摘要 :随着我国社会经济的快速发展,基础建设项目规模越来越大,并且数量也越来越多。特别是在城市建设过程中,市政道路网络在不断完善,能够为人们出行带来极大便利。在市政道路工程施工过程中,为了进一步确保工程的施工质量,必须对软土路基进行有效加固处理,而强夯法施工技术在市政道路软土路基处理过程中的应用比较广泛。为了提高强夯法施工技术的应用效果,需要对强夯法施工技术进行研究,探讨强夯法施工技术在实际应用过程中的要点以及质量控制措施,进一步提高软土路基的处理水平,保证市政道路的安全性以及牢固性。
关键词:强夯法;施工技术;市政道路;软基处理
前言
随着国民经济的高速发展,各类基础建设项目不断增多,尤其是市政道路网络的完善,给人们的出行带来了极大便利。在市政道路工程施工过程中,为了确保工程的建设质量,必须有效的对软土路基进行有效的处理。强夯法施工技术具有施工成本低,施工效率高的优点,在市政道路软土路基处理中的应用日渐广泛。
1.强夯法的概述
1.1 强夯法概念与特点
强夯法主要指的是为了提高软土地基的承载力,而采用重锤从一定的高度自由下落而对土地进行夯实的过程,这种方法在使用的过程中是一种机械加固措施,因此也被称为动力固结法。一般在工程项目中都是利用起吊设备将重锤提升至 10m 以上的高空,进而从高空自由落下,利用自由落体的冲击力对土壤进行压实,这种方法目前被广泛应用在砂性土、软土和粘性土之中,同时因为其对周围环境影响较小,所以也被广泛的应用在建筑群较为密集的地区和市政工程中。
1.2 强夯法的施工优势
强夯法在施工的过程中具施工工艺较为简单、地基加固效果明显、适用范围广泛、工期时间短、工程进价低等优点。在过去刚应用时,强夯法主要被应用在砂性土和碎石土地基中,经过几十年的不断应用与完善,通过不断引进各种先进的新技术和新方法来对地基进行加固和改进,从而使强夯法的应用范围不断扩大,如今已被广泛应用在各种不良的土质之中,如沙土,黏性土等,强夯法因具备着种种的优点,而成为工程施工过程中不可忽视的环节。
1.3 强夯法施工方法
施工之前清理并平整施工场地是必要的,标出第一遍夯点位置,并测量场地高程,选择合适的标高。当起重机就位,夯锤置于夯点位置时要测量夯前锤顶高程,根据夯坑的深度来确定将夯锤起吊到预定高度,开启脱钩装置。夯锤脱钩自由下落后,放下吊钩,测量锤顶高程,如若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜,应及时将坑底整平,有的地区因为土质的差异往往要重复步骤,因此我们要按设计规定的夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击。完成夯击之后才更换夯点,重复之前的步骤,完成全部夯点的夯击。并不复杂的工作却要更加精密的预测与计量。
2.工程概况
某市政道路工程全长 17.2km,此区域涉及的施工地质是一类湿度较大的黄土,这类土质对保障工程施工水平极为不利。因而在正式的施工之前,应借助于众多的举措来对具体的路段实施相应的操作,以防止发生严重的沉降反应。综合考虑施工技术条件,本项目设计填土高度大于10m 地基采用强夯处理,采用强夯处理的路基共 13 段,总长达 2979m。
3.强夯法施工技术在市政道路软土路基处理中的具体应用
3.1施工筹备
①在实施强夯施工之前,应把施工区域的环境维持清洁,特别是一些杂质等务必清理干净。对于施工区域的土层部署务必达到所需的规格,相应的厚度等应满足各方的具体运用。
②在正式施工之前,还需要做好土工测试,在相应测试时如果发现有规格不达标的应及时更改调整,以达到各项测试的指标都满足工程的标准。通常条件下,相应的抽样剖析是 50~100m 一个批次。借助于相应的土工测试,最终得出含水量和干密度等最大的规格,以作为夯实效果的核心参照。
③技术人员应切实地勘测施工区域的环境和实地状况。在正式施工前应严格把控地下管线的埋设部署,必要的情况下设定相应的防护部署。与此同时,应依照施工规格的标准,切实把控强夯的具体力度,并落实好区域的距离管控操作。在本工程施工中,夯实施工方案如表 1 所示。
表 1 强夯法的施工设定重点
3.2 强夯施工
(1)平整施工场地。在实施强夯施工之前,应借助于推土机器械进行地面的平整操作。通常来看,实施预压施工时相应的频度不得少于 2 次,另外在具体施工时,为了确保施工器械的通行顺畅,应部署一些临时性大的车道,具体的车道规格等都应达到工程规格的标准。另外施工实地的排水条件也应确保完好,从而能够及时有效地排除施工的地表积水。
(2)试夯施工。为了能够切实保障正式夯实的效果达到工程的标准,因而在正式夯实之前应选定相应的区域实施试夯操作。夯击点的部署应设定为梅花形状,相应的夯击程度也应把控到位。综合此次测试的数据情况,进而有效地确定夯击频次和夯击的沉降程度,并最终对土体的移位等具体明确,从而确保在后期操作中各项施工规格符合具体施工的标准。
(3)夯击点和行距的设定。在实施强夯施工之前,应首先确定夯击点的部位和间隔距离,并依照部署确定相应的夯击点。把控地点进行设定的时候,应把设定的把控地点作为一个固定的桩号进行设定,从而最终确定相应规格的夯击点的部位。与此同时还应把具体设定的夯击点部位以及把控桩地点设定等详细记录。
(4)虚度铺设的厚度设定。在实施相应的虚度铺设的环节中,应全方位地对相应部件的间隔等认真分析,相应的铺设厚度应严格把控,从而确保符合施工的具体规格。
(5)粒径的把控。此项工程实施路基填筑的材料选定的是泥岩,并借助于爆破岩石的方式搜寻材料。综合相应的技术规格标准,具体的粒径规格应切实符合施工的标准,一旦填筑材料规格达不到施工的需用标准,那么就应实施填料的粉碎操作,以方便后续施工的部署。
(6)强夯顺次。此项工程的强夯施工是具体分段进行操作的,一般来看,相应强夯的施工操作,都是由路基的两侧向中间部位推进。另外需要注意的是,起重机器械的推进应保持直线施工的状态。在每一次夯实完成之后,都应及时使用推土机实施平整性的操作。接着实施相应的定位部署,只有在各项规格都符合施工标准时才可继续施工。在具体施工时,应切实加固深层土,接着对中层土进行处理,而最后实施表层土的夯实操作。最后一次的夯实格外重要,应切实保障表层的密实效果符合工程的标准。
(7)强夯次数。强夯次数确定之前,应首先明确夯实沉降的相应规格。通常情况下,土粒的粒径越小,那么增加的厚度就越多。而对于后续的土层沉降量方面,借助于强夯次数的增加,能够切实地提升路基水准,并确保工程水平符合需用规格。
4.柱锤冲扩桩加固地基
柱锤冲扩桩是在强夯法的基础上通过改变夯锤的形式, 以达到获得最大限度的夯击能量和对周边环境的振动干扰最大限度的减少的思路提出的。其加固机理主要体现在以下四个方面:①通过柱锤的落下的夯击能使得在成孔和成桩的过程中对原状土的动力挤密作用。②通过柱锤的落下的夯击能对原状土的动力固结作用。③通过对夯孔填充碎石、片石、中粗砂、粉煤灰、水泥拌合料等材料,达到充填置换作用。④部分填料具有化学置换作用(如生石灰的水化和胶凝作用)。
柱锤冲扩桩复合地基适用于处理地下水位以上的杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基;对地下水位以下饱和土层处理,应通过现场试验确定其适用性。柱锤冲扩桩的处理地基的深度一般不宜超过 10m。
一般桩的布置范围应大于基底面积,以保证复合地基在边缘处正常传力。常用桩距为1.5~2.5 m或取桩径的2~3倍。桩径一般可取500~800 mm。桩深可根据工程地质情况及设计要求确定,一般桩底可取几个标高,或统一在一个标高上。
柱锤冲扩复合地基主要是由桩顶与基础之间的垫层、桩间土、柱锤扩桩几部分共同组成,由于其在运行过程中会承受一定量的垂直荷载,这会导致桩与桩间土同时产生沉降变形;桩的模量要远远大于土体的模量,这会导致在状体上出现应力集中现象,从而使得桩体的高强度优势得到充分的发挥。另一方面,由于在该结构中存在垫层,这会导致桩体不仅仅可以向下产生刺入变形;同时,也可以通过人为的方式为桩提供刺入变形,从而能够很好地解决桩土变形的问题。保证在垂直荷载作用下桩和桩间土始终协调工作,桩承担的荷载随时间的增加而减少,桩间土承担的荷载随时间的增加而增长,最后桩和桩间土的荷载分担的比例成一常数,使复合地基承载力增加,变形减少。
结束语:
综上所述,在对市政道路软土路基进行处理的过程中,对强夯法进行充分应用具有突出的优势。因为强夯法在施工过程中通过强大的夯机能力,可以对地基产生冲力,在地基中能够形成冲击波,而在冲击力的作用下,夯锤冲击上部的土体会破坏土地结构,构成夯坑。并且利用动力可以对周围的土体进行挤压,提升道路软土路基的承载能力以及稳定性。
参考文献:
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