关键词:公路施工;路基加固;强夯技术
1 影响路基强夯加固的原因
专家认为:“大面积的强夯加固,处理深度可达30 米。当对于饱和无粘性土, 夯击过程可产生液化, 其压缩过程与爆破和振动密实的过程相同。而对于非饱和土时, 压缩过程基本上同实验室中的击实实验相同。对饱和细粒土的加固效果,成功与失败的工程实例均有报道。对于这类土需要破坏土的结构, 产生超孔隙水压力以及通过裂隙形成排水通道进行加固,所以强夯法对加固杂填土特别有效。”在城乡公路路基施工中,路基在强夯作用下将产生压缩变形, 使土体进一步密实, 强度提高。导致路基土变形主要原因有以下几个方面:
1.1 路基土在接触应力的作用下, 土粒接触点发生弹性和塑性变形,这种变形导致土之间的接触面积增大, 土粒之间的中心距离缩小, 从而使土粒变得更近。
1.2 粘性土的稳定结构受剪后, 由于结构改变使土的孔隙减小,又由于强夯加固的路基土的性质不同, 其加固机理也不尽相同。
1.3 作用于土粒接触处的剪应力如果超过接触面上可能发挥的抗剪强度, 颗粒之间将发生相对滑动。
1.4 结合水化膜在接触压力下产生变形, 使土粒之间的距离发生变化。
1.5 如果土粒中有片状颗粒, 在强夯作用下可使其受弯而挠曲, 使相临土粒发生相对位移。目前被普遍认可的加固机理为动力密实、动力固结和动力置换原理等。强夯法加固路基施工中需要特别注意的是影响强夯加固深度的因素。在强夯法中, 土体的有效加固深度是进行结构基础设计的主要依据。我国的施工规范认为,除了夯锤重的落距以外, 锤底单位压力、路基土的性质、不同土层的厚度和埋藏顺序以及地下水等都与加固深度有着密切的关系, 另外跟以下几个因素密切相关:夯点布置,夯点间距,强夯工作效率, 强夯施加的夯击能, 土体的特性, 路基结构,夯锤的形状等。正是由于影响强夯加固深度的原因众多, 并且难以具体进行量化。尽管影响强夯加固深度的因素很多, 而且它们都是不确定性的变量, 但归纳起来有二个方面:路基土本身的性质(如土体的物理力学性质、土体的结构以及地下水的埋藏条件等);强夯施工参数设计(如强夯工作效率、夯点间距、夯点布置、强夯施加的夯击能等)。
2 路基强夯法加固机理及其加固深度影响因素
2.1路基强夯法施工技术的加固机理
强夯法虽然已经在工程中得到广泛应用,但因为影响强夯效果的因素太多,理论分析和计算以及在施工中的应用都困难重重。美国专家认为:“大面积的强夯加固,处理深度可达 30 米。当应用于非饱和土时,压缩过程基本上同实验室中的击实实验相同。对于饱和无粘性土,夯击过程可产生液化,其压缩过程与爆破和振动密实的过程相同。对饱和细粒土的加固效果,成功与失败的工程实例均有报道。对于这类土需要破坏土的结构,产生超孔隙水压力以及通过裂隙形成排水通道进行加固。而强夯法对加固杂填土特别有效。”就是强夯加固不同类型路基机理的高度概括。
2.2各因素对强夯加固深度的影响
强夯法加固路基施工中需要特别注意的是影响强夯加固深度的因素。在强夯法中,土体的有效加固深度是进行结构基础设计的主要依据。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除了夯锤重的落距以外,锤底单位压力、路基土的性质、不同土层的厚度和埋藏顺序以及地下水等都与加固深度有着密切的关系,另外跟以下几个因素密切相关:强夯机具的工作效率,强夯施加的总的夯击能,土体的工程特性,路基土的地层结构,夯锤的形状,夯点布置等。
3 强夯施工的质量控制
3.1 强夯施工
(1)由于强夯施工的特殊性,施工中所采用的各项参数和施工步骤是否符合设计要求,在施工结束后往往很难进行检查,所以要求在施工中对各项参数和施工情况进行详细记录。
(2)开夯前检查夯锤重和落距, 以确保单击夯击能量符合要求。以每个夯点的夯击数作为强夯施工的控制标准, 而每点夯击数以最后两击下沉量不大于5cm 为准。
(3)强夯施工中夯点放线错误情况常有发生。因此,在每遍夯击前,都对夯点放线进行复核,夯完后检查夯坑位置,发现偏差或漏夯应及时纠正。
(4)在施工过程中,要用水平仪检测每个夯击点的沉降量,而水平仪离夯击点较近,为确认夯击震动对水平仪的影响,特用全站仪对其进行对比观测,经对比确认水平仪离夯击15m~20m 以外时,夯击震动对其影响很小, 满足观测精度要求。为保证加固质量,应严格控制放线精度和落锤位置,并在主夯、副夯前铺40cm厚的碎石垫层, 以便均匀传递夯击能。
(5)每遍夯点、夯击次数和落距要严格控制, 杜绝发生降低夯能、少夯、漏夯等现象。
(6)因为强夯在路基施工中的应用还不很广泛,缺少实践经验,所以在试验段施工过程中,我们要求每个施工人员树立严谨的科学态度,详细记录,认真分析,总结经验,为大面积施工掌握第一手资料。
3.2 质量检测控制
(1)质量检验内容控制
强夯路基的质量检验, 包括施工过程中的质量监测及夯后路基的质量检验, 其中前者尤为重要。所以必须认真检查施工过程中的各项测试数据和施工记录, 若不符合设计要求时, 应补夯或采取其它有效措施。
(2)质量检验时间控制
经强夯处理的路基, 其强度是随着时间增长而逐步恢复和提高的, 因此在强夯施工结束后应间隔一定时间方能对路基质量进行检验。其间隔时间可根据土的性质而定, 时间越长, 强度增长越高。对于碎石土和砂土路基,其间隔时间可取1~2 周;低饱和度的粉土和粘性土路基, 可取2~4 周。
(3)质量检验数量控制
强夯路基质量检验的数量, 应根据场地复杂程度和筑物的重要性确定。考虑到场地土的不均匀性和测试方法可能出现的误差, 对于简单场地上的一般建筑物, 每个建筑物路基的检验点不应少于3 处:对于复杂场地或重要建筑物路基, 应增加检验点数。检验深度应不小于设计处理的深度。强夯法加固公路路基在实践中是基本可行的, 特别是当路基填土是土、石
结束语
强夯夯实公路路基是一种非常好的施工方法,利用机械少,速度快,投资省、质量高,是符合我国又好又快建设社会主义国情的。但在我国还没有得到广泛应用,只是少数省在二级路和部分高速公路特殊路段得到试用。其原因:一方面是设计单位和施工单位对强夯施工路基没有经验和认识上的差距,更主要的一方面是我国还没有对强夯施工路基的技术要求和规范性技术标准。建议设计单位有条件时可进行强夯施工的路基设计,希望施工单位在施工中不断积累经验;更希望权威单位制定相应规范或技术标准,从而使强夯在公路路基施工中得到推广。
参考文献:
【1】吴黎文.强夯法加固地基的应用[J].福建地质,2005,02.
【2】曾锋,石纲.强夯法在回填碎石土地基上的应用[J].人民长江,2005,03.
【3】 徐金明,陈文财,张剑峰.等.强夯法加固软土地基的现场对比试验研究[J].工程勘察,2003,02.
论文作者:周霜
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/2
标签:路基论文; 深度论文; 因素论文; 结构论文; 机理论文; 质量检验论文; 水平仪论文; 《防护工程》2017年第36期论文;