強(qiáng)夯處理高速公路軟土地基施工

強(qiáng)夯處理高速公路軟土地基施工介紹了強(qiáng)夯施工工藝處理軟件的主要施工參數(shù)的確定及施工完畢后的質(zhì)量檢驗(yàn)情況。標(biāo)簽：夯擊能；落距；夯點(diǎn)間距；夯擊擊數(shù)；夯擊遍數(shù)間歇時(shí)間一、工程概況四川省西昌至攀枝花高速公路C9合同段設(shè)計(jì)施工圖中有兩段強(qiáng)夯段，分別為K112+300?K112+377,共77米長(zhǎng)，寬62.4米及K114+211?K114+697共486米長(zhǎng)，寬約43米，共約26000m2。該地基下部為粉土，厚約2.0?3.75m，標(biāo)貫擊數(shù)為3擊，為可液化土，再下層為卵石質(zhì)土，為解決該處軟弱地基土和可液化土的情況，既保證工程施工的質(zhì)量，又要經(jīng)濟(jì)合理，故設(shè)計(jì)采用強(qiáng)夯進(jìn)行處理。二、強(qiáng)夯施工簡(jiǎn)介強(qiáng)夯施工前需按設(shè)計(jì)要求換填60cm砂卵石墊層，并碾壓，夯前需作地基的標(biāo)貫復(fù)查。強(qiáng)夯既具備散體材料的擠密、置換、排水等特征，又具有強(qiáng)夯加固動(dòng)力固結(jié)效應(yīng)。另外，強(qiáng)夯的施工還具有設(shè)備簡(jiǎn)單、適應(yīng)性廣、效果顯著、經(jīng)濟(jì)和工效高的特點(diǎn)，此施工工藝已成為我國(guó)地基處理的一項(xiàng)重要技術(shù)，但是強(qiáng)夯的施工所造成的振動(dòng)、噪音等公害也應(yīng)引起足夠的重視。三、強(qiáng)夯置換碎石樁的作用機(jī)理強(qiáng)夯法是通過重錘在某一高度自由下落，在極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)地基土施加一個(gè)強(qiáng)大的沖擊能，這種沖擊能又轉(zhuǎn)化成各種沖擊波和動(dòng)應(yīng)力（包括壓縮波、剪切波和瑞利波），使地基土強(qiáng)制壓縮或振密。同時(shí)散體材料樁的存在屆使得土體中由強(qiáng)夯引起的超孔隙水壓力得以迅速消散，土體迅速得到固結(jié)，抗剪強(qiáng)度不斷提高，抗液化能力不斷增強(qiáng)，可大幅度提高地基承載力，減小地基沉降。強(qiáng)夯后，土體強(qiáng)度提高的四個(gè)過程：夯擊能量轉(zhuǎn)化，同時(shí)伴隨強(qiáng)制壓縮或振密（包括氣體的排出、孔隙水壓力上升）。土體液化或土體結(jié)構(gòu)破壞（表現(xiàn)為土體強(qiáng)度降低或抗剪強(qiáng)度喪失）。排水固結(jié)壓密（表現(xiàn)為滲透性能改變，土體裂隙發(fā)展，土體強(qiáng)度提高）。觸變恢復(fù)并伴隨固結(jié)壓密（包括部分自由水又變成薄膜水，土的強(qiáng)度繼續(xù)提高）。四、強(qiáng)夯的施工工序1、起重設(shè)備和夯錘的選擇在施工中根據(jù)夯擊能的大小及設(shè)計(jì)要求處治后所達(dá)到的效果選擇起重設(shè)備、夯錘及自動(dòng)脫釣器等。西攀高速公路C9合同段強(qiáng)夯置換碎石樁設(shè)計(jì)要求有效加固深度2.0?3.75m，夯擊能為2000KN.m，落距7.0m。起重設(shè)備選擇了型號(hào)為QU20型履帶吊車，ZL-50型裝載機(jī)，夯錘選用重15t，底面直徑為2m的平底夯錘及相應(yīng)的脫鉤器，夯錘中設(shè)置了3個(gè)上下貫通的氣孔，孔徑為250mm，它既可減少起吊夯錘的吸力，又可減少夯錘著地前的瞬時(shí)氣墊上拉力所造成的能量損失。施工時(shí)使用滑輪組起吊夯錘，利用自動(dòng)脫鉤器裝置使錘體形成自由落體。拉動(dòng)脫鉤裝置的鋼絲繩，其一端固定在吊機(jī)上，以鋼絲繩的長(zhǎng)短控制夯錘的落距。夯錘掛在脫鉤器的鉤上，當(dāng)?shù)蹉^提升到要求的高度時(shí)，張緊的鋼絲繩將脫鉤器材的伸臂拉轉(zhuǎn)一個(gè)角度，致使夯錘突然落下。施工中，為防止其重臂在較大仰角下突然釋重而有可能發(fā)生后傾，在履帶吊車的臂桿端部設(shè)置了輔助門架。2、夯擊范圍由于地基應(yīng)力的擴(kuò)散作用，故強(qiáng)夯在施工中處理的范圍應(yīng)大于路基基礎(chǔ)范圍，一般每邊超出基礎(chǔ)外緣寬度的1/2-2/3，并不得小于3m。3、夯點(diǎn)布設(shè)及夯擊遍數(shù)夯點(diǎn)為等腰三角形布點(diǎn)，夯點(diǎn)間距3.5mx3.5m。分三遍完成夯點(diǎn)夯擊，第一遍夯點(diǎn)間的間距均為7.0m。最后再以低夯擊能（1000KN.m）滿夯一遍，其目的是將表面松動(dòng)的表層土夯實(shí)。下圖表示西昌至攀枝花高速公路C9強(qiáng)夯段夯點(diǎn)布置及夯擊次序。9個(gè)夯點(diǎn)分3遍夯完。第一次夯4點(diǎn)，7mx7m正方形布置；第二次夯1點(diǎn)；第三次夯4點(diǎn)，4.95mx4.95m正方形布置，三次完成9個(gè)夯擊點(diǎn)為3.5mx3.5m正方形布置。4、夯擊次數(shù)的確定每遍夯擊次數(shù)可通過現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量的關(guān)系曲線來確定，且應(yīng)同時(shí)滿足下列要求：（1）最后一擊的夯沉量一般不大于10cm；（2）夯坑周圍的地面不應(yīng)發(fā)生過去時(shí)大的隆起；（3）不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難；（4）每擊的夯沉量不應(yīng)過小，否則加固效果不明顯。試驗(yàn)路段通過試夯，確定夯擊能2000KN.m，夯擊次數(shù)為9擊，結(jié)果表明能夠滿足上述幾點(diǎn)要求，加固效果較好。試驗(yàn)路對(duì)598個(gè)夯點(diǎn)的施工中，采用夯擊能為2000KN.m（錘重15t，直徑2m）首夯153個(gè)點(diǎn)，夯擊9次，填料量10.5m3。第二次夯點(diǎn)146個(gè)，夯擊8次,填料量10.5m3。第三次夯點(diǎn)299個(gè)，夯點(diǎn)8次，填料量7m3。5、間歇時(shí)間間歇時(shí)間是指兩遍夯擊之間的時(shí)間間隔。時(shí)間間隔取決于土中超孔隙水壓力消散時(shí)間。通過試樁發(fā)現(xiàn)，間歇時(shí)間與施工所采用的夯擊能及工程地質(zhì)條件有很大的關(guān)系，對(duì)于粘性土的地基，夯完一遍需間歇4?5周才能進(jìn)行下遍的夯擊。6、隆起情況夯擊過程中，夯點(diǎn)周圍土的隆起與夯擊能、夯擊遍數(shù)及距夯點(diǎn)的距離有關(guān)。三次置換完畢后，地面的平均起量分別為12.4cm、16.3cm和15.8cm。累計(jì)隆起44.5cm。滿夯后平均隆起40.1cm。五、施工中的質(zhì)量控制根據(jù)設(shè)計(jì)要求所達(dá)到的有效加固深度和影響深度，用最后一擊的夯沉量對(duì)夯擊質(zhì)量進(jìn)行控制，一般最后一擊的夯沉量不大于10cm。施工中各夯點(diǎn)夯擊次數(shù)和夯擊效果是否達(dá)到要求的控制標(biāo)準(zhǔn)除滿足最后一擊的沉降量要求外，還要滿足以下條件：（1）圍地面不應(yīng)有過大的隆起現(xiàn)象；（2）不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。另試驗(yàn)結(jié)果表明，每遍夯擊的間歇時(shí)間也直接影響到夯擊效果，如果間歇時(shí)間過短，孔隙水壓力沒有完全消散，夯擊時(shí)很容易發(fā)生夯坑過深而起錘困難，最后一擊的沉降量也不易控制，夯擊效果也受到影響。建議每遍的間歇時(shí)間為4-5周。六、強(qiáng)夯置換碎石樁施工要點(diǎn)（1）清理平整場(chǎng)地，測(cè)量整平后地面標(biāo)高。（2）鋪設(shè)80cm厚碎石的墊層，以便于機(jī)械行走。（3）測(cè)量放線，放樣出第一遍夯點(diǎn)位置（用白灰或竹簽做出標(biāo)記），夯點(diǎn)定位允許偏差±5cm。（4）機(jī)械設(shè)備選用了型號(hào)為QU20的履帶吊車，型號(hào)為ZL-50的裝載機(jī)和重15t、底面直徑為2.0m的平底夯錘及相應(yīng)的脫鉤器等。（5）對(duì)第一遍夯擊點(diǎn)進(jìn)行夯擊。在夯擊前和夯擊后須測(cè)出夯點(diǎn)處和夯點(diǎn)周圍的地面標(biāo)高，每夯擊一次測(cè)量一次。按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊，在移到另一個(gè)夯點(diǎn)進(jìn)行夯擊。