《湿陷性黄土路基强夯法施工工艺探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湿陷性黄土路基强夯法施工工艺探讨（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、湿陷性黄土路基强夯法施工工艺探讨发布时间：2008-7-14 17:11:18 来源：米峻李爱国李伟【关闭窗口】永咸高速公路地处关中平原地区，全线均为湿陷性黄土地基，湿陷等级从非自重II 级、自重II级、自重III级均有分布，对路基的承载力和稳定性有很大的影响。设计要求 采用强夯法处理湿陷性黄土路基基地，本文阐述了强夯施工工艺及质量控制要点，并对 强夯效果进行了分析。1前言11项目概况永寿至咸阳高速公路是银川至武汉线陕西境内的组成部分。路线全长65.4公里，按双向 6车道高速公路技术标准建设。本项目被陕西省交通厅列为陕西省公路勘察设计典型示 范工程，路基少挖少填是其原则之一。全线平均填土高度1
2、.0米，地基处理尤为关键。 沿线湿陷性黄土不良地质分布范围大，占全线总长的96%以上，路基需大面积特殊处理。1.2湿陷性黄土路基设计原则及处理方案根据湿陷等级、湿陷土层厚度及湿陷起始压力、湿陷土层所处的地理位置、路基填挖情 况，本项目湿陷性黄土路基设计的原则为：(1) 设置完善的排水系统，对路基范围和附近坑、洞回填夯实。(2) 地基处治采用强夯等措施，消除黄土层的湿陷性和高压缩性。强夯处理适用于非自重II级、自重II级、自重III级湿陷性黄土的填方且非过村镇路段。 强夯处理前先要清表。地表清理后，若表层土壤含水量大于17%时，应挖除湿软土层， 然后强夯。具体处理方案为：(1) 对于填土高度小于
3、等于2.5m的湿陷性黄土填方路基，单击夯实能600KN.m，强夯 3遍，每点6击，前两遍按4-6米间距方格网状跳夯，最后一遍排夯，要求最后两击夯沉 量之和不大于15cm，之差不大于8cm。(2) 对于填土高度大于2.5m的湿陷性黄土填方路基，从两侧占地界起向路基中心各10m 内进行强夯，单击夯实能200KN.m。2. 强夯施工2.1强夯原理湿陷性黄土的垂直大孔性、松散多孔结构和遇水即降低或消失的土颗粒间的加固凝聚力， 是它发生湿陷的两个内部因素，而压力和水是外部条件。地基处理的目的是改善土的性 质和结构，减小土的渗水性、压缩性，控制其湿陷性的发生。强夯法就是针对湿陷性黄 土的特性，采用起重机将
4、大吨位的夯锤提升到一定高度，使其自由下落，通过对地基施 加很大的冲击能，使地基强度提高，土的压缩性降低，消除黄土的湿陷性，以达到地基 加固的目的。重锤冲击致使土颗粒破碎或产生水间的相对移动，使微结构破坏，从而使 孔隙中气体迅速排出或压缩，孔隙体积减小，从而形成较密实的土体结构。2.2强夯施工2.2.1施工准备（1）环境调查地基处理前，应查明强夯范围内地下的构造物和各种地下管线的位置及标高等，以免因 施工而造成损坏。同时对路基范围内的洞穴、水井、废窑洞、墓穴及平整土地中填埋的 沟壕的调查，采取切实可行的措施消除可能产生的路基质量隐患。当强夯施工所产生的 振动对邻近建筑物及建筑物内人员或设备可能产
5、生有害的影响时，应设置监测点（当无 测振条件时，可通过试验确定安全距离），采取挖减振沟等隔振或防振措施。（2）清理表土按照设计要求清理表层的草皮和腐殖土层（一般路段清表厚度不得小于30cm，腐殖土层 较厚以及附着有非适用材料的路段应将其清除彻底），并挖除局部的淤泥、翻浆土层，有 积水路段应排除积水并将土翻松晾干。路基清表见图1。（3）修建临时排水设施施工前组织工程技术人员排查和完善排水设施，施工时在强夯区四周设置临时排水沟， 以便及时排除雨水，若地形起伏不平应进行必要的平整。2.2.2编制施工组织设计强夯前应编制强夯施工组织设计，内容应包括机具选择、人员组织以及强夯时起重机行 走路线、强夯方法
6、和施工总平面布置、计划进度等。2.2.3采集数据（1）强夯处理前，取不同深度处原状土的天然密度（干密度）、天然含水量、地基承载 力、湿陷性系数，并做土的液塑限试验。（2）按不同夯击能、夯击次数处理地基（6、8、10击）后，分别取土样，完成固结试 验和密实度试验（根据设计要求消除湿陷深度分别取样。夯击能1200KN.M，要求消除 湿陷性4.0m时，分别取原地面以下3.5m、4.0m、4.5m三个不同土层深度的土样；夯击 能600KN.m，要求消除湿陷性2.5m时，分别取原地面以下2.0m、2.5m、3.0m三个不同 土层深度的土样），同时完成不同深度处地基承载力试验。（3）根据试验数据判断：达到
7、要求湿陷处理深度时，合理的夯击能所对应的最佳夯击数、 夯沉量、干密度及承载力，并以最佳夯击数所对应的夯沉量、干密度及承载力作为施工 控制指标。2.2.4确定强夯技术参数（1）强夯设备、夯锤与落距强夯机械应采用带有自动脱钩装置的履带式起重机起吊夯锤，保证强夯机在起落锤时 不发生倾覆。对不同湿陷性等级选择不同单点夯击能的强夯法施工。单点夯击能大小、夯击次数直 接影响加固深度，而单点夯击能为夯锤锤重与落距的乘积，因此，夯锤锤重和落距是影 响单点夯击能大小的两个参数。根据设计，夯击能为600KN.m、1200KN.m要求，选用 圆形带有气孔的夯锤，锤径2.5米左右，锤重11吨左右，并根据不同的锤重计算
8、好落距 高度，以满足单点夯击能要求。（2）夯击点布置与间距根据设计并结合强夯施工经验，夯击点间距一般根据地基土的性质和要求处理深度布置。 具体布置方法为：清表后，用平地机整平地面，用压路机静压一遍，再布设夯点。夯点 间距分别为：消除4米湿陷性路段采用3.33m，消除2.5m湿陷性路段采用4米。每个夯 点都按夯锤底面尺寸标出白灰轮廓线。（3）单点夯击遍数单点夯击分别按6、8、10击数进行试夯，取得试验参数。大面积夯击时，先按6击为基 数，若夯沉量不能满足之和、之差要求，则继续增加夯击点数。夯击遍数为3遍，最后 1遍以低能量满夯，使表层松动的土得以夯实。（4）强夯间歇时间当进行两遍或多遍夯击时，两
9、遍夯击间应有一定的时间间隔，有利于土中超静水压力 的消散。第一遍夯击完成后，停止夯击，使夯坑内孔隙水蒸发后用推土机将夯坑填平。 在规定的间歇时间后，再用同样方法进行第二遍夯击，用推土机将夯坑填平，第三遍用 低能量满夯，将场地表层松土夯实。2.2.5强夯试验路段施工采用强夯法处理湿陷性黄土地基，应先按照设计图纸给定的黄土湿陷等级及拟选的试验 路段，采用不同的夯击能、夯击次数进行强夯试验路段施工。施工前要测量夯锤落距， 见图4。通过检测不同夯击能、夯击次下不同深度土的干密度、地基承载力、含水量、 湿陷系数、夯沉量，判定湿陷是否消除或消除湿陷深度是否满足设计要求，同时控制最 后两击夯沉量之和不大于1
10、5cm,之差不大于8cm。施工中应详细记录总沉降量和高程。（1）试夯时夯点的数量，应根据设计要求及地基的复杂程度、土质的均匀性和建筑物类 别等综合因素确定。在同一地基内如土性基本相同，试验路施工可在一处进行；否则， 应在土质差异明显的地段分别进行。强夯施工见图5。（2）在试夯过程中，应测量每个夯点每夯击1次的夯沉量。（3）试夯结束后，应从夯前原地面起至其下2.5或4.0m深度内，每隔0.51m取土样 进行室内试验，测定土的干密度、湿陷系数等指标，必要时，可进行静载试验或其它测 试。（4）当测试结果不满足设计要求时，应调整有关参数（如夯锤质量、落距、夯击次数、夯点间距等）重新进行试夯。（5）通过
11、试夯，可以确定在不同夯击能下消除湿陷性黄土层的有效深度，为施工提供有 关参数，并可验证强夯方案在技术上的可行性和经济上的合理性。（6）夯击次数和最后2击的平均夯沉量，应按试夯结果或试夯记录绘制的夯击次数和夯 沉量的关系曲线确定，夯击次数以达到最佳次数为宜，超过最佳次数再夯击，容易将表 层土夯松，而消除湿陷性有效深度并不增大。通过对5个标段的强夯试验路段进行强夯 试验其结果见表1.表1强夯试验路段试验结果汇总表合同段桩号或位置湿陷等级消除湿陷深度LJ-1 标K139+560-K139+600自重II级地表以下2.5m、4.0m 土层LJ-2 标K150+980-K151+010自重III级地表以
12、下2.5m 土层LJ-S 标K168+800-K168+880自重II级地表以下2.5m、4.5m 土层LJ-4 标K189+520-K189+800、K184+760-K185+340自重II级地表以下2.5m、4.5m 土层LJ-5 标K201+820-K201+920自重II级地表以下深度2.5m、4.5m 土层根据强夯后施工单位每公里1处的试验结果，以及监理单位与业主每3公里1处共同抽 检试验结果来看，在夯沉量满足设计要求时，湿陷性系数可达到设计要求。2.2.6强夯施工工艺流程强夯施工工艺流程见图9。3. 检测项目、方法与频率3.1检测项目施工时现场检测控制指标：（1）夯沉量：每次夯击
13、后观测记录并计算最后两击夯沉量之和不大于15cm，之差不大 于 8 cm。（2）湿陷性系数：检测土的湿陷性系数是否小于0.015。（3）承载力：参考值，大于天然地基承载力。（4）干密度：参考值，大于天然干密度。3.2检验方法与频率在强夯施工中，按表2要求的试验检测项目、方法及频率对强夯处理路基的质量进行检 测。另外，在进行强夯试验路施工时，建议采用瑞雷面波仪检测强夯加固深度，其结果 与测定的湿陷系数、干密度相互验证。强夯试验检测项目、方法及频率见表2。表2强夯试验检测项目、方法及频率一览表时段检测项目方法、仪器取样方法频率强 夯 刖天然含水量挖坑、环刀法从原地面开始向下0， 1，2，3，4，5
14、m （消除湿陷4m）；从 原地面开始向下0，1，1.5，2.0，2.5，3m （消除湿陷2.5m）1 处/200m天然密度土颗粒比重挖坑、 固结仪从原地面开始向下分别取3.5,4.0,4.5m三个土样（消除湿陷4m）；从原地面开始向下分别取2.0,2.5,3.0m三个土样（消除 湿陷2.5m）1 处/200m/不同夯击能湿陷系数地基承载力标准触探仪从原地面开始向下0， 1，2，3，4，5m （消除湿陷4m）；从 原地面开始向下0，1，1.5，2.0，2.5，3m （消除湿陷2.5m）1 处/200m/不同夯击能强 夯 后含水量挖坑、环刀法从原地面开始向下1.5，2，3，4，5m （消除湿陷4m
15、）；从原地面开始向下1，1.5，2.0，2.5，3m （消除湿陷2.5m）1 处/200m密实度湿陷系数挖坑、 固结仪从原地面开始向下分别取3.5,4.0,4.5m三个土样（消除湿陷4m）；从原地面开始向下分别取2.0,2.5,3.0m三个土样（消除 湿陷2.5m）1 处/200m/不同夯击能夯沉量水准仪观测每击必测每击必测地基承载力标准触探仪从原地面开始向下0， 1，2，3，4，5m （消除湿陷4m）；从 原地面开始向下0，1，1.5，2.0，2.5，3m （消除湿陷2.5m）一处/200m/不同夯击能4. 强夯处理效果分析与结论通过对大量试验数据的统计，强夯处理结果分析结论如下：（1）土的天然含水量在低于塑限含水量的1-3%，且接近最佳含水量，强夯效应最好。 天然含水量接近最佳含水量且不大于塑限含水量、含水量分布均匀时，最后两击夯沉量 之和、之差越小，消除湿陷深度越深。此时，用夯沉量控制强夯效应是比较科学、可行 的。（2）在地表水和地下水的影响下，土体天然含水量无规律。地基的土质和含水量直接影 响到强夯效果，当天然含水量大于塑限含水量时，同一夯击能的影响深度大大减少
