强夯法处理湿陷性黄土地基的工程实践.docx

强夯法处理湿陷性黄土地基的工程实践叶开智廖正杰(中铁五局机械化公司 湖南衡阳421002 )摘要介绍强夯法在高速公路湿陷性黄土地基中的设计及施工 , 通过工程实践对加固效果进行分析 , 对强夯法处理湿陷性黄土地基施工参数的确定提出看法 , 供同类工程参考 。关键词强夯法湿陷性黄土地基设计施工表 1 土样的物理力学指标表1 前言湿陷性黄土在我国西北地区分布较广 ,土样编号取样深度/ m天然含水量干密度压缩系数/ M Pa - 1湿陷性指数/ ( gm - 3 )/ %其特性123456789015110210310410510610710810191620162514261024102114221321142210114111331126113811331140113311401139112611251130014701950168015601210119010390104701052010660105701051010490105501057是受水浸泡后会产生不均匀沉降 , 在高速公路建设中 , 这种不均匀沉降会使路基产生边坡坍塌 、下沉 及路面开裂等病害 , 规范规定对湿陷性黄土地基应 进行加固处理 , 其方法较多 , 现就强夯法在西安绕 城高速公路第十合同段 K62 + 665 + 725 段湿陷 性黄土地基中的应用进行介绍。 10 910 2212 1141 0112 01041 2 工程地质概况( 1 ) 该段地表以下 10 m 范围内原为冲沟 ,从表 1看出表层 0 7 m 范围内的土层压缩系数较大 , 湿陷性指数大于 01015 , 7 m 以下压缩系 数较小 , 与正常段土质物理参数基本一致 , 说明 7是上世纪 70 年代的回填土 , 各层土的主要物理力学指标如表 1。压实度为 95 % 。( 2 ) 建筑渣土路堤 + 50 cm 改性建筑渣土下路 床 + 30 cm 灰土上路床 , 建筑渣土上 、下路堤的压 实度为 93 % 、90 % ; 建筑渣土下路床采用掺加细 料改性 , 掺加量为 20 % 30 % , 灰土上路床掺灰 量控制在 5 % 7 % , 压实度为 95 % 。按该方案 对郭庄路工程进行指导性施工 , 各项技术指标均能 满足市政道路工程质量控制指标。该工程于 2004年 4 月 1日交付使用 , 至今完好 , 得到好评 。灰综合改性的建筑渣土强度高、水稳定性好 , 满足路面底基层技术指标的要求 , 可以作为市政道路路 面底基层材料 。( 3 ) 建筑渣土压碎值低 , 重复碾压下建筑渣 土易于压碎密实。( 4 ) 建筑渣土填筑层的压实度、重复碾压沉 降量与振动碾压遍数相关 , 即 : 振动碾压遍数越 多 , 碾压后的压实度越大 , 重复碾压沉降量越小。( 5 ) 针对建筑渣土具有吸水性大和顶面回弹 模量变化大的特性 , 建筑渣土填筑道路设计应依据 具体物理性能 , 确定合理的结构形式 。( 6 ) 在使用现场 , 建议根据渣土不同粒径建 立相应堆料场 , 尽可能整个路段混合摊铺 , 以保证 道路的整体质量。收稿日期 : 2005 - 03 - 144 结论( 1 ) 建筑渣土经过简单技术处理后具有强度 高、稳定性好 , 是性能优良的市政道路路基填料。 ( 2 ) 采用水泥改性 、水泥粉煤灰或石灰粉煤叶开智 , 等 : 强夯法处理湿陷性黄土地基的工程实践55m 以下部分土层在上部土层的重力作用下 , 已处于固结状态 。( 2 ) 冲沟范围。通过电探法探明冲沟范围如 图 1。4 11 施工工艺( 1 ) 清理并平整施工场地 。( 2 ) 用石灰标出第一遍夯点位置 , 并测量场 地高程。( 3 )( 4 ) ( 5 )由下落 ,起重机就位 , 使夯锤对准夯击点 。测量夯前锤顶高程 。 将夯锤起吊到预定高度 , 待夯锤脱钩自放下吊钩 , 测量锤顶高程 , 若发现因坑3 强夯技术参数的设计3 11 夯击设备选择夯锤平面为园形 , 底面直径 215 m , (可用钢板壳内填混凝土代替 ) , 重 10 t,铸钢制成夯锤中设底 、倾斜而造 成 的 夯 锤 歪 斜 时 , 应 及 时 将 坑 底平整。( 6 ) 重复步骤 ( 5 ) 按设计规定的夯击次数及 控制标准 , 完成一个夯点的夯击。( 7 ) 重复步骤 ( 3 ) ( 6 ) 完成第一遍全部 夯点的夯击 。( 8 ) 用推土机将夯坑填平 , 并测量场地高程。 ( 9 ) 在规定的时间间隔后 , 按上述步骤逐次 完成全部夯击遍数。最后用低能量满夯 , 将表层松土夯实 , 并测量夯后场地的高程。置 5 个上下相通的排气孔 , 用起重机起重。当夯锤超过卷扬机的起重能力时 , 需要利用滑轮组 , 并借助自动脱钩装置来起落夯锤 ,杆或其它脱钩设施解决 。3 12 落距计算自动脱钩装置可用杠根据表 1资料 , 要求加固有效深度为 6 m。根据有关文献资料的经验公式如式( 1 )(W h / 10 )( 1 )H = a式中 : H 有效加固深度 , m;W 锤重 , kN , 用 100;h 落距 , m;a 系 数 , 其 值 一 般 为 取 016。4 12施工质量控制标准( 1 ) 每点大约夯 12 击 , 最后两击平均夯沉量不大于 5 cm 作为停夯标准。( 2 ) 第一遍夯击后 , 间隔 5 7 天后进行第 二 、三遍夯击 。( 3 ) 夯击四遍完成后 , 用推土机和重型压路 机进行场地平整和碾压 , 压实度应大于 90 % 。( 4 ) 挖坑取样进行压缩系数和湿陷性指标的 土工试验。4 13 强夯法施工注意事项( 1 ) 强夯法施工地点不宜靠近居民居住区 ,否则会对居民生活、工作有影响。( 2 ) 强夯法施工前应查明现场范围内地下构 造物情况 , 并采取必要措施后方可施工。( 3 ) 强夯施工时夯坑周围地面不应发生过大 的隆起 , 以免引起夯坑过深而发生起锤困难。( 4 ) 强夯施工应避免雨季施工 , 严防地基和夯坑被雨水浸泡。015 110 ,计算落距 h 为 10 m。考虑到施工中影响安全因素较多 , 选择落距为 15 m。3 13 夯点间距及夯击方法 夯点间距考虑相邻夯点侧向影响的相互搭击 ,约为夯锤直径的 115 118 倍 , 取 410 m , 夯点按 正方形布置 。夯击顺序及布置见图 2。第一遍夯击 点如图 2 中之 , 边长 5166 m; 第二遍按设计的 落距和夯点平面布置采用跳夯的方法 , 即图 2中之, 第三遍夯点如图 2中之 , 呈正方形 , 边长为8 m 布置。第四遍用低能量 ( h = 4 m )将场地表层松土夯实 。进行满夯 ,4 施工工艺及施工质量控制标准56全国中文核心期刊路基工程2005年第 3期 (总第 120期 )( 5 )( 6 ) ( 7 )围内。冬季施工要采取松土保湿措施 。六级以上大风不能施工。 对强夯人员和机械不得进入夯点5 检测结果5 11 施工测量数据见表 2。30 m 范表 2 施工中测量数据表相对高程夯击点编号最后两击相对沉降量 / m总沉降量 / m0 击1 击2 击3 击4 击5 击6 击7 击8 击9 击10 击11 击12 击12345011601080112011101090136012801420130012301420140016001430140015001470172016101480161015601790172015601720171018001800163018001770192018801700188018411030194018001940190110701990192019901971113110201991104110311271104110311071106113011071107110911131132110911090102501050010250102501030019311051120019811005 12 夯后检测结果5 12 11 土工试验施工完成后一周 , 在原探坑附近取样进行土工试验 , 如表 3。夯后土样试验指标统计表表 3取样深度/ m天然含水量/ %干密度( gcm - 3 )压缩系数/ M Pa - 1土样编号温陷性指数/110210310410510610211722141918191621102012116011541136114611401142013701210106012801330119010010100101005010090101001016123456 7 710 2112 1140 0162 01038 从表 1 与表 3进行对比 , 很明显存在以下几种情况 :( 1 ) 由于被挤压的水分形成一个向上排水通 道 , 表层含水量偏大 ;( 2 ) 压缩系数由高压缩性土变为中 、低压缩 性土 , 土体压缩性得到了改善 ;( 3 ) 从表层下 6 m 范围内湿陷性指数均小于01015 (规范值 ) , 证明 6 m 范围内消除了黄土湿 陷性。5 12 12 压实度检测夯完平整碾压后 , 用环刀法进行了压实度检 测 , 其结果如表 4。表 4夯完整平碾压后相关指标表含水量/ %湿密度( gcm - 3 )干密度/ ( gcm - 3 )压实度/ %土样编号位置/12345K62 + 685 左 15 mK62 + 685 中K62 + 685 右 15 m K62 + 710 左 15 m K62 + 710 中221722102214231422182111621119211582117921207117241173611763117651179792129219941394149611 6 K62