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高速公路填石路基強夯處理

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導語:強夯法即強力夯實法,又稱動力固結法。是利用大型履帶式強夯機將8-40噸的重錘從6-40米高度自由落下,對土進行強力夯實,迅速提高地基的承載力及壓縮模量,形成比較均勻的、密實的地基,在地基一定深度內改變了地基土的孔隙分佈。強夯法施工已廣泛運用到高速公路鐵路,機場、核電站、大工業區、港口填海等基礎加固工程。優點工期短、效果好、造價低。

高速公路填石路基強夯處理

  1前言

高速公路特殊的交通功能和長期的建設實踐證明:必須要求路基(堤)密實、均勻,以減少路堤沉降、提高路堤的穩定性與耐久性,保證路面處於良好的運營服務水平。填方路堤施工是高速公路工程施工中一個非常重要的環節,需要精心組織、精心施工,確保工程質量。通常,當填方路堤的填築材料粒徑大於2mm的顆粒含量大於70%,粒徑小於O.074mm的顆粒含量少於15%時,就稱為石質路堤,即填石路堤。填石路堤要做到密實、均勻、穩定,施工難度很大,解決好填石路堤的壓實方法、質量控制和施工檢測,是當前高速公路工程建設的重要研究課題。

  2高填斜坡地帶填石路堤沉降變形的原因分析

2.1現行公路工程技術規範要求填石路堤使用的壓實機具噸位偏低,碾壓功能有限,壓實工藝不足。

2.2現行公路工程技術規範要求路堤的壓實度標準為:O~0.8m不少於95%;0.8~1.5m不少於93%;1.5m以下不少於90%,而大於6m以上的填石路堤均會產生較大的自重荷載,使填築路堤發生壓實沉降。

2.3高填斜坡地帶填石路堤,在縱向與橫向斷面上存在著自然客觀的差異沉降變形。通常,斜坡地帶填石路堤的層底難以壓實,為了形成壓實作業層的工作面,需不斷調整作業層的鬆鋪厚度,以避免同一斷面上密實度不均勻。

2.4填石路堤採用的山體爆破石塊,難免存在著大於1/2~2/2層厚的石塊,且級配不好,而常規壓實機械的振動壓實功能不足,必然會形成較多石塊的點面接觸,這種不穩定石塊骨架間存在的空隙,不能使石塊間達到緊密嵌擠咬合狀態,因此就容易產生不均勻的沉降變形。

  3高填斜坡地帶填石路堤的強夯處理施工工藝

由於強夯壓實的作用深度大,施工功率慢,施工工期長,施工成本費用高,所以不可能對每層填石材料都進行強夯壓實處理。實際施工中,對洛三高速公路第四合同段的K50+100~K50+500段高填斜坡地帶填石路堤進行了兩次強夯壓實,施工工藝組合為:先採用常規的壓路機械進行填料的分層壓實,待填築壓實到35.1m至49.2m(路基中線標高距路基設計頂面3.7m至10.8m)後,採用了強夯作業方法進行第一遍強夯處理,達到路基設計標高後進行第二遍強夯處理。

  3.1強夯裝置

強夯裝置是由起重機和夯錘兩部分組成。該施工段採用的起重機是波蘭產的KUl207履帶吊車,起吊高度17.6米,採用的夯錘底面成圓形,直徑2.25m,總重17.4KN。每擊的夯擊能量為:

E=174.4KN×17.6m.3070KN·m

  3.2強夯引數試驗

強夯引數試驗的'目的是選定強夯施工引數。試驗時先進行單點試驗,再根據單點試驗的結果佈置試驗區進行區域試驗,最後綜合確定強夯施工引數。

  3.3強夯施工工藝

  3.3.1確定強夯施工引數

首先進行單點試驗和區域試驗,據此確定強夯施工引數。

  3.3.2施工放樣

先繪製施工圖,佈置好夯點位置,按要求用石灰放出夯點位置,誤差不得大於10cm。

  3.3.3夯擊

要求逐點連續夯擊,退行。定時測量夯錘起吊高度,確保夯擊能量。每個夯點夯前和最後3擊測量夯錘底面高程。夯擊完成後推平碾壓。

  3.3.4場地高程測量

用水準儀按3.3mx3.3m方格網測量強夯前後場地高程,計算出平均夯沉量。

  3.3.5強夯施工質量控制

A.密實度檢測

用灌水法或灌砂法逐層檢測密實度,每層深度為1.0m。試坑直徑80~90cm,測點深度不小於70cm。每5000m2檢測一點,不足5000m2也應檢測一點。

B.強夯施工引數控制

施工中每10個施工日抽測一次夯錘落距。每天抽測一個夯點的夯擊擊數、兩個夯坑的總深度及最後兩擊平均沉降差。每2500m2檢測縱橫各8個夯點的一個區域的夯點中心距。夯點選數少於規定值或夯點中心距大於規定值時應及時補夯。

  4結束語

綜合上述分析及工程實踐,提出如下結論:

4.1高填斜坡地帶高速公路填石路堤存在客觀的差異沉降變形因素,採用常規的壓路機械碾壓施工,儘管路基填料壓實度能滿足規範要求,但是在路堤內還存有一定量的空隙。

4.2強夯處理能最大限度地減少填石路堤之間填料的空隙量,對已按常規壓路機械壓實後的填石路堤進行強夯處理,效果顯著,如強夯影響深度達到7米以上,夯後壓實度提高了5.5%,平均夯沉量43cm。考慮強夯處理的作用深度大,施工工期長,施工成本費用高等因素,施工中不能對每層填石路堤都進行強夯處理,建議只對高速公路填石路堤93區和95區進行強夯處理,能有效地提高工程質量和經濟效益。

4.3對高填斜坡地帶高速公路填石路堤進行一定次數的強夯處理,能從根本上減少路堤沉降隱患,提高路堤的整體強度,保證其穩定性和耐久性,從而大大提高高速公路的修建質量。