濕陷性黃土路基的處理及質(zhì)量控制

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濕陷性黃土路基的處理及質(zhì)量控制
王進(jìn)江

建筑設(shè)計(jì)論文,論文發(fā)表,論文網(wǎng),職稱論文,建筑設(shè)計(jì)
【摘要】首先說明了夯實(shí)法的作用機(jī)理，結(jié)合實(shí)際工程，介紹了強(qiáng)夯施工在濕陷性黃土路基處理中的應(yīng)用以及質(zhì)量控制，實(shí)踐證明，強(qiáng)夯法在濕陷性黃土路基處理中效果明顯。
【關(guān)鍵詞】強(qiáng)夯法濕陷性黃土施工工藝
強(qiáng)夯法又被稱為“強(qiáng)力夯實(shí)法”或“動(dòng)力固結(jié)法”，這種方法是將一定重量的夯錘反復(fù)提升到一定高度，錘自由降落，依靠其所產(chǎn)生的巨大沖擊和振動(dòng)能量，提高地基的承載力，改善其特性，達(dá)到降低土體壓縮性的目的。目前，在工程施工中主要應(yīng)用于構(gòu)造物地基處理，路基軟弱地基處理等項(xiàng)目。
l工程概況
某高速公路N4合同段為濕陷性黃土路基，具有自重濕陷性。表層為褐黃色黃土狀粉土，局部地段夾黃土狀粉質(zhì)粘土薄層或透鏡體濕陷系數(shù)為O．048一O．09l，濕陷起始?jí)毫?7～153kPa。厚度為5—6m。因黃土狀粉土固結(jié)性差，承載力低，遇水后抗剪強(qiáng)度迅速衰減，工程性質(zhì)較差。根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，通過多種處理方案進(jìn)行對(duì)比、分析，確定采用強(qiáng)夯法處理該段濕陷性黃土路基。在大面積的強(qiáng)夯施工前先進(jìn)行試夯，試驗(yàn)段位置為N4+520一N4+。720。
2施工參數(shù)及設(shè)備的選擇
2.1 有效加固深度
濕陷性有效加固深度按Menard公式進(jìn)行計(jì)算：
H=K•(M．h／10)0.5其中，K為有效加固深度修正系數(shù)，對(duì)于濕陷性一般取o．45～0．60，本段取o．55；M為錘重(kN)；h為落距(m)。根據(jù)選用機(jī)械設(shè)備代入求得有效加固深度為7．78m，大于本段濕陷性黃土層厚度。
2.2 夯擊點(diǎn)布置
采用圓形夯錘，夯點(diǎn)采用梅花形和正方形兩種布置。其中夯點(diǎn)為正方形網(wǎng)格布的，為使夯能充分傳遞到地基深層，夯點(diǎn)中心距離取2倍錘徑8 m，其順序?yàn)橄劝? m間距依次完成第一遍，第二遍選用已夯點(diǎn)間隙，依次補(bǔ)點(diǎn)夯擊，以下各遍均在中間補(bǔ)點(diǎn)，最后以低能滿夯兩遍，錘印應(yīng)彼此搭接，表面平整。
2.3 夯擊次數(shù)
本段現(xiàn)場(chǎng)夯擊試驗(yàn)分別按4次，5次，6次進(jìn)行夯擊，經(jīng)過試夯測(cè)得夯擊與夯沉量之間的關(guān) 系：夯4擊后地基總夯沉量53cm，周邊隆起36㎜，最后2擊平均夯沉量52mm；夯5擊后地基總夯沉量58cm，周邊隆起33ram，最后2擊平均夯沉量48mm；夯6擊后地基總夯沉量62cm，周邊隆起31mm，最后2擊平均夯沉量44mm。按一般要求最后2擊平均夯沉量不大于50ram即5遍就可以滿足要求，為確保夯實(shí)質(zhì)量，選用6擊進(jìn)行控制。
2.4 夯擊遍數(shù)
本段夯擊強(qiáng)夯遍數(shù)為4遍，此4遍為“間夯”，最后再以低能量滿夯2遍，滿夯的目的是將松動(dòng)的表層士夯實(shí)。
3施工機(jī)械的選擇
一般采用大噸位的履帶式起重機(jī)，其穩(wěn)定性好，行走方便。夯錘一般選用15T、20T圓柱體夯錘，夯錘中設(shè)置4個(gè)對(duì)稱上下貫通排氣孔，以消除夯錘下落中產(chǎn)生的氣墊并減少起吊夯錘時(shí)土的吸力。
4工藝工序
(1)清理并平整施工現(xiàn)場(chǎng)。
(2)夯點(diǎn)放線，用石灰或木樁標(biāo)明第一遍夯點(diǎn)位置，并測(cè)量地面高程。
(3)起重機(jī)就位，使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置，測(cè)量夯錘錘頂高程并做好記錄。
(4)將夯錘起吊到預(yù)定高度，夯錘自由下落到夯點(diǎn)，若發(fā)現(xiàn)坑底傾斜面造成夯錘歪斜時(shí)，
應(yīng)及時(shí)將坑底整平。
(5)測(cè)量人員測(cè)量夯后錘頂高程，計(jì)算出夯后沉降量并做好記錄。
(6)最后兩擊平均夯沉量≤5cm時(shí)，移動(dòng)履帶吊位置，進(jìn)行下一個(gè)夯點(diǎn)，直至完成第一遍
全部夯擊。強(qiáng)夯過程中使土的含水量處于最佳狀態(tài)，對(duì)每一夯點(diǎn)的夯擊能、夯擊次數(shù)及夯后沉降量做好詳細(xì)記錄。
(7)每個(gè)夯點(diǎn)完成后，進(jìn)行滿夯，滿夯為低能夯，單點(diǎn)擊數(shù)為一擊，夯點(diǎn)彼此搭接1/4。
(8)每一段強(qiáng)夯均按設(shè)計(jì)圖紙布置夯點(diǎn)，每夯點(diǎn)按設(shè)計(jì)夯擊點(diǎn)數(shù)，對(duì)照原始記錄確保無漏
點(diǎn)、無少擊現(xiàn)象。
(9)滿夯完畢后平整場(chǎng)地，并壓實(shí)，測(cè)量路基高程和寬度。
5施工質(zhì)量控制與注意事項(xiàng)
5.1 強(qiáng)夯的質(zhì)量控制點(diǎn)
通過試夯確定施工參數(shù)，如夯錘重量、夯錘落距、單點(diǎn)總夯擊能、夯點(diǎn)距離、間歇時(shí)間、
夯擊遍數(shù)及有效加固深度。
夯錘必須平穩(wěn)自由下落，若傾斜下落或坑底面傾斜，能量損耗大，且夯擊中心易改變，影響工程質(zhì)量，滿夯時(shí)，能量不宜過大，夯印彼此搭接不留空檔，否則局部地段得不到加固，出現(xiàn)死角。
5.2 注意事項(xiàng)
(1)每班作業(yè)前必須檢查自動(dòng)脫鉤裝置、平衡支架、鋼絲繩及連接桿件等有無變形和損
傷，如有異常情況應(yīng)及時(shí)予以處理。
(2)吊車移動(dòng)和停置的地面應(yīng)大致平整，堅(jiān)實(shí)。禁止荷錘行走。吊車停置就位時(shí)，需檢查
基坑邊坡的穩(wěn)定性，距離邊緣太近要加固。要注意場(chǎng)地周圍高壓線、臨時(shí)照明線及鄰近的既有工程，施工中要與其保持足夠的安全距離。
(3)重錘起吊后嚴(yán)禁人員從吊桿及錘下方通過，并禁止在緊靠吊車周圍站立。當(dāng)重錘上升
接近脫鉤高度時(shí)，吊車司機(jī)注意力要高度集中；重錘脫鉤中，吊車要停止卷揚(yáng)(司機(jī)須提前握好操縱桿，免得臨時(shí)操作失誤)。重錘升到規(guī)定高度不能脫鉤時(shí)，指揮人員須立即發(fā)出停車信號(hào)，并將重錘緩慢放下，待判明原因后進(jìn)行處理。重錘上升中途不要急剎車和緊急落錘，以免吊車傾覆。
(4)當(dāng)釣鉤還在較大擺動(dòng)時(shí)。掛鉤人員不得上錘頂作業(yè)。進(jìn)行掛鉤作業(yè)時(shí)，必須思想集
中、配合默契，防止撞擊、擠壓。掛鉤必須掛牢固、卡緊，并注意檢查脫鉤鋼絲繩等是否有死結(jié)或纏繞在其它物件上。
(5)夯擊過程中若由于夯坑底部?jī)A斜，需要填土整平時(shí)，重錘吊離地面高度不得大于lm；
并要待重錘停穩(wěn)后方可填土。填土?xí)r不得將腳、手及鐵锨等伸進(jìn)重錘底下，防止重錘下落傷人。
在每一夯擊點(diǎn)進(jìn)行施夯前，應(yīng)清除地面上的石子，并視情況適當(dāng)灑水，以防塵土飛揚(yáng)。吊車操作室風(fēng)擋玻璃前應(yīng)設(shè)置一面鋼絲防護(hù)網(wǎng)或防護(hù)罩。
(6)因強(qiáng)夯震動(dòng)大，應(yīng)在施工過程中定期檢查附近的易受震變形的建筑物及較近的邊坡或陡坎的穩(wěn)定性。
5.3 檢測(cè)方法
檢測(cè)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入、瑞雷波試驗(yàn)，確定地基承載力等指標(biāo)。若強(qiáng)夯效果不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，須進(jìn)行補(bǔ)夯。主要檢測(cè)指標(biāo)為壓實(shí)度和承載
力。
5.3.1 壓實(shí)度檢測(cè)
在每500—1000㎡面積內(nèi)任選3處，自夯面向下每隔50—100cm采用灌砂法測(cè)定土的壓實(shí)度等指標(biāo)。由于部分路段處理土層較厚，開挖后檢測(cè)深層土層的壓實(shí)度。經(jīng)過試驗(yàn)得出，強(qiáng)夯后土層密實(shí)度比處理前提高了3％～8％，能滿足公路路基壓實(shí)度的要求。
5.3.2 承載力檢測(cè)
強(qiáng)夯結(jié)束后一個(gè)月，分別采用平板載荷試驗(yàn)和動(dòng)力標(biāo)貫對(duì)強(qiáng)夯后的地基承載力進(jìn)行檢測(cè)。
（1）平板載荷試驗(yàn)。對(duì)兩點(diǎn)進(jìn)行載荷試驗(yàn)，采用1．0m×1.0m承壓板，由百分表量測(cè)沉降。由于不需要作地基的破壞檢測(cè)周此施加的載荷僅為設(shè)計(jì)承載力140kPa的2倍，需施加的最大荷載量為280kN，分10級(jí)加載。
（2）動(dòng)力標(biāo)貫檢測(cè)。對(duì)沿線地段進(jìn)行20個(gè)動(dòng)力標(biāo)貫自檢和18個(gè)動(dòng)力標(biāo)貫抽檢，每10cm夯錘擊數(shù)均大于3擊，平均擊數(shù)10.2擊，承載力在140～160kPac．說明經(jīng)過強(qiáng)夯處理后，地基土明顯密實(shí)，承載力大幅度提高。
6 強(qiáng)夯效果
本段強(qiáng)夯處理濕陷性黃土地基65996m2,夯完待孔隙水壓消散后采用靜力觸探或標(biāo)準(zhǔn)貫人度(N63.5)檢驗(yàn)，并對(duì)地基加固效果進(jìn)行了檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明：干容重提高，地基土擠壓密實(shí)，設(shè)計(jì)處理深度以內(nèi)地基土的濕陷性完全消除，地基土的承載力提高兩倍以上。