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摘 要:我国西北地区黄土地质范围广泛,应用湿陷性黄土地基处理技术能够强化地基结构的稳定性。基于此,本文就强夯法技术原理及应用优势进行了分析,并结合某工程案例探讨了湿陷性黄土地基强夯技术的应用方法。
关键词:强夯法;湿陷性黄土地基处理;实际应用
中图分类号:TU472 文献标识码:A 文章编号:2096-6903(2020)11-0000-000
0引言
强夯法是一种利用夯击强化土层密实性的地基处理技术,黄土地基相对软弱、含水量较大,采用强夯法技术能够挤压掉多余水分,提升地基稳定性,从而为高速公路上层路基提供强有力支撑。在具体工程项目建设中科学应用强夯技术,必须提高地基处理方案设计的科学性,同时进一步优化施工技术。
1强夯法施工机理
强夯法的前身是重锤夯实法,但两者的加固机理有非常大的差异。强夯法作为新型地基处理方法,能够很好的提升软弱地基承载力,对施工的帮助更大。强夯法需要选取重锤,使其从一定高度自由下落,从而达到夯实目的,提高地基稳定性。这种方法还有一个名字,是动力固结法。一般来说,施工选取的重锤在10~20t区间,选取的高度在10~40m区间,但针对不同的公路和不同的地基情况要具体分析,从而设计合适的重量和高度,使强夯法造成的冲击满足施工需求,完成土层夯实的工作。强夯法应用范围比较广,其主要应用在非饱和粘性土和杂填土地基中。比如一些高速公路的施工地点是非饱和粘性土地基,那么就需要通过连续夯击的方法提升其稳定性。如在施工现场,工作人员需要从实际情况出发,做好深度和次数的设计,使地基达到预定设计要求[1]。
2强夯法处理湿陷性黄土地基的优越性
(1)地基处理方法有很多,比如灰土挤密桩等等。与之相比强夯法的适用性更好,如针对一些土质情况不稳定、结构不均匀的地基,可以达到很好的效果。强夯法应用的安全性非常高,整个施工过程可靠且具有一定的经济性。在处理湿陷性黄土等地基的时候拥有得天独厚的优势,能很好地加快施工进度,提升整体工作效率。
(2)针对一些较长段落的路基,施工单位也可以通过强夯法来让地基规格和各项数据更加统一,从而节约成本。使用强夯法统一施工,可以最大程度避免不同施工方法给不同区域造成的负面影响,能够提高施工效率、节约成本。如在西北地区公路路基处理工程中,强夯法已经得到了广泛的试验和应用。
(3)强夯法会产生一定振波,但这种振波不会影响其他建筑,可以最大程度提升施工地基的稳定性,同时保护周边建筑。只要施工地点距离附近建筑有50米的距离,那么周边建筑感受不到强夯法带来的噪音。再加上一些封闭性良好的墙体来增加建筑隔音性,强夯法的噪声影响几乎是可以忽略不计的。
(4)有的路基所在区域有较多的持力层粉质粘土。强夯法可以让地基拥有更强的稳定性,使地基达到施工需要的要求。工作人员可以从实际情况着手,做好人工打孔,选择适当体积的灰土柱来进行科学调整。设置钻孔的具体位置,通过准确计算来做好强夯法的设计,从而达到地基修建的预期效果[2]。
3湿陷性黄土地基处理中的强夯法工艺应用案例分析
3.1工程概况
本项目地处陇东黄土高原地区,特殊地质主要为湿陷性黄土,黄土自重湿陷量△ZS为73.4~534.84mm之间,均为Ⅱ-Ⅳ级自重型湿陷性黄土,实际表现出来的工程特性有以下六点[3]:
(1)整体比较弱。
(2)含水量比较少,常常处于半固态甚至硬塑状态。
(3)孔隙多,且孔隙大,压实程度低。
(4)抗水性弱,一旦失水就会出现非常明显的收缩,而一旦遇水,又会出现非常明显的塌陷,整体的膨胀量非常小,容易崩解。
(5)压缩性为中等,强度较高,抗剪強度较高。
(6)透水性强,而且呈现出明显的各向异性。
以上特性综合起来形成了基础特性,非常容易出现地质上的缺陷和危害。要在该地区进行公路建设,必须通过各种加固方法来消除隐患、解决各类问题。基于此,本项目对湿陷性黄土路段地基均进行了处理,避免黄土湿陷危及路基稳定。
3.2强夯法施工步骤
(1)正式开始施工之前,施工人员一定要先做好表面的清理工作,使用专门的工具让施工表面尽可能平整,清理掉异物,碾压松散的土壤。由于不同的工程涉及的现场状况不一样,工作人员要从实际应用着手做好施工便道的设置,保证施工中工作人员能顺利进出,运输车可以顺利出入。设计者要考虑排水系统与施工现场的有效结合,如果遇到下雨天,必须保证施工现场的雨水能够及时顺利的排出,且不会出现积水。而施工中使用到的施工用水,也要及时排除出去,不要影响后续施工进程[4]。
(2)在施工之前,工作人员要确定强夯参数,结合项目现场以及设计要求选择特定的区域进行测试,保证强夯工艺性使其与现场施工可以很好的结合在一起。在正式开始施工之前,要做好测试,并通过各种方法来对比数据,及时的检验强夯效果。工作人员可以从具体情况出发,确定工艺参数,保证后续的强夯流程能达到设计效果。
(3)标注夯点位置。找出强夯不会影响的地方来确定水准基点,同时进行测量放线、设置轴线和边线等工作。
(4)夯点布置及间距:夯点按正方形插档布置,夯点间距 3m(见布置图1),夯击遍数采用两遍加满夯一遍,每一遍完成全部夯点的夯击后,平整场地进行下一遍夯击。在场地全部夯击后,以低能量满夯一遍,满夯的夯印彼此搭接 1/4。
3.3湿陷性黄土地基施工技术要点
随着社会的发展、经济的提升,人们对各类交通设施的需求量越来越大。我国地大物博,不同区域的地质条件不一样,高速公里建设也存在着巨大的差异,要让工程质量得到保障,相关从业者必须考虑不良地质的实际应用状况,尤其是一些湿陷性黄土地质,如果不注意设计和施工问题,非常容易出现基础沉降等问题。使用强夯法能够最大可能的保持地基的稳定性,减少基础沉降,从而达到提升施工质量的目的,并让工程寿命得到延长,为高速公里工程的施工以及后续使用奠定基础。湿陷性黄土地基的特点有很多,施工单位和工作人员必须要掌握陷性黄土地基的施工特点,保证施工顺利进行,让施工质量维持在稳定水平上[5]。 (1)试夯段布设。选择300m2的区域进行试验,开展试夯工作。工作人员要在相对平整的地基上放置各类设备,保证各类机械设备稳定正常运转。工作人员要有规划的开展工作,从各个层面出发,保证试验点焊过程能够反映真实状况。施工单位要指派专门的工作人员来负责指挥试夯工作。初始距离一般来说是10m,工作人员必须提前做好警示标志,不要出现安全事故。工作人员要观察锤下落的角度,如果有倾斜情况,必须及时调整,等夯锤恢复正常后再进行下一步的夯击。工作人员要做好夯击的记录工作,每一次夯击都要尽可能详细。一般来说当沉降在5cm内的时候就可以停止夯击。工作人员要做次数记录。做好试夯试验后,对地基进行间隔取样,并试验观察夯击的效果,研究密度、压缩系数等指标,做测试并进行结果评定,观察效果是否达到预期要求。如果效果和预期不符,那就需要调整夯击的各项参数,再次实验调整,直到夯击效果达到预期要求才算通过试夯,并在正式夯击中使用试夯里面的各项参数,如规定的地基强夯法中的技术指标如夯实频率等[6]。
(2)夯击点设置及机械就位。设置夯点间距,根据设计要求合理布置,并做好记录。工作人员应该用白灰编号测量标高,做好标示。使用到的设备要及时就位。工作人员必须了解夯击步骤,调整位置和细节,保证夯锤和夯点能够完全对应起来,不出现偏差。
(3)夯击施工。施工时,要先来两次点夯。当沉降和设计要求相符合后,再做满夯的工作。如果有不符合预计情况的结果出现,就要增加夯击次数,让夯击效果达到施工要求。工作人员要注意夯击数据。无论高度还是锤顶高程等等,都一定要设置到设计位置,并进行确认。开始夯击后,工作人员要注意及时提起夯锤,不要让夯锤在地面停留过多的时间,如此循环反复直到次数达到要求,效果达到预期标准。(4)机械移位。夯锤的转移需要辅助运作,所以机械位移的过程要控制好。
(5)夯坑平整及满夯施工。夯击结束后,工作人员要做好平整工作,然后及时开展满夯施工。用到的夯锤直径要控制在标准范围内,重量一般在10~20t。夯击能力、面积、宽度必须从实际情况出发,做好细节的规定和优化,保证施工质量。一旦遇到部分不良位置,就要及时控制,保证施工正常推进。
(6)施工检测。为了更好的开展工作,施工人员要做好检测工作,及时记录详细的数据,观察强夯结果,保证其满足预期要求。
3.4强夯法处理湿陷性黄土地基的注意事项
首先,一定要确定次数等各项参数,在夯击时要时时观察地面的夯击状况,保证夯击效果满足实际应用需求。如果夯击时周围出现隆起,那就说明有需要调整的地方,技术人员要立刻找出问题所在,及时解决。其次,地面有可能会因为水量过多等原因影响夯击效果,這时可以铺上一定厚度的碎石辅助夯击。第三,一般来说强夯法不能用在冬天土体受冻的情况下,那时强夯法的应用受限非常严重。最后,施工单位和企业一定要重视安全防护问题,保证员工的人身财产安全,让施工过程更加顺利,也让工程使用安全性得到提升。
4结语
综上所述,公路工程施工中可以用强夯法来提升地基的强度和密度、改善湿陷性土地的实际应用状况。合理运用好强夯法,能够为工程的后续推进奠定坚实基础。相关单位要重视强夯法的具体应用效果,从实际情况出发保证其安全稳定性,同时为行业的发展做出贡献。
参考文献
[1]魏征.强夯法在湿陷性黄土地基处理中的实际应用探索[J].大科技,2018(24):150-151.
[2]刘浩.强夯法处理湿陷性黄土地基的应用研究[J].四川建材,2018,44(11):88+90.
[3]党向红.关于强夯法处理湿陷性黄土地基施工研讨[J].四川水泥,2020(6):256.
[4]侯燕梅,杨卫红.强夯法在湿陷性黄土地基处理中的应用[J].建材与装饰,2020(5):218-219.
[5]王友参.强夯置换法在湿陷性黄土地基处理中的应用[J].山西建筑,2020,46(5):64-66.
[6]李博,张远芳.强夯法在新疆某长距离干渠湿陷性黄土地基处理中的应用[J].山西建筑,2019,45(11):70-71.
收稿日期:2020-10-11
作者简介:丁云鹤(1990—),男,安徽蚌埠人,本科,工程师,研究方向:复杂地质路基施工。
关键词:强夯法;湿陷性黄土地基处理;实际应用
中图分类号:TU472 文献标识码:A 文章编号:2096-6903(2020)11-0000-000
0引言
强夯法是一种利用夯击强化土层密实性的地基处理技术,黄土地基相对软弱、含水量较大,采用强夯法技术能够挤压掉多余水分,提升地基稳定性,从而为高速公路上层路基提供强有力支撑。在具体工程项目建设中科学应用强夯技术,必须提高地基处理方案设计的科学性,同时进一步优化施工技术。
1强夯法施工机理
强夯法的前身是重锤夯实法,但两者的加固机理有非常大的差异。强夯法作为新型地基处理方法,能够很好的提升软弱地基承载力,对施工的帮助更大。强夯法需要选取重锤,使其从一定高度自由下落,从而达到夯实目的,提高地基稳定性。这种方法还有一个名字,是动力固结法。一般来说,施工选取的重锤在10~20t区间,选取的高度在10~40m区间,但针对不同的公路和不同的地基情况要具体分析,从而设计合适的重量和高度,使强夯法造成的冲击满足施工需求,完成土层夯实的工作。强夯法应用范围比较广,其主要应用在非饱和粘性土和杂填土地基中。比如一些高速公路的施工地点是非饱和粘性土地基,那么就需要通过连续夯击的方法提升其稳定性。如在施工现场,工作人员需要从实际情况出发,做好深度和次数的设计,使地基达到预定设计要求[1]。
2强夯法处理湿陷性黄土地基的优越性
(1)地基处理方法有很多,比如灰土挤密桩等等。与之相比强夯法的适用性更好,如针对一些土质情况不稳定、结构不均匀的地基,可以达到很好的效果。强夯法应用的安全性非常高,整个施工过程可靠且具有一定的经济性。在处理湿陷性黄土等地基的时候拥有得天独厚的优势,能很好地加快施工进度,提升整体工作效率。
(2)针对一些较长段落的路基,施工单位也可以通过强夯法来让地基规格和各项数据更加统一,从而节约成本。使用强夯法统一施工,可以最大程度避免不同施工方法给不同区域造成的负面影响,能够提高施工效率、节约成本。如在西北地区公路路基处理工程中,强夯法已经得到了广泛的试验和应用。
(3)强夯法会产生一定振波,但这种振波不会影响其他建筑,可以最大程度提升施工地基的稳定性,同时保护周边建筑。只要施工地点距离附近建筑有50米的距离,那么周边建筑感受不到强夯法带来的噪音。再加上一些封闭性良好的墙体来增加建筑隔音性,强夯法的噪声影响几乎是可以忽略不计的。
(4)有的路基所在区域有较多的持力层粉质粘土。强夯法可以让地基拥有更强的稳定性,使地基达到施工需要的要求。工作人员可以从实际情况着手,做好人工打孔,选择适当体积的灰土柱来进行科学调整。设置钻孔的具体位置,通过准确计算来做好强夯法的设计,从而达到地基修建的预期效果[2]。
3湿陷性黄土地基处理中的强夯法工艺应用案例分析
3.1工程概况
本项目地处陇东黄土高原地区,特殊地质主要为湿陷性黄土,黄土自重湿陷量△ZS为73.4~534.84mm之间,均为Ⅱ-Ⅳ级自重型湿陷性黄土,实际表现出来的工程特性有以下六点[3]:
(1)整体比较弱。
(2)含水量比较少,常常处于半固态甚至硬塑状态。
(3)孔隙多,且孔隙大,压实程度低。
(4)抗水性弱,一旦失水就会出现非常明显的收缩,而一旦遇水,又会出现非常明显的塌陷,整体的膨胀量非常小,容易崩解。
(5)压缩性为中等,强度较高,抗剪強度较高。
(6)透水性强,而且呈现出明显的各向异性。
以上特性综合起来形成了基础特性,非常容易出现地质上的缺陷和危害。要在该地区进行公路建设,必须通过各种加固方法来消除隐患、解决各类问题。基于此,本项目对湿陷性黄土路段地基均进行了处理,避免黄土湿陷危及路基稳定。
3.2强夯法施工步骤
(1)正式开始施工之前,施工人员一定要先做好表面的清理工作,使用专门的工具让施工表面尽可能平整,清理掉异物,碾压松散的土壤。由于不同的工程涉及的现场状况不一样,工作人员要从实际应用着手做好施工便道的设置,保证施工中工作人员能顺利进出,运输车可以顺利出入。设计者要考虑排水系统与施工现场的有效结合,如果遇到下雨天,必须保证施工现场的雨水能够及时顺利的排出,且不会出现积水。而施工中使用到的施工用水,也要及时排除出去,不要影响后续施工进程[4]。
(2)在施工之前,工作人员要确定强夯参数,结合项目现场以及设计要求选择特定的区域进行测试,保证强夯工艺性使其与现场施工可以很好的结合在一起。在正式开始施工之前,要做好测试,并通过各种方法来对比数据,及时的检验强夯效果。工作人员可以从具体情况出发,确定工艺参数,保证后续的强夯流程能达到设计效果。
(3)标注夯点位置。找出强夯不会影响的地方来确定水准基点,同时进行测量放线、设置轴线和边线等工作。
(4)夯点布置及间距:夯点按正方形插档布置,夯点间距 3m(见布置图1),夯击遍数采用两遍加满夯一遍,每一遍完成全部夯点的夯击后,平整场地进行下一遍夯击。在场地全部夯击后,以低能量满夯一遍,满夯的夯印彼此搭接 1/4。
3.3湿陷性黄土地基施工技术要点
随着社会的发展、经济的提升,人们对各类交通设施的需求量越来越大。我国地大物博,不同区域的地质条件不一样,高速公里建设也存在着巨大的差异,要让工程质量得到保障,相关从业者必须考虑不良地质的实际应用状况,尤其是一些湿陷性黄土地质,如果不注意设计和施工问题,非常容易出现基础沉降等问题。使用强夯法能够最大可能的保持地基的稳定性,减少基础沉降,从而达到提升施工质量的目的,并让工程寿命得到延长,为高速公里工程的施工以及后续使用奠定基础。湿陷性黄土地基的特点有很多,施工单位和工作人员必须要掌握陷性黄土地基的施工特点,保证施工顺利进行,让施工质量维持在稳定水平上[5]。 (1)试夯段布设。选择300m2的区域进行试验,开展试夯工作。工作人员要在相对平整的地基上放置各类设备,保证各类机械设备稳定正常运转。工作人员要有规划的开展工作,从各个层面出发,保证试验点焊过程能够反映真实状况。施工单位要指派专门的工作人员来负责指挥试夯工作。初始距离一般来说是10m,工作人员必须提前做好警示标志,不要出现安全事故。工作人员要观察锤下落的角度,如果有倾斜情况,必须及时调整,等夯锤恢复正常后再进行下一步的夯击。工作人员要做好夯击的记录工作,每一次夯击都要尽可能详细。一般来说当沉降在5cm内的时候就可以停止夯击。工作人员要做次数记录。做好试夯试验后,对地基进行间隔取样,并试验观察夯击的效果,研究密度、压缩系数等指标,做测试并进行结果评定,观察效果是否达到预期要求。如果效果和预期不符,那就需要调整夯击的各项参数,再次实验调整,直到夯击效果达到预期要求才算通过试夯,并在正式夯击中使用试夯里面的各项参数,如规定的地基强夯法中的技术指标如夯实频率等[6]。
(2)夯击点设置及机械就位。设置夯点间距,根据设计要求合理布置,并做好记录。工作人员应该用白灰编号测量标高,做好标示。使用到的设备要及时就位。工作人员必须了解夯击步骤,调整位置和细节,保证夯锤和夯点能够完全对应起来,不出现偏差。
(3)夯击施工。施工时,要先来两次点夯。当沉降和设计要求相符合后,再做满夯的工作。如果有不符合预计情况的结果出现,就要增加夯击次数,让夯击效果达到施工要求。工作人员要注意夯击数据。无论高度还是锤顶高程等等,都一定要设置到设计位置,并进行确认。开始夯击后,工作人员要注意及时提起夯锤,不要让夯锤在地面停留过多的时间,如此循环反复直到次数达到要求,效果达到预期标准。(4)机械移位。夯锤的转移需要辅助运作,所以机械位移的过程要控制好。
(5)夯坑平整及满夯施工。夯击结束后,工作人员要做好平整工作,然后及时开展满夯施工。用到的夯锤直径要控制在标准范围内,重量一般在10~20t。夯击能力、面积、宽度必须从实际情况出发,做好细节的规定和优化,保证施工质量。一旦遇到部分不良位置,就要及时控制,保证施工正常推进。
(6)施工检测。为了更好的开展工作,施工人员要做好检测工作,及时记录详细的数据,观察强夯结果,保证其满足预期要求。
3.4强夯法处理湿陷性黄土地基的注意事项
首先,一定要确定次数等各项参数,在夯击时要时时观察地面的夯击状况,保证夯击效果满足实际应用需求。如果夯击时周围出现隆起,那就说明有需要调整的地方,技术人员要立刻找出问题所在,及时解决。其次,地面有可能会因为水量过多等原因影响夯击效果,這时可以铺上一定厚度的碎石辅助夯击。第三,一般来说强夯法不能用在冬天土体受冻的情况下,那时强夯法的应用受限非常严重。最后,施工单位和企业一定要重视安全防护问题,保证员工的人身财产安全,让施工过程更加顺利,也让工程使用安全性得到提升。
4结语
综上所述,公路工程施工中可以用强夯法来提升地基的强度和密度、改善湿陷性土地的实际应用状况。合理运用好强夯法,能够为工程的后续推进奠定坚实基础。相关单位要重视强夯法的具体应用效果,从实际情况出发保证其安全稳定性,同时为行业的发展做出贡献。
参考文献
[1]魏征.强夯法在湿陷性黄土地基处理中的实际应用探索[J].大科技,2018(24):150-151.
[2]刘浩.强夯法处理湿陷性黄土地基的应用研究[J].四川建材,2018,44(11):88+90.
[3]党向红.关于强夯法处理湿陷性黄土地基施工研讨[J].四川水泥,2020(6):256.
[4]侯燕梅,杨卫红.强夯法在湿陷性黄土地基处理中的应用[J].建材与装饰,2020(5):218-219.
[5]王友参.强夯置换法在湿陷性黄土地基处理中的应用[J].山西建筑,2020,46(5):64-66.
[6]李博,张远芳.强夯法在新疆某长距离干渠湿陷性黄土地基处理中的应用[J].山西建筑,2019,45(11):70-71.
收稿日期:2020-10-11
作者简介:丁云鹤(1990—),男,安徽蚌埠人,本科,工程师,研究方向:复杂地质路基施工。