论文部分内容阅读
【摘要】以新建沈阳至丹东铁路客运专线本溪站站场为工程背景，针对站台墙与雨棚基础间回填土打夯处理问题，提出一种有效可行的施工方法。该方法将工地现有的SC220型挖掘机进行改装，使打夯后的回填土压实密度完全满足设计的要求。结果表明：采用此方法进行夯实处理，不但为后续施工工期提供了保证，而且节省了人工约1200工日，经费约18万元，并使在形成后的回填土压实密度上更具有保障。
【关键词】回填土；夯实处理；技术措施
前言
随着我国经济的迅猛发展、投资规模的不断扩大，建设用地趋于紧张，很多工程项目不得不选址在丘陵、山区或沿海地带，当场地地形或地基强度无法满足拟建工程要求时，往往需回填形成回填土地基。因回填的地基土质结构疏松，工程性质差，常需要回填土地基进行处理[1]。
强夯法是处理回填土地基的有效方法之一，可以消除地基土架空现象，提高地基土的密实度及承载力[2-4]。强夯技术起源于古老的夯实方法，它是在重锤夯实法的基础上发展起来的一种地基处理新技术[5]。在国际上将强夯法称动力固结法或动力压实法，这种方法是反复将很重的穷锤提到一定高度使其自由落下给地基以冲击能和振动能量进行穷实，从而提高地基的强度并降低其压缩性，改善砂土的抗液化条件等，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。目前使用的夯锤重量一般为10t至40t，提升高度大约在10m至40m，由于强夯法处理地基原理直观、设备简单、经济性较好、适用范围比较广泛，是当前一种比较经济简便的地基处理方法[6-7]。
本文以新建沈阳至丹东铁路客运专线本溪站站场为工程背景，对站台墙与雨棚基础间的回填土进行夯实处理，但由于站台墙与雨棚基础间空间太小，无法使用压路机等大型设备，而人工打夯方法需消耗太多人力，经济成本高且夯实效果较差，因此针对此问题提出一种可靠的施工方法，为以后类似回填土打夯工程问题提供科学的参考依据。
1、工程概况
新建沈阳至丹东铁路客运专线本溪站站场工程位于辽宁省本溪市，站场规模为高速场6站台面8线；普速场3站台面3线。基本站台12米，中间站台11.5米。高速场站台长450米，普速场站台长550米，高1.25米。中心里程DK66+220处设置12米宽进站天桥一座，面积1312.54m2；DK66+291.44处设8米宽旅客地道一座，面积1818.76m2；DK66+448.24处设5.2米宽行包地道一座，面积1450.53m2；站台雨棚为单柱悬挑，局部为双柱悬挑结构，雨棚面为叠合板，覆盖面积24883.73m2。建筑物使用年限50年。
站台墙与雨棚基础底标高为-4.67m，下挖深度约3.2m。因土方回填需要满足压实度要求，需对站台墙与雨棚基础之间的回填土进行打夯处理。为保证工程进度和设计要求，站台墙与雨棚基础间的填土打夯处理是后续施工的重要前提。但在实际施工过程中有几点问题需要解决：
（1）基础下挖深度约3.2m，由于施工场地和地址条件的约束，站台墙和雨棚基础间距不大于2.1m，如图1所示。因此不具备使用压路机等大型设备的条件；
（2）利用人工打夯填筑，人力消耗太多，不经济，且夯实效果不好；
（3）为保证本溪站站台配合站房工程按期交付使用，利用现有的人工和机械设备很难完成既定目标。
如何能找到安全简单的方法处理站台墙与雨棚基础间回填土打夯问题，为后续施工及时提供作业面，成为需要解决的关键问题。
2、回填土夯实的方法与方案
2.1回填土夯实的方法
利用工地现有的SC220型挖掘机，通过焊接将直径为600mm，厚度为70mm的钢板与挖掘机炮锤焊接形成一体，如图2。经过改装后的挖掘机只需在基槽边就可以对深度为3.5m的回填土进行打夯，其炮锤强劲的动力使打夯后的回填土压实密度完全满足设计的要求。最重要的是改装的挖掘机取代人工打夯后所带来的时间和经济效益尤为显著，不仅为后续工作及时提供了作业条件，而且节省了大量的人力物力。
图2 改装后的SC220型挖掘机
2.2回填土夯实的方案
在劳动力安排方面，根据工期要求及工程具体情况，施工设备的配套及施工能力进行安排，同时，在人员充足的情况下考虑职工工种的搭配结合，配备挖掘机司机1人、普工2人、小型打夯机1台。
在施工机械设备方面，为满足进场报验的各项标准，并具备齐全的相关手续，要做到以下4点：一是要配套，二是要先进，三是要满足施工要求，四是要保证完好率及利用率，能够满足施工工期的要求。介于此，配备挖掘机：1台，进行机械打夯施工；小型打夯机：1台，配合机械打夯后的细部处理。
在站台墙与雨棚基础间回填土过程中，挖掘机站到站台墙一侧对需要回填土的位置进行分层打夯，打夯厚度不得超过300mm。机械打夯完成后，对于站台墙与雨棚基础间各别未打夯到的位置利用小型打夯机进行细部的打夯处理。
通过此施工办法，每天站台墙与雨棚基础间的回填土速度平均为40m，不但达到既有设定的目标，并且节省了大量资源。
3、结论
针对新建沈阳至丹东铁路客运专线本溪站站场站台墙与雨棚基础间回填土夯实问题，由于空间小无法使用压路机等大型设备，而人工法消耗人力多，经济效益低，夯实效果差。对此提出了一种打夯处理的施工方法，采用该方法进行施工得到了理想的效果，并得到以下主要结论：
（1）通过利用改造后的挖掘机进行基底打夯处理方案，不但为后续施工工期提供了保证，而且在站台墙计划施工工期中提前20天完成。
（2）通过此方案，节省人工约1200工日，节省经费约18万元。（1200×150=18万元）
（3）在站台墙与雨棚基础间回填土打夯对比中，改装后的机械打夯比传统的人工打夯不但效率占有优势而且在形成后的回填土压实密度上更具有保障。
参考文献
[1]桂跃，朱佩宁，杨花海，等.回填土地基强夯处理效果检验方法对比研究[J].勘察科学技术，2012（1）：11-14.
[2]左名麒，朱树森.强夯法地基加固[M].北京：中国铁道出版社，1990.
[3] R D H Gerald A Leonards，William A Cutter. Dynamic compaction of granular soils[J]. Journal of the Geotechnical Engineering Division，1980，106（1）：35-44.
[4]徐至均. 强夯和强夯置换法加固地基[M].北京：机械工业出版社，2004.
[5]冶金部建筑研宄总院编. 地基处理技术：强夯实法与振动水冲法[M].北京：冶金工业部出版社，1989.
[6]范维垣.强夯法处理地基中的几个根本问题[J]. 太原工业学院学报，1982（2）：15-26.
[7] Gambin M P. Gambin. Ten Years of Dynamic Consolidation. In：Proc. of the Eighth Regional Conference for Africa on soil Mechanics and Foundation Engineering. Harare，1984，363-370.
【关键词】回填土；夯实处理；技术措施
前言
随着我国经济的迅猛发展、投资规模的不断扩大，建设用地趋于紧张，很多工程项目不得不选址在丘陵、山区或沿海地带，当场地地形或地基强度无法满足拟建工程要求时，往往需回填形成回填土地基。因回填的地基土质结构疏松，工程性质差，常需要回填土地基进行处理[1]。
强夯法是处理回填土地基的有效方法之一，可以消除地基土架空现象，提高地基土的密实度及承载力[2-4]。强夯技术起源于古老的夯实方法，它是在重锤夯实法的基础上发展起来的一种地基处理新技术[5]。在国际上将强夯法称动力固结法或动力压实法，这种方法是反复将很重的穷锤提到一定高度使其自由落下给地基以冲击能和振动能量进行穷实，从而提高地基的强度并降低其压缩性，改善砂土的抗液化条件等，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。目前使用的夯锤重量一般为10t至40t，提升高度大约在10m至40m，由于强夯法处理地基原理直观、设备简单、经济性较好、适用范围比较广泛，是当前一种比较经济简便的地基处理方法[6-7]。
本文以新建沈阳至丹东铁路客运专线本溪站站场为工程背景，对站台墙与雨棚基础间的回填土进行夯实处理，但由于站台墙与雨棚基础间空间太小，无法使用压路机等大型设备，而人工打夯方法需消耗太多人力，经济成本高且夯实效果较差，因此针对此问题提出一种可靠的施工方法，为以后类似回填土打夯工程问题提供科学的参考依据。
1、工程概况
新建沈阳至丹东铁路客运专线本溪站站场工程位于辽宁省本溪市，站场规模为高速场6站台面8线；普速场3站台面3线。基本站台12米，中间站台11.5米。高速场站台长450米，普速场站台长550米，高1.25米。中心里程DK66+220处设置12米宽进站天桥一座，面积1312.54m2；DK66+291.44处设8米宽旅客地道一座，面积1818.76m2；DK66+448.24处设5.2米宽行包地道一座，面积1450.53m2；站台雨棚为单柱悬挑，局部为双柱悬挑结构，雨棚面为叠合板，覆盖面积24883.73m2。建筑物使用年限50年。
站台墙与雨棚基础底标高为-4.67m，下挖深度约3.2m。因土方回填需要满足压实度要求，需对站台墙与雨棚基础之间的回填土进行打夯处理。为保证工程进度和设计要求，站台墙与雨棚基础间的填土打夯处理是后续施工的重要前提。但在实际施工过程中有几点问题需要解决：
（1）基础下挖深度约3.2m，由于施工场地和地址条件的约束，站台墙和雨棚基础间距不大于2.1m，如图1所示。因此不具备使用压路机等大型设备的条件；
（2）利用人工打夯填筑，人力消耗太多，不经济，且夯实效果不好；
（3）为保证本溪站站台配合站房工程按期交付使用，利用现有的人工和机械设备很难完成既定目标。
如何能找到安全简单的方法处理站台墙与雨棚基础间回填土打夯问题，为后续施工及时提供作业面，成为需要解决的关键问题。
2、回填土夯实的方法与方案
2.1回填土夯实的方法
利用工地现有的SC220型挖掘机，通过焊接将直径为600mm，厚度为70mm的钢板与挖掘机炮锤焊接形成一体，如图2。经过改装后的挖掘机只需在基槽边就可以对深度为3.5m的回填土进行打夯，其炮锤强劲的动力使打夯后的回填土压实密度完全满足设计的要求。最重要的是改装的挖掘机取代人工打夯后所带来的时间和经济效益尤为显著，不仅为后续工作及时提供了作业条件，而且节省了大量的人力物力。
图2 改装后的SC220型挖掘机
2.2回填土夯实的方案
在劳动力安排方面，根据工期要求及工程具体情况，施工设备的配套及施工能力进行安排，同时，在人员充足的情况下考虑职工工种的搭配结合，配备挖掘机司机1人、普工2人、小型打夯机1台。
在施工机械设备方面，为满足进场报验的各项标准，并具备齐全的相关手续，要做到以下4点：一是要配套，二是要先进，三是要满足施工要求，四是要保证完好率及利用率，能够满足施工工期的要求。介于此，配备挖掘机：1台，进行机械打夯施工；小型打夯机：1台，配合机械打夯后的细部处理。
在站台墙与雨棚基础间回填土过程中，挖掘机站到站台墙一侧对需要回填土的位置进行分层打夯，打夯厚度不得超过300mm。机械打夯完成后，对于站台墙与雨棚基础间各别未打夯到的位置利用小型打夯机进行细部的打夯处理。
通过此施工办法，每天站台墙与雨棚基础间的回填土速度平均为40m，不但达到既有设定的目标，并且节省了大量资源。
3、结论
针对新建沈阳至丹东铁路客运专线本溪站站场站台墙与雨棚基础间回填土夯实问题，由于空间小无法使用压路机等大型设备，而人工法消耗人力多，经济效益低，夯实效果差。对此提出了一种打夯处理的施工方法，采用该方法进行施工得到了理想的效果，并得到以下主要结论：
（1）通过利用改造后的挖掘机进行基底打夯处理方案，不但为后续施工工期提供了保证，而且在站台墙计划施工工期中提前20天完成。
（2）通过此方案，节省人工约1200工日，节省经费约18万元。（1200×150=18万元）
（3）在站台墙与雨棚基础间回填土打夯对比中，改装后的机械打夯比传统的人工打夯不但效率占有优势而且在形成后的回填土压实密度上更具有保障。
参考文献
[1]桂跃，朱佩宁，杨花海，等.回填土地基强夯处理效果检验方法对比研究[J].勘察科学技术，2012（1）：11-14.
[2]左名麒，朱树森.强夯法地基加固[M].北京：中国铁道出版社，1990.
[3] R D H Gerald A Leonards，William A Cutter. Dynamic compaction of granular soils[J]. Journal of the Geotechnical Engineering Division，1980，106（1）：35-44.
[4]徐至均. 强夯和强夯置换法加固地基[M].北京：机械工业出版社，2004.
[5]冶金部建筑研宄总院编. 地基处理技术：强夯实法与振动水冲法[M].北京：冶金工业部出版社，1989.
[6]范维垣.强夯法处理地基中的几个根本问题[J]. 太原工业学院学报，1982（2）：15-26.
[7] Gambin M P. Gambin. Ten Years of Dynamic Consolidation. In：Proc. of the Eighth Regional Conference for Africa on soil Mechanics and Foundation Engineering. Harare，1984，363-370.