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强夯技术在高速公路路基施工中的应用

发布时间:2014-04-03 信息来源:工勘院网站

前,全国高速公路建设方兴未艾,投入在逐步加大。由于高速公路建设要求高、工期短、点多面广范围大,在施工中需要不断创新,运用新技术、新工艺成为必然。近年来,强夯路基技术在逐渐推广使用,并且取得了一定的效果。强夯分为主夯、副夯和满夯三个阶段,是改变深层土体结构的动力方法,其原理是:将很重的锤(一般为10-20T)起吊到一定的高度(一般应大于10m小于15m,个别情况最大高度可达20m),后自由落下,使其很大的势能转变成冲击能即势能,按下式计算E=m×h(t·m),W=E×10KNm,其中E-势能,m-锤质量(t),h-自由落体提升高度(m)。这种势能转换为冲击能,同时产生巨大的冲击波和冲击力。如此反复冲击地面,使深层湿陷黄土的结构产生裂隙,便结构破坏,孔隙变小,水份从孔道被强行挤压出去,减少压实土的含水量,增加土的密度,达到处理湿陷黄土的目的。
沪昆高速公路昌金段全长168Km,因地质各异,在部分路段路基施工中采用了强夯技术。在B4-3标(哈尔滨华龙交通建设有限公司)承建的路基中有一段(K503+020-K505+500)土质为湿陷性黄土,经批准,同意采用强夯技术处理。其工作的主要内容如下:

一、夯实机具的选择

因该段路基的湿陷性黄土较深一般3-6m,因此要求影响深度应为6m以上。其影响深度按下式计算:
    H=a·w·h
式中H-加固影响深度(m)
锤重(KN)=吨·l0(KN/T)
落距(m)
系数取0.35
依上式反推,
设H=6m,W·h=2938×78KN·m。
当影响深度为5m时,W·h为2000KN·m。
由此可知,如2OT锤下落高度为15m方能满足影响深度为6m|考试|大|时的要求,但落距一般不得小于6m,通常为10-15m,显然10T锤不能满足6m影响深度要求。加固深度为4。5m时,落距2Om,10T锤同样不能满足设计要求,因此,该路基段要求夯锤自重为20T,落距在6-15m方能满足要求。

二、试验段开工报告

  1. 试验段开工报告按分项工报告要求报监理工程师审批;
  2. 试验段长度一般选50-100m为宜;
  3. 编制夯点布置图,测量放样要求确保设计要求的夯击影响面积;
  4. 试验段应认真清表,清除草根树根等杂物及建筑垃圾等,使地基表面平整,要求用平地机推平,压路机碾压1-2遍,陡坎部位应能为布置下强夯点为准,填前强夯必须满足设计面积;
  5. 试验前,应调查施工段的周围有存在建筑物、构造物、地下设施高压电线、电缆、供水管线等;
  6. 布设主夯点和副夯点,锤底倾斜度应小于30°,否则填土整平;
  7. 布设水准基点,基点要求应设在强夯线路影响范围外30m以外,基准个数应确保夯点沉降的观测路线小于60m,最大80m。最好用混凝土灌注,深度不小于50cm。夯击点高程观测要求精确到1毫米;

试验段度夯要求相关参数

  • 夯击能的大小(KN·m);
  • 夯击点间距,依设计;
  • 夯击次数;
  • 相邻两遍夯击间的间隔时间(一般应大于2小时);
  • 夯击宽度及影响范围;
  • 夯击深度及影响范围;
  • 总沉降量和最后二击,一击沉降量,通过试验段求得a最小夯击间距,b两遍间的间隔时间,c确认设计规定的夯击遍数能否满足沉降量及压实度要求。

总沉降量

在强夯前通过推平、碾压、放样后,确认每一个夯击点的夯前标高,确认该试验段夯前标高。
经过主夯、副夯、满夯后,除测定夯点沉降量外,还须用平地机整平,横纵坡与夯前相同,压路机静压一遍后,检测各夯击点的沉降量及路基的总沉降量。

压实度检测

要求在强夯前,试验检测试验段:土的颗粒分析、液限、缩限、湿陷性黄土类别,最佳含水量,最大干密度,必要时还要测定CBR值,及时测定试验段的当天含水量。
在强夯前,在测定段内选必要的压实度观测点,应测定1m,0。5m,夯后经碾压后的三个层位压实度。

确认夯击效果

依据图纸已经给定的湿陷性黄土最大沉降量,与实测路基试验段总沉降量相比较是否相符。
确认各层压实度夯前、夯后对比。

三、强夯地基质量

该段路基经过强夯处治,经检测,压实度达到93%已基本能满足设计要求及规范要求。