摘要:我国公路上的行车数量以及载重量在不断增加,公路路基工程施工对强夯施工技术有着很大的意义。在公路工程中,根据施工环节的不同,需要应用到的施工技术也不尽相同,想要保证施工技术的应用效果能够达到最好,就必须要对其应用措施进行分析。本文从路基强夯技术的概念及其优点出发,分析了路基强夯法加固机理及其加固深度影响因素、要点以及强夯法加固路基施工中的质量保证措施等。
关键词:公路工程;路基加固;强夯技术
引言
随着我国经济与社会的快速发展,很多基础设施被大量建设并投入使用,而公路就是其中一个发展比较快的基础设施,但是在实践中还存在很多实际的问题。公路项目建设施工的过程中,路基是主要的承载结构部分,其关系着公路项目的安全性和稳定性。强夯施工技术是目前我国非常重要的路基加固技术,对于路基稳定性的提升有着直接的影响作用,可以保证路基具备较高的平整性和密实度,从而可以满足交通运行的需要。
1路基强夯技术的概念及其优点分析
强夯法亦称为动力固结法,有别于静力固结法。强夯法适用于砾类土、砂类土、低饱和度的粘质土和粉质土、湿陷性黄土、杂填土等路基,它一般是通过8t~30t的重锤采用8m~20m的落距(最高可达40m)自由落下冲击路基,使路基土在巨大的冲击能作用下,产生很大的动应力和冲击波,致使路基土的孔隙压缩,土体局部液化,在夯击点周围一定深度(10m~40m)内产生裂隙,形成良好的排水(气)通道,使土中孔隙水(气)顺利逸出,土体随之固结,从而在有效影响深度范围内提高土基强度,使土体密实,以达到提高强度、降低压缩性以及提高土层均匀程度的目的。
强夯法具有以下优点:一是对填料粒径要求不是特别严格。在普通路基填筑中,如果填料中有了粒径大于20cm的砾料,在摊铺碾压时都会造成一定的困难,而强夯施工的骨料粒径可达到40cm~50cm,据我们挖填时的回测观察,40cm~50cm砾料经强夯夯实后已大部分击碎与周围的土结合为一体。二是加快了整体施工的速度,虽然与压路机碾压比较单位工程量的造价有所提高,但缩短工期带来的效益也是比较显著的。三是在高填方中,用强夯夯实路基,由于其影响深度较深,可加强填料与原地面之间的结合。其缺点是:机具较为笨重,对于地形过于复杂的工地,进场比较困难。
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。
路基土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。路基土变形主要来源于以下几个方面:(l)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;(2)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;(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;(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;(5)粘性土的稳定结构受剪后,由于结构改变使土的孔隙减小。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。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。
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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。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: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路基强夯技术要点
3.1信息化施工管理
为提高强夯法施工的质量,并保证处理后路基的均匀性,尽量应用信息化施工方法,这种施工管理方法,是在现场施工过程中进行一系列测试和检验,将实测结果,利用计算机进行信息处理,对路基处理效果作出定量评价,然后反馈回来修正原设计,这样再按新方案进行施工,信息化施工可使工程的安全性、经济性及高效率融为一体。
3.2试夯施工
在本工程路基施工过程中,为了可以保证施工的质量达标,在施工开始前应该选择合适的位置进行试夯施工,其要与施工地区的性质完全一致,一般选择面积为500m2的地区进行试验。夯点的布置应该采用梅花形的方式,夯击能确定为2000kN•m,夯锤质量确定为15t,其直径为2.30m,底面积为4.155m2,落距达到了14.7m。根据试验过程中的技术参数,技术人员绘制夯击次数与沉量参数曲线,根据实际需要来确定落距、夯击次数等重要参数,为后续的施工提供基础条件。
3.3粒径控制
该工程施工时,泥岩材料是主要的填筑材料,而在收集材料时它主要是通过爆破的方式收集的,值得注意的是在材料选择时需要严格的按照技术规范的标准要求,出材料的粒径进行控制,填料的粒径必须要控制在填筑厚度的1/2以下,如果在施工中发现填料的粒径未能达到规定的要求,可以进行破碎或者筛分处理,以保证工程的质量达标。
3.4强夯遍数
在本工程路基施工过程中,夯击施工之前要明确夯击次数,值得注意的是在施工时需要考虑到沉降量、土质等方面的因素,综合考虑之下确定该参数。通常来说,土体颗粒的越细,强夯施工的次数需要适当的增加;含水量高应该适当增加夯击遍数。在操作时,需要对土层的沉降量进行控制,通常去下沉降量保证在80%~90%之间。
结语
在公路施工中,路基施工属于一项基础性的内容,良好的路基施工效果能够为路基强度以及质量的保证打下基础。将强夯法应用到具体的路基施工过程中,能够有效的解决施工中所遇到的软土地基的问题。大量的实践证明,这一方法的应用具有良好效果。需要注意的是,在强夯法的应用过程中,必须要通过相应的措施以及技术的实施来实现,同时还要注意土捣问题、弹簧土问题以及拔锤难度的问题,这样才能最大程度的提高公路工程软土地基的施工质量,从而进一步满足工程质量的要求。
参考文献
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论文作者:吕谦1,刘帆2,王永清3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/17
标签:路基论文; 粒径论文; 深度论文; 密实论文; 机理论文; 过程中论文; 施工技术论文; 《基层建设》2019年第16期论文;