强夯处理高速公路软土地基施工

强夯处理高速公路软土地基施工介绍了强夯施工工艺处理软件的主要施工参数的确定及施工完毕后的质量检验情况。标签：夯击能；落距；夯点间距；夯击击数；夯击遍数间歇时间一、工程概况四川省西昌至攀枝花高速公路C9合同段设计施工图中有两段强夯段，分别为K112+300〜K112+377,共77米长，宽62.4米及K114+211〜K114+697共486米长，宽约43米，共约26000m2。该地基下部为粉土，厚约2.0〜3.75m，标贯击数为3击，为可液化土，再下层为卵石质土，为解决该处软弱地基土和可液化土的情况，既保证工程施工的质量，又要经济合理，故设计采用强夯进行处理。二、强夯施工简介强夯施工前需按设计要求换填60cm砂卵石垫层，并碾压，夯前需作地基的标贯复查。强夯既具备散体材料的挤密、置换、排水等特征，又具有强夯加固动力固结效应。另外，强夯的施工还具有设备简单、适应性广、效果显著、经济和工效高的特点，此施工工艺已成为我国地基处理的一项重要技术，但是强夯的施工所造成的振动、噪音等公害也应引起足够的重视。三、强夯置换碎石桩的作用机理强夯法是通过重锤在某一高度自由下落，在极短的时间内对地基土施加一个强大的冲击能，这种冲击能又转化成各种冲击波和动应力（包括压缩波、剪切波和瑞利波），使地基土强制压缩或振密。同时散体材料桩的存在届使得土体中由强夯引起的超孔隙水压力得以迅速消散，土体迅速得到固结，抗剪强度不断提高，抗液化能力不断增强，可大幅度提高地基承载力，减小地基沉降。强夯后，土体强度提高的四个过程：夯击能量转化，同时伴随强制压缩或振密（包括气体的排出、孔隙水压力上升）。土体液化或土体结构破坏（表现为土体强度降低或抗剪强度丧失）。排水固结压密（表现为渗透性能改变，土体裂隙发展，土体强度提高）。触变恢复并伴随固结压密（包括部分自由水又变成薄膜水，土的强度继续提高）。四、强夯的施工工序1、起重设备和夯锤的选择在施工中根据夯击能的大小及设计要求处治后所达到的效果选择起重设备、夯锤及自动脱钓器等。西攀高速公路C9合同段强夯置换碎石桩设计要求有效加固深度2.0〜3.75m，夯击能为2000KN.m，落距7.0m。起重设备选择了型号为QU20型履带吊车，ZL-50型装载机，夯锤选用重15t，底面直径为2m的平底夯锤及相应的脱钩器，夯锤中设置了3个上下贯通的气孔，孔径为250mm，它既可减少起吊夯锤的吸力，又可减少夯锤着地前的瞬时气垫上拉力所造成的能量损失。施工时使用滑轮组起吊夯锤，利用自动脱钩器装置使锤体形成自由落体。拉动脱钩装置的钢丝绳，其一端固定在吊机上，以钢丝绳的长短控制夯锤的落距。夯锤挂在脱钩器的钩上，当吊钩提升到要求的高度時，张紧的钢丝绳将脱钩器材的伸臂拉转一个角度，致使夯锤突然落下。施工中，为防止其重臂在较大仰角下突然释重而有可能发生后倾，在履带吊车的臂杆端部设置了辅助门架。2、夯击范围由于地基应力的扩散作用，故强夯在施工中处理的范围应大于路基基础范围，一般每边超出基础外缘宽度的1/2-2/3，并不得小于3m。3、夯点布设及夯击遍数夯点为等腰三角形布点，夯点间距3.5mx3.5m。分三遍完成夯点夯击，第一遍夯点间的间距均为7.0m。最后再以低夯击能（1000KN.m）满夯一遍，其目的是将表面松动的表层土夯实。下图表示西昌至攀枝花高速公路C9强夯段夯点布置及夯击次序。9个夯点分3遍夯完。第一次夯4点，7mx7m正方形布置；第二次夯1点；第三次夯4点，4.95mx4.95m正方形布置，三次完成9个夯击点为3.5mx3.5m正方形布置。4、夯击次数的确定每遍夯击次数可通过现场试夯得到的夯击次数和夯沉量的关系曲线来确定，且应同时满足下列要求：（1）最后一击的夯沉量一般不大于10cm；（2）夯坑周围的地面不应发生过去时大的隆起；（3）不因夯坑过深而发生起锤困难；（4）每击的夯沉量不应过小，否则加固效果不明显。试验路段通过试夯，确定夯击能2000KN.m，夯击次数为9击，结果表明能够满足上述几点要求，加固效果较好。试验路对598个夯点的施工中，采用夯击能为2000KN.m（锤重15t，直径2m）首夯153个点，夯击9次，填料量10.5m3。第二次夯点146个，夯击8次,填料量10.5m3。第三次夯点299个，夯点8次，填料量7m3。5、间歇时间间歇时间是指两遍夯击之间的时间间隔。时间间隔取决于土中超孔隙水压力消散时间。通过试桩发现，间歇时间与施工所采用的夯击能及工程地质条件有很大的关系，对于粘性土的地基，夯完一遍需间歇4〜5周才能进行下遍的夯击。6、隆起情况夯击过程中，夯点周围土的隆起与夯击能、夯击遍数及距夯点的距离有关。三次置换完毕后，地面的平均起量分别为12.4cm、16.3cm和15.8cm。累计隆起44.5cm。满夯后平均隆起40.1cm。五、施工中的质量控制根据设计要求所达到的有效加固深度和影响深度，用最后一击的夯沉量对夯击质量进行控制，一般最后一击的夯沉量不大于10cm。施工中各夯点夯击次数和夯击效果是否达到要求的控制标准除满足最后一击的沉降量要求外，还要满足以下条件：（1）围地面不应有过大的隆起现象；（2）不因夯坑过深而发生起锤困难。另试验结果表明，每遍夯击的间歇时间也直接影响到夯击效果，如果间歇时间过短，孔隙水压力没有完全消散，夯击时很容易发生夯坑过深而起锤困难，最后一击的沉降量也不易控制，夯击效果也受到影响。建议每遍的间歇时间为4-5周。六、强夯置换碎石桩施工要点（1）清理平整场地，测量整平后地面标高。（2）铺设80cm厚碎石的垫层，以便于机械行走。（3）测量放线，放样出第一遍夯点位置（用白灰或竹签做出标记），夯点定位允许偏差±5cm。（4）机械设备选用了型号为QU20的履带吊车，型号为ZL-50的装载机和重15t、底面直径为2.0m的平底夯锤及相应的脱钩器等。（5）对第一遍夯击点进行夯击。在夯击前和夯击后须测出夯点处和夯点周围的地面标高，每夯击一次测量一次。按规定标准完成一个夯点的夯击，在移到另一个夯点进行夯击。