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湿陷性黄土地区路基强夯施工方法分析

更新时间:2016-07-05

兰州新区经十五路 (纬十六路至水秦路间路段)是兰州新区道路骨架的纵向主干路,是新区主要的交通流、能源流、信息流的运输通道,其主要的作用是集散交通、服务片区的作用。一标段为纬十六路至水秦路段 (K24+500-K27+730),全长3.23Km。K26+200-K27+730段为特殊路基段需采用强夯处理。

1 强夯处理设计

1.1 原始资料

查地勘地质资料K26+200-K27+730段为丘陵沟壑区,风积黄土广泛分布于,呈黄褐色~浅黄色,含有大量粉粒,一般在60%以上,具有肉眼可见的大孔隙,富含碳酸钙成分及其结核。在地表水的浸湿作用下,易形成湿陷变形,导致地基发生不均匀沉降,影响路基的稳定性。黄土丘陵区风积黄土(Q3eol)黄土湿陷系数δs最大值为0.146,自重湿陷系数δzs最大值为0.078,湿陷性强烈。根据计算湿陷量和《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)判定,属Ⅱ级(中等)~Ⅳ级(很严重)自重湿陷性黄土,湿陷性黄土厚度在10-15m,揭露最大湿陷黄土厚达40m左右,以坚硬-硬塑为主,孔隙发育,具高压缩性。

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1.2 处治措施

填方路段采用地基强夯+5%石灰土换填处理,强夯范围为路基基底及路基坡脚线以外5m;灰土换填范围为路基坡脚处及坡脚外侧5m宽度,换填厚度1m,顶面高于原地面0.2m。

2 强夯施工

2.1 施工流程(如图1所示)

图1 施工流程

2.2 试夯

在已碾压整平的施工场地内选择一块具有代表性的地段作为试夯段,面积500m2,检验设备及夯击是否满足要求,确定强夯处理施工工艺,夯点布置为梅花形。

产生原因:在饱和淤泥、淤泥质土和粉砂土中强夯,产生液化流动;地下水位过高或地基土含水量过大,强夯时产生侧向挤出现象。

根据试夯测量数据,绘制夯击次数与夯沉量关系曲线,保证土体竖向位移达到最大以及横向位移为最小值,进而确定全面夯击时夯锤落距、单点夯击次数等技术参数,为后续工作做指导。

僧无可,生卒年不详,河北道幽州范阳县(今河北省涿州市)人,贾岛从弟,素有诗名。作有《奉和段著作山居呈诸同志三首次本韵》。段著作为段成式,据此知段成式作有《山居呈诸同志三首》诗,今佚。《金石萃编》卷一○八《寂照和尚碑》,“宣德郎、守秘书省著作郎、充集贤殿修撰、上柱国段成式纂”,“少华山树谷僧无可书”。清毕沅《关中金石记》卷四:“《安国寂照和尚碑》,开成五年正月立,段成式撰文,僧无可正书。”张延峰《咸阳安国寺探赜》[1]载:“题款后刻1行44字,文为‘开成六年岁次辛酉正月葵酉朔六日戊酉门人圆进……等同建’。落款开成六年实为会昌元年(公元841年)。”如此知僧无可与段成式在开成六年①前后有交游。

2.3 夯点布设

在路基行车道范围内布设夯点,梅花形布置,同时做好点位点号记录。用白灰圈做好明显的标示。强夯区域周边做好施工警戒,由专人巡视。

2.4 施工机械设备

强夯施工采用带有自动脱钩装置的30t履带式起重机。自动脱钩装置需经试运转,能保证锤平稳下落;施工中对脱钩器应经常检查调整,确保起吊时既不产生滑钩,又脱钩灵活、挂钩方便迅速。

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(2)测量夯前锤顶标高;

(4)重复(2)到(3)步骤达到规定的夯击次数和最终夯沉量控制标准。

(1)夯机就位,夯锤置于夯点位置;

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由于施工现场地基土的含水量适中时,各遍夯点可连续夯击(各遍间不间歇)

图2 强夯夯点布置示意

2.5 单点夯施工顺序为

本工程夯点间距采用正方形布置,第一遍夯点间距6.5m,第二遍在第一遍中间,间距亦为6.5m(详见夯点布置示意图,如图2所示)。主夯单位夯击能应达到2000KN*m (能级为锤重与落距之乘积),每遍每点8击。拍平夯采用单位夯击能为800KN*m的低能量满夯,互相搭夯不下于1/3夯痕。

本工程单击夯击能为2000kN·m,拟采用的夯锤质量为13.5t,自起夯面至锤底的落高定为15.0m。本工程采用的夯锤直径为2.5m,锤底静接地压力值为27.6kPa,符合规范25~40kPa之要求。为利于夯锤着地时坑底空气排出和起锤时减小坑底的吸力、提高夯击效果,在锤上对称设置了4个排气孔,其直径为300mm。填夯坑及场地平整采用推土机或装载机。

夯锤落距允许偏差±300mm,锤重允许偏差±100kg,夯击遍数及顺序按设计要求,夯点间距允许偏差±500mm,夯击范围、前后两遍间歇时间按设计要求。

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3 验收标准

建立项目质量保证体系。施工完成后,进行严格自检,确认符合设计及规范要求,方可进行下道工序。

3.1 主控项目

路基填料强度 压实度(%)≥95 灌砂法检查

路基承载力 达到设计要求 荷载试验

当时连队的成员是由老军垦和支边青年组成,文化水平都不高。一个高中生出现在连队是件很稀奇的事。两个月后,他被安排了一个不脱产的记分员,每天和大家一样劳动,下班前一个小时验收每个工人的成绩,下班后顾不上洗脸吃饭就整理当天每个职工的工作量和完成任务的百分比。然后站在房顶上拿着铁皮喇叭,向全连公布,天天如此。虽然这样很辛苦,但他从没喊过累、叫过苦。

3.2 一般项目

(3)将夯锤起吊到预定高度后脱钩装置自动开启,夯锤自由下落进行夯击,放下吊钩。夯锤提升应平稳;夯锤下落后如出现歪斜应起锤将坑底填平;夯锤上的通气孔应保持通畅,如发现堵塞应及时清理;

4 质量通病防治措施

4.1 达不到下沉量控制指标

夯击就位时选择场地较为平坦的地方安放,确保机械施做时正常运行,满夯时由专人指挥夯锤的起落,夯锤初始落距以10m开始试夯,做好周围安全警示标志,夯锤落下后如出现倾斜情况及时回填片石调整夯锤,待起落正常后提升落锤高度至12m。现场技术员测量每次夯锤落距、夯锤下沉深度、周边土体隆起高度,做好记录,待达到最后2击夯沉量之差小于5㎝时停止夯击,记录单点夯击次数。

防治措施:在饱和淤泥、淤泥质土及含水量过大的土层上强夯,宜铺0.5~2.0m厚的砂石,才进行强夯;适当降低夯击能量或采用人工降低地下水位后再强

4.2 影响深度不够

产生原因:土质不均,下不存在卵石夹层,部分强夯能被吸收;遇地下障碍物(孤石或不成片的砂砾石);选用锤重、落距或夯击遍数、击数不够,夯击能太小;或选用夯击能过大,地基产生流动,隆起量增大,造成土体破坏,下部没有压密;夯击点过密,在浅处叠加而形成硬层,影响夯击能向深部传递;两遍之间间隔不够,或未间隔,土层内超孔隙水压力未消散,影响夯实强度的提高。

防治措施:强夯前,探秘地质情况,对存在砂卵石夹层适当提高夯击能量,遇障碍物应当清楚掉;锤击、落距、夯击遍数、击数、间距等强夯参数,在强夯前应通过试夯、测试确定;两遍夯击间。应间隔一定时间,对粘土或冲积土,一般为3周,地质条间良好,无地下水的土层,客间隔1~2d影响深度不够,可采取增加夯击遍数,或调解锤击功的大小,一般增大锤击功(如提高落距),可以使土的密度大增。

5 结语

通过强夯技术对路基进行处理,不但路基承载力高,整体高度均匀,且与其它处理措施相比有处理范围广、造价低、质量可靠、适应性强等特点,实践证明在兰州新区基础设施先行采用强夯技术是行之有效的路基改良方式,值得推广应用。

参考文献:

[1] 陈杰宏.高速公路湿陷性黄土地区路基强夯施工技术研究[J].交通世界(建养.机械),2015(07):100-101.

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[2] 刘树.高速公路工程中高填方路基强夯施工技术[J].工程建设与设计,2017(13):165-167.

[3] 王金学,张国杰.土石混填路基强夯施工方案研究[J].公路,2009(05):235-239.

[4] 贾学明,杨建国.土石混填路基强夯法施工质量无损检测技术[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2008,27(S1):945-947.

帖少敏
《甘肃科技》 2018年第08期
《甘肃科技》2018年第08期文献

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