固效果十分显著、施工机具简单又节省材料，所以强夯技术备受国内外路基拓宽施工的青睐。但是强夯过程中产生的振动、噪声和冲击波，给周围群众的生活带来很大的影响。1 强夯技术在路基拓宽施工中的应用概述强夯技术即强力夯实技术，又被称为动力固结法，这种方法是利用起吊设备，将1025吨的重锤提升至1025米高处后，从高处自由落下，依靠重物下落形成强大的夯击能和冲击波作用给地基以冲击力和振动，造成空隙极度压缩，加之土层本身底部具有地下水的共同压力作用夯实土层。我国自1979年开始将强夯法应用到公路地基拓宽、桥梁基础等各类地基处理工程中，通过多年来大量的科学实验和技术分析，强夯专家认为如果强夯技术能够大面积地使用到路基加固工作中，其路基的拓宽宽度将达30m，这对于我们的公路路基拓宽施工来说无疑是重大的突破！2 强夯技术施工影响因素公路工程路基的拓宽施工，人们主要关注的是夯后有效的影响深度以及在这厚度范围内土性的改善程度，经过多年的实验研究，已经发现影响夯实效果的因素主要有以下几点：第一，路基土质直接影响夯实的效果，当应用于非饱和土时，强夯的压实过程基本上同室内的击实实验相同。对于饱和的粘性土，其夯实的效果绝对没有非饱和土那样优秀，所以在施工的同时必须采取一些必要的排水措施。第二，施工地基的含水量以及地下水位。无论是过干的还是过分湿润的土质对夯实效果的影响都是不利的。高填土、杂质土的夯后承载能力提高明显，而对于饱和土、淤泥强度提高效果却差强人意。第三，夯机的夯击能力以及夯锤的选择。强夯加固技术对公路路基拓宽的施工很重要，夯击加载工具必须与夯锤相配套，锤形及其尺寸也是强夯加固效果的重要影响因素，锤形一般有圆形和方形两种形状适用于不同的施工状况，锤体的尺寸主要体现在与地表土有效接触面积的大小，根据不同土质的软硬程度选择适当的垂体尺寸。第四，夯点的布置。夯点的布置与施工地基土的类型和处理深度有关，布置合适的夯点后一般采用多次夯击的方法进行地基的夯实。施工时应遵循先进行主夯点的施工，然后进行次夯点，先周边后中间的施工顺序，从而减少地基内部向外部的侧向挤出，在第二次夯点布置时要与第一次的布置相错开以提高夯实加固效果。3 路基拓宽过程中强夯技术的优点3.1 适用范围十分广泛不仅可以用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土，还可以应用于湿陷性黄土、杂质土以及素填土等路基。特别适宜加固一般处理方法难以加固的大块碎石类土以及建筑、生活垃圾或工业废料组成的杂填土，采用置换法也可用于加固软土地基。当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性。最近创新发展研究出的“孔内深层强夯法”是一种先形成孔，然后向孔内填充介质，再用杆状锤或者橄榄锤在孔内进行不断的夯砸冲击，从而使填料不断向四周扩散，完成对地基的拓展夯实处理。这种新的夯实方法使得杂质土、液化性土、粘湿土的加固效果明显提升。3.2 加固效果显著在进行公路工程路基的拓宽施工中由于新旧路基之间会产生差异变形，比如旧路面经过多年固结变形，其沉降已经结束，但是新路面的沉降才刚刚开始，再加上新旧路面的密度不均匀的影响使得新旧路面发生不均匀沉降和纵向开裂的现象。严重影响了公路路基拓宽的使用寿命以及同行能力，并且威胁行人的安全。但是强夯技术使地基经强夯处理后，可明显提高地基承载力、压缩模量。一般的路基土经过强夯加固后会造成土体的结构变形，不仅使得气体从孔隙中排出，加大结构的密实程度，与此同时土颗粒间进一步靠近使抗剪强度和韧性也得到大幅度的提升。3.3 具有很深的有效加固深度有效加固深度也称为有效影响深度，是强夯加固地基的重要指标，有效加固深度越深表明加固效果越好。强夯法的有效加固深度应从最初起夯面算起，并不是环境的天然填土面，而是综合考虑基础埋深、地面沉降量后确定的起夯位置。一般情况下，在地基拓宽中单层8000KNm高能量级强夯处理深度可达12m，若多层强夯处理，深度可达2454m。但是有效加固深度同时受到设备因素、岩土工程条件以及强夯设计参数的影响，在施工前必须进行现场的多次勘察和分析，以保证路基拓宽加强工作的安全有效进行。3.4 施工机具简单，节省材料，节省造价强夯机具主要为带自动脱钩装置的大型履带式起重机，一般辅以龙门架等设施，以便增加起吊能力和稳定性。施工时只要起重机就位，使夯锤对准夯点位置，然后将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高度，然后按照设计完成夯点的夯击即可，操作也十分方便。一般的公路路基强夯处理就是将原状土或者回填土方通过重锤的夯击施以能量，缩减了建材的消耗。从工艺方面来看，强夯工艺无需其他特殊的建筑材料，与桩基础等其他施工技术相比节省了建筑材料的购置、制作、运输、打入费用，除了人工费和消耗油料费用外，基本没有其它消耗，十分节省造价，使得公路路基拓宽工作在全国大范围展开，提升国家公路设施的等级和质量。4 路基拓宽过程中强夯技术的缺点强夯过程中产生的夯击波对施工路段的人以及建筑物都有着严重的危害。下面就从对人员的伤害以及对建筑物的危害进行分析。第一，对于靠近施工地点的建筑物严重的会造成破损甚至倒塌。虽然强夯波对施工较远处的地基无法产生永久性的沉降，但是对大多数建造在软弱地基上的建筑机构的破损会得到加速并可能产生较大的地基位移或失稳。第二，强夯引起的振动及噪声，对周围人员的健康和心理都会造成影响。其一，夯击波强大的振动感受，让人们感觉犹如处在地震中，心情始终处于紧张惊吓的状态，严重干扰居民的正常生活。其二，施工人员在这样的环境下工作效率会受到严重的影响，精神无法集中。 5 总结在公路工程路基拓宽施工中，强夯技术是经济、快捷、有效的改建方法。但与此同时，其强大的夯击波严重影响道路周围的人员、植物以及建筑物的安全，所以在施工前必须做好充分的理论研究并完善施工工艺，进一