强夯法在公路高路堤施工中的应用研究
强夯技法在高速公路路基中的应用
强夯技法在高速公路路基中的应用强夯技法在高速公路路基中的应用当前，全国高速公路建设方兴未艾，投入在逐步加大。
由于高速公路建设要求高、工期短、点多面广范围大，在施工中需要不断创新，运用新技术、新工艺成为必然。
近年来，强夯路基技术在逐渐推广使用，并且取得了一定的效果。
一、夯实机具的选择因该段路基的湿陷性黄土较深一般3-6m，因此要求影响深度应为6m以上。
其影响深度按下式计算：H=a·w·h式中H-加固影响深度(m)W-锤重(KN)=吨·l0(KN/T)H-落距(m)A-系数取0.35依上式反推，设H=6m，W·h=2938×78KN·m.当影响深度为5m时，W·h为2000KN·m.由此可知，如2OT锤下落高度为15m方能满足影响深度为6m|考试|大|时的要求，但落距一般不得小于6m，通常为10-15m，显然10T锤不能满足6m影响深度要求。
加固深度为4.5m时，落距2Om，10T锤同样不能满足设计要求，因此，该路基段要求夯锤自重为20T，落距在6-15m方能满足要求。
二、试验段开工报告1.试验段开工报告按分项工报告要求报监理工程师审批;2.试验段长度一般选50-100m为宜;3.编制夯点布置图，测量放样要求确保设计要求的夯击影响面积;4.试验段应认真清表，清除草根树根等杂物及建筑垃圾等，使地基表面平整，要求用平地机推平，压路机碾压1-2遍，陡坎部位应能为布置下强夯点为准，填前强夯必须满足设计面积;5.试验前，应调查施工段的周围有存在建筑物、构造物、地下设施高压电线、电缆、供水管线等;6.布设主夯点和副夯点，锤底倾斜度应小于30°，否则填土整平;7.布设水准基点，基点要求应设在强夯线路影响范围外30m以外，基准个数应确保夯点沉降的观测路线小于60m，最大80m。
最好用混凝土灌注，深度不小于50cm。
夯击点高程观测要求精确到1毫米;8.试验段度夯要求相关参数(1)夯击能的大小(KN·m);(2)夯击点间距，依设计;(3)夯击次数;(4)相邻两遍夯击间的'间隔时间(一般应大于2小时);(5)夯击宽度及影响范围;(6)夯击深度及影响范围;(7)总沉降量和最后二击，一击沉降量，通过试验段求得a最小夯击间距，b两遍间的间隔时间，c确认设计规定的夯击遍数能否满足沉降量及压实度要求。
高速公路路基施工中强夯法技术的应用 王刚
3.1施工前期准备
公路建设之前，需要事先使场地保持平整，开展相应的试夯工作，记录好预测的沉降度以及已经布置好的夯实高度。仔细考察需要夯实的地基地质状况，一旦发现问题，需要切实采用一定的对策给予解决。另一方面，实验工作者还需要在进行夯实之前，对路基的土体进行取样实验，并对土体相关数据进行分析，明确好夯实工作的强度。施工原料、机械设备以及施工技术人员都需准备就位。准备强夯施工前，为确保基底的干净整洁，需要对基底进行处理，并填筑一部分土壤，一般预铺厚度大约8cm，确保基底的平整度。然后把土方填满土坑，实施预压处理。此时需预留出一部分土壤，用于强夯法施工。最后进行测量，确定好定位坐标基准点，进行放线、设置桩号以及标线等，为强夯法施工顺利进行做好准备。
四、结束语
在实际的高速公路路基施工中，要结合公路工程的实际特点进行强夯法施工应用方案的设计，严格遵循相关的技术流程进行施工，严格把控工程质量控制要点，加强路基施工重点和难点的技术控制，提高强夯法技术应用的实效性，促进高速公路路基施工质量的提升及工程建设综合效益的提升。
参考文献：
[1]董树国.强夯法在承张高速公路南关连接线黄土路基中的应用[J].交通世界，2017（17）
强夯法的施工原理包括密实原理、动力固结原理以及动力置换原理三个原理。在高速公路路基施工过程中，采用强夯法施工能够通过压缩土体使路基变得更为紧密，从而改变土层的结构，提升路基的承载能力，以满足车辆的通行要求。密实原理是利用重锤对地面施加巨大作用力，来改变土层结构，使之发生形变，结果大大增加了土粒之间的接触面积，也减小了土粒之间的孔隙，使路基结构达到更加紧密的效果。动力固结原理即是通过分解土层的有机物，压缩饱和土，减小整体体积，来使土体更为密实。动力置换分两种置换形式，一是整式置换，其加固地基结构的做法是利用强夯施加的作用力将碎石压入激泥之中；二是桩式置换，用强夯作用把碎石夯进软土土体中，形成碎石桩或者碎石墩。这两种置换都能达到加固路基的目的。
高速公路路基施工中强夯法的运用
高速公路路基施工中强夯法的运用1强夯法的原理及特征1．1原理强夯法的施工方式主要是应用了密实原理、动力固结原理、动力置换原理等方面。
高速大路路基在建设施工的过程中，应用强夯法会给路基土层结构施加较大的作用力，土层结构会直接变形，土体会呈现出更强的密实性，使得路基承载性能有所提升，切实保证了交通运行的平安性。
在应用该方法施工的过程中，主要是利用重锤来进行路基的压实处理，这种大重量的铁锤直接降落在施工的位置上，使得该位置的土层消失了弹性与塑性变形，土粒之间会增大接触面积，使得该处更加的紧实，压实性也随之提高。
动力固结主要就是进行饱和土的压缩，将土体中存在的有机物进行分解处理，使得土体被更高的压缩，密实性也能够得到提升。
1．2强夯法的特征(1)加固性较强强夯法的施工可以更好的消退土体结构中所存在的空隙，解决承载性能不足、土体松散的状况。
为了可以使得该施工范围内土体的质量达标，应当通过提升土体干密度与压缩模量的方式来达到要求，使得土体具备较强的抗振性能。
此外，强夯法施工可以有效的消退土体的湿陷性，使得施工范围内土体结构更加的匀称。
(2)适用范围广强夯法在施工中可以有效的处理施工范围内的碎石土、粉土、杂填土等各种土质中。
在应用砾石、碎石等材料来进行强夯置换的过程中，要在施工现场内进行试验确定，以保证其施工后的性能达到要求。
(3)节约费用通过强夯法来实现土体的加固处理，除了强夯设备的成本之外，并没有其他的费用，整个施工过程的成本比较低，经济效益明显。
2工程概况某高速大路建设施工的总里程为183．34km。
经过前期地质勘察发觉，整个施工的路段中全部是湿陷性黄土土质，其对于工程的质量存在直接的影响。
因此，在工程项目开头之前，要对该路段实行必要的处理措施，防止消失严峻沉降的问题。
经过项目部管理人员的讨论之后确定应用强夯法来进行加固施工，从而可以满意工程的承载性能需要。
3强夯施工技术实施(1)平整场地。
强夯法施工开头前，要应用推土机来进行地表面的平整处理，通常来说预压施工要不低于2次，且在施工中应当确保机械设备可以自由进入到施工现场内，这就需要设置临时的车道，道路宽度、高度和强度都要达到设计方案的要求，以保证工程施工不会由于设备无法进入到施工现场而中止。
高速公路路基施工中关于强夯法的应用探究
高速公路路基施工中关于强夯法的应用探究发布时间：2022-08-16T02:06:14.717Z 来源：《城镇建设》2022年7期作者：周春艳[导读] 路基施工是高速公路工程建设的重要组成部分，也是质量控制的重点。
周春艳阿拉善盟交通运输事业发展中心巴彦浩特公路养护工区内蒙古自治区阿拉善盟阿拉善左旗 750300摘要：路基施工是高速公路工程建设的重要组成部分，也是质量控制的重点。
为确保路基稳固可靠，使其有效承受行车荷载，预防路基沉陷等问题发生，采取有效的施工技术是必要的。
目前在路基施工中，随着技术创新发展以及施工经验总结，新的施工技术措施相继出现并得到应用，同时也在工程建设中也发挥重要作用。
强夯法是重要的技术措施，满足路基施工需要，在工程建设中的应用也变得越来越广泛。
鉴于此，本文就强夯法在高速公路路基施工中的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：强夯法；高速公路；路基施工；强夯施工1强夯法的主要特点及优势目前，强夯法在国内高速公路路基施工工作当中得到了十分广泛的应用和推广，而且能够带来十分显著的成效，因此成为许多建筑单位青睐的施工技术。
这与强夯法本身的优势是分不开的。
研究强夯法在高速公路路基施工中的应用，要求施工单位熟悉并且熟练操作这项技术，充分掌握该项技术的优势和特点，只有这样，才能够更好地根据实际情况选择合适的施工方法。
在公路路基的施工过程当中，强夯法能够带来显著的加固效果，这是这项技术区别于其他技术的主要优势。
强夯法能够降低地基土的孔隙率，增加土层的干密度，提高土体的压实力度，进而提升路基的承载能力。
这种施工方法在公路工程的应用十分广泛，而且适用于各种类型的地基施工方案当中[1]。
2路基施工在高速公路工程中的重要地位现今，我国交通现代化建设工作相比之前得到了快速的发展和进步，不仅能够提高我国现代化的形象，也促进了我国相关建设工程进一步的发展和提升。
我国高速公路工程的建设工作与我国经济发展和建设工作存在着十分紧密的联系，因此想要大力发展经济，就离不开对公路工程的管制和优化。
关于强夯在公路路基施工中的应用探讨
关于强夯在公路路基施工中的应用探讨摘要：公路的路基十分重要，本文通过对强夯的优点及施工程序的论述，重在说明强夯的可用性、经济性和快速性，对施工企业而言，强夯是一种不错的选择。
关键词：强夯；公路路基；施工Abstract: highway roadbed is very important, this article through to the advantage of the dynamic compaction and the construction of the program, this paper that focuses on the availability of the dynamic compaction, economy and fast speed, the construction enterprise is concerned, the dynamic compaction is a good choice.Keywords: dynamic compaction; Highway subgrade; construction1.路基强夯的概念和优点1.1路基强夯的概念强夯法即强力夯实法，又称动力固结法。
是利用大型履带式起重机将8-40吨的重锤从6-40米高度自由落下，对土进行强力夯实。
强夯法适用于砾类土、砂类土、低饱和度的粘质土和粉质土、湿陷性黄土、杂填土等路基，它一般是通过8t～30t的重锤采用8m ～20m 的落距( 最高可达40m)自由落下冲击路基，使路基土在巨大的冲击能作用下，产生很大的动应力和冲击波，致使路基土的孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围一定深度(10m～40m)内产生裂隙，形成良好的排水(气)通道，使土中孔隙水(气)顺利逸出，土体随之固结，从而在有效影响深度范围内提高土基强度，使土体密实，以达到提高强度、降低压缩性以及提高土层均匀程度的目的。
1.2路基强夯的优点可使用工地常备简单设备；施工工艺、操作简单；适用土质范围广，加固效果显著，可取得较高的承载力，一般地基强度可提高2～5倍；压缩性可降低2～10倍，加固影响深度可达6～10m；工效高，施工速度快（一般设备每月可加固5000～10000m地基），较换上回填和桩基可缩短工期一半；节省加固原材料；施工费用低，节省投资，比换土回填节省50%费用，与预制桩加固地基相比，可节省投资50%～70%等。
强夯法在路堤施工中的应用与分析
控制标准 ： 超径为零 ， 逊径 ＜２ ％。储料场对 不同规格 、 不同产地 、 不 同品种 的碎石应分别堆放 ， 并有 明显的标 示。在进行公路施工 中， 砂
３１根据地下水位比较高 的情况， ． 采取机器排水 的方案 ， 在施工
附近钻 取 孔 进 行 抽水 来 最 大 限度 地 降 低 水位 。 填土路堤 ， 当粒径 大于 ４ ｃ 的粒料含量 占 ３ ％以下时 ， ｍ ０ 路堤 ３２ 根据基层材料拌合不均匀现象、 ． 混合料粒径较大、 含水量较 以重 型 击 实试 验 法 所 得 最 大 干 密 度 的 压 实 度 作 为路 基 压 实 的评 判 大的情况 ，对拌合站进行了调 查并及 时调整拌合机械 的控 制系统 ， 标准： 当粒径大于 ４ ｃｒ的粒料含量 占 ３ ％以上时 ， 用固体体积 ｒ ｌ ０ 采 满足混合料的拌合要求。 率作为压实度 的评 判标准 ； 以灌砂法检测压实度． 同时检验 中线、 标 ３３ 施 工 放 样 。 据 设计 线 路 坐标 进行 中桩 放样 ， 般采 用 全 站 ． 根 一 高、 宽度、 横坡、 平整度和边坡坡度外形质量 ， 路堤项面用弯 仪进行放样．使用 ＧＰ — Ｔ Ｓ Ｒ Ｋ进行中桩放样 ；用水准仪进行找平工 沉试 验车检测其弯 沉值 ， 石路基 ， 实后直至路 基表面无轮 填 压 作 ，中桩放样后用水准仪测出中桩水准高程．在线路附近埋设控制 迹 为止 。 点， 控制点 高程 已知且精度能满足规范 要求 ； 用经纬仪结合水准 尺 ５ 结 论 测线路横断面。 该路段 强夯施工保证 了高填 方整体工 程按计划顺利完成 。同 ４ 施 工 质量 控 制 日经 过监测 ， 发现路基 差 异变形 寸 未 路基 整体稳定 ； 路面无纵横 裂 ４１合理选择填料 ． 缝 ， 外 观 质 量 优 于 其 他 路 段 。 强 夯 法 施工 应 用 于 路 堤 施 工 是 可 行 注意回填土料应保证填方的强度和稳定性。一般不能选用淤泥 的。 和 淤 泥 质 土 、 胀 土 、 机 物 含 量 大 于 ８ 的 土 、 水 溶 性 硫 酸 盐 大 膨 有 ％ 含 参考文献： 于 ５ 的土 及 含 水 量 不符 合 压 实 要 求 的粘 性 土 。 定 好 回填 材 料 后 ， ％ 选 … 刘永跃． 冲击压实在高填方施工中的应用［］ Ｊ 筑路机械 与施工机械化
高填路堤强夯施工技术应用报告
高填路堤强夯施工技术应用报告一、引言随着交通运输的不断发展和城市建设的快速增长，对道路交通建设的需求也越来越大。
高填路堤作为道路交通建设中重要的组成部分，其建设质量直接关系到道路的使用寿命和安全性。
强夯是高填路堤施工中常用的技术之一，本报告将重点介绍高填路堤强夯施工技术的应用和效果。
二、高填路堤强夯施工技术概述1. 强夯施工原理强夯施工是利用振动锤将夯土桩插入土体中，通过夯实土体实现加固的一种方法。
其原理是利用振动锤对夯锤进行振动，产生水平和竖直往复运动，通过桩锤在土体中运动产生的作用力，使土体的颗粒重新排列，从而实现土体的加固。
2. 高填路堤强夯施工流程高填路堤强夯施工流程主要包括场地准备、预处理、强夯施工、监测与验收等步骤。
在施工过程中，需要根据具体情况选择合适的施工方案和设备，保证施工质量。
三、高填路堤强夯施工技术应用1. 施工前期准备在进行高填路堤强夯施工前，需要对工地进行勘测、设计，并制定详细的施工计划。
同时，要准备好必要的施工设备和材料，确保施工过程顺利进行。
2. 强夯施工操作在实际施工过程中，施工人员需要根据设计要求和情况，选择合适的强夯设备和土体夯实方式，进行强夯作业。
同时，需要不断监测土体的夯实情况，及时调整施工参数。
3. 施工质量监测强夯施工完成后，需要进行施工质量的监测与验收。
通过测量土体的密实度、强度等指标，评估施工效果，确保高填路堤的质量达到设计要求。
四、高填路堤强夯施工技术应用效果评估1. 施工效果分析通过实际施工案例和监测数据分析，可以评估高填路堤强夯施工技术的应用效果。
从土体的夯实程度、路堤的稳定性等方面进行评估，为后续施工提供参考。
2. 经济效益分析高填路堤强夯施工技术的应用不仅可以提高施工效率，减少施工成本，还可以提高路堤的使用寿命，减少后期维护费用。
通过经济效益分析，可以评估该技术的投资回报情况。
五、结论高填路堤强夯施工技术在道路交通建设中具有重要的应用价值，通过合理运用该技术，可以提高路堤的稳定性和使用寿命，减少维护成本，推动道路交通建设的可持续发展。
高速公路路基施工中强夯法技术的应用
冲 击作用 ， 达 到 改 善 路 基土 壤 结 构 、 提 高路基土体 弥补、 消 除 路
基 湿 陷性 、 提升 地基 承载 力 的 目的 ， 在 高速 公 路 路 基 加 固过 程 中 强 夯法 被 广 泛 地 运 用。 １－ ２ 强 夯 法 的优 点
处 理 。 如 果夯 实 区 域 的地 下水 较 高 ， 并 且 土 体 为 饱 和 黏土 ， 就 要
续 探 讨 的 方 式 形 成 高 速 公 路 路 基 施 工 中 强 夯 法 技 术 应 用 的 体
系 ，进 而 从 技术 角度 强 化强 夯 法 在 高 速公 路路 基 施 工 中的 运 用
高速 公路 对 技术 、 管理 、 资金等方面要求较高 ， 因此 ， 做 好高 速 公 路 施 工 是 检 验施 工 队 伍技 术和 管 理 水平 ，确 定施 工 队 伍 发 展 潜 力 的 重 要 标 志。 高速 公路 路 基 是 高 速 公 路 建 设 的 主体 部 分 之一 ， 也 是决 定 高速 公路 建 筑 质 量 和 安 全 性 能 的重 点 环 节 ， 进行
（ 黑 尼江 伊 哈 公 路 Ｔ 程 有 限公 司 ， 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要 ：强 夯 法 是 当 前 高 速 公路 路基 加 固的 主要 技 术 ， 是检 验 高 速 公 路 施 工 队 伍 技术 能力 和水 平 的标 志。 本 研 究根 据 高 速 公路 地 基加 固 的 实 际施 工经 验 ， 分析 了强 夯 法 的 作 用 原 理和 优 点 ， 阐述 了强夯 法在 高 速公 路地 基施 工 中 的 技术 准 备 ， 在 强调 强 夯 法 施 工 技 术
应该在 夯实 前将土体 部 分取样做 试验 ， 分析 土体 的数据 ， 并 确
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收稿日期:2002204206作者简介:郑 轩,男,工程师.文章编号:100620081(2002)01620012203强夯法在公路高路堤施工中的应用研究郑 轩,林 彤,王迪友(长江水利委员会设计院,湖北武汉 430010) 摘要:介绍了某公路路基工程的碾压与强夯对比试验,分析了各项试验的填土干密度变化情况,并由填土强夯试验取得了切实可行的路基强夯施工参数。
目前强夯施工在公路高路堤施工中的应用并不多,因此对同类型工程施工有一定的借鉴意义。
主题词:公路;路基;夯实加固;施工方法;应用研究中图分类号:U416.212 文献标识码:A 近年来我国高等级公路的建设发展迅速,在穿越山地、沟谷地形时,有时候不可避免地要求进行大量的土方开挖与回填。
出于经济和环保上的考虑,路线在跨越某些冲沟时,可用高填土路基代替架设桥梁方案。
目前填土路基压实普遍采用机械分层碾压施工方式,技术已较为成熟,但其对填土分层厚度和含水量的控制较为严格,碾压遍数多,施工时间较长,因此在施工期有限的情况下对于超高填土路基采用碾压的方法并非都适宜。
基于此,我们考虑引入强夯技术,即用分层强夯代替分层碾压,虽然强夯技术在公路路基施工中应用较少,但已广泛应用于地基处理领域,对各种土类的适应性都较强,而且由于强夯处理地基的影响深度较大,若强夯能满足设计要求,则不仅可成十几倍地提高分层填土厚度,而且对含水量的控制也可放宽,大大加快施工进度。
本文介绍把强夯技术应用于高速公路建设的一个工程实例,主要说明高路基碾压与强夯试验的一些情况。
1 工程概况公路主要路线位于山西黄土山岭重丘区,其中某路段要跨越一天然冲沟,该冲沟呈“U ”形,深约70m ,沟壁较陡,沟底平坦,宽约30m 。
沟底浅层分布为Q 4冲积物,其下为Q 2黄土层。
路基设计施工方案是自沟顶向下切土回填沟底,分层夯实,最终形成达41m 高度的填方路基,共需回填土方27万m 3。
2 碾压与强夯试验研究出于对强夯与碾压进行对比试验的考虑,在施工现场选择一试区进行3项试验:首先分层碾压到一定厚度;其次直接在碾压面上强夯;此后再填土至一定厚度进行强夯试验。
每项工作完成后做干密度(压实度)试验。
地基土和回填土相应的物理力学指标和击实试验的结果以及路基压实的标准如表1所示。
表1 地基土和回填土的物理力学指标地基土(黄土状粉质粘土)含水量18%比重 2.70塑限17.7塑性指数11.0天然密度 1.70g/cm 3天然干密度 1.47g/cm 3孔隙比0.82湿陷系数0.02回填土(黄土状粉质粘土)含水量14%比重 2.72塑限17.5塑性指数11.2重型击实试验:最优含水量10.8%最大干密度 1.920g/cm 3路基压实指标:压实度K >90%干密度>1.728g/cm 3 下面分别介绍3项试验的内容。
2.1 分层碾压分层填土30cm ,根据击实试验指标控制填土含水量和・21・ 2002年8月 水利水电快报 EWRHI 第23卷第16期 碾压工艺,每层碾压后环刀取样测干密度,一直碾压到总厚度为3.0m 止,其试验成果见表2。
表2 分层碾压干密度试验数据表相对取样深度/cm40100140200250取样数77887平均干密度/(g ・cm -3) 1.793 1.774 1.761 1.778 1.780平均压实度/%93.492.491.792.693.02.2 碾压后强夯在碾压面上划出2块10m ×20m 区分别进行能级为1500kN ・m 和2000kN ・m 强夯试验,主夯点采用等边三角形布点,夯点间距4.0m ,如图1所示。
强夯主要技术参数为:图1 碾压面强夯布置示意图 (1)夯锤直径2.3m ,底面积4.2m 2;锤重150kN ,静压强36kPa ;单击能分别为1500kN ・m 和2000kN ・m ,相应提升高度分别为10m 和13.5m 。
(2)夯击分两遍完成。
第一遍为主夯,挨点夯击,不隔行,以最后3击平均沉积量小于5～6cm 控制击数;第二遍为满夯,能级1000kN ・m ,夯点相切,每点3～4击。
(3)由于不存在孔隙水压力消散问题,第一遍完成后,平整好场地即可进行第二遍夯击。
施工过程中对各夯点每击夯沉量、夯坑直径和夯坑深度进行了监测。
注意到夯击时坑周出现环状裂纹,地面既不隆起也不下陷,夯坑体积即为沉降体积。
两种能级的单点夯击数与夯坑深度对比统计如表3所示。
表3 强夯单点夯击数与夯坑深度对比统计单点夯击数/击夯坑深度/m 最大最小均值最大最小均值2000kN ・m16912.4 2.04 1.04 1.461500kN ・m151012.71.410.981.16 表3的数据反映出:(1)两种能级满足主夯收锤标准的夯击数基本相同;(2)两种能级的夯坑深度有明显差别,高能级的平均夯坑深度明显大于低能级的测值;(3)无论是夯坑深度还是夯击数,高能级所测数据相对于低能级所测都显离散;强夯后用推土机平整夯区,测夯后地面标高(由于施工操作问题并未对不同能级区分别平整,而是全场推平),计算得强夯后地面平均沉降67cm 。
完夯后1d ,在2000kN ・m区夯点(A )和夯间(B ),1500kN ・m 区夯点(C )及与夯区相隔4m 原碾压区(D )分别开挖探井(图1),每隔50cm 井底环刀取样至250cm 深度,测干密度和压实度。
压实度数据见图2,测得全部土样含水量平均值为14.04%。
图2 碾压后强夯探井取样数据 从这些图表我们可看出一些规律:(1)强夯区A 、B 和C 探井取样数据变化相似。
深度小于100cm ,土的干密度很大,大于100cm 则呈下降趋势。
除个别点外,150～200cm 取样干密度均小于原碾压值,大于200cm 干密度开始增加,250cm 处A 处干密度稍小于原碾压值,而B 处和C 处则大于碾压值。
这种现象不同于一般的强夯地基压密状态,强夯的震动压密理论认为夯锤作用于地面产生体波和面波,对地基起加固作用主要是压缩波和剪切波。
一般夯后地基土压实状态的模式为:第一层是地基土因冲击力受扰动,使土体松动而形成松驰区;第二层是压缩波反复作用固结效果最好的主加固区;第三层是压缩波渐减,固结效果迅速下降的次加固区;第四层是地下应力处于地基的弹性界限内,基本上没有固结作用的非影响区。
其图形表示见图3。
图3 一般地基土压密固结模式图 根据此次试验现场监测和夯后检测情况可知:碾压后强夯非但没有对土层进一步加固反而造成了破坏,使土层密度降低。
这是因为碾压的土层已具有相当的密实度,而且具有明显的结构性,不同于一般的地基土,强夯震动波使碾压土层受到了扰动松驰,导致干密度降低。
这种破坏作用随着深度增加而减弱,图2显示的2000kN ・m 夯击能区深度大于200cm 以后扰动影响减弱,而1500kN ・m 夯击能区约为・31・郑 轩 林 彤 王迪友 强夯法在公路高路堤施工中的应用研究150cm 。
深度小于100cm 的范围内干密度值之所以会很高,是因为在主夯完成后,推土机平整场地回填夯坑时,表层土完全松动,在满夯夯击后使其重新被压实。
(2)强夯后的干密度平均值基本与原碾压干密度值相同,表明强夯后的原碾压层总体上并未产生压缩变形,而且在夯后探井取样时局部还可见到明显的碾压分层面。
夯击时监测得夯坑很深,地面既不隆起也不下陷,夯后地面整体下降了67cm ,因此此沉降其实是原地基的压缩沉降,也同时说明强夯的夯击能达到了原地基。
(3)夯区外D 探井取样干密度的变化趋势十分明显,随取样深度增加,干密度基本上呈线性增加,从50cm 处的1.457g/cm 3增加至200cm 处的1.810g/cm 3,与强夯区域值形成鲜明的对比。
这种现象也说明了强夯的冲击波对碾压土层的破坏松动作用。
随着到夯点的水平距离和深度增加,强夯冲击波的影响随之减弱,D 在200cm 深度夯击能的影响已趋近于零,也较为符合夯区(A 、B 和C 探井)的试验规律。
2.3 回填土直接强夯做完上面两项试验后,探井回填素土人工夯料,在原试区填3m 厚松土,直接进行强夯试验。
此试验强夯参数为:(1)主夯和间夯单击能均为2000kN ・m ;(2)夯击共4遍,其中第1、2遍为主夯,隔行不隔点,正方形布点,行距和点距为3.5m ,第3遍间夯,即在1、2遍的夯点间(即正方形四夯点间)布点夯击。
第4遍满夯,能级1000kN ・m ,夯点相切,每点夯击4击(图4)。
图4 回填土强夯布点图 (3)每遍完成后推平场地,直接进行下一遍施工,前3遍夯击数以最后3击的平均夯沉量小于3cm 进行控制。
试验在进行最后的满夯工作时,由于下雨停工,复工时地表含水量仍很高,有2排满夯点仅夯2击。
在夯前和夯后推平场地测标高,计算得填土平均高度为3.2m ,平均夯实沉量为1.02m 。
在试验完成后1d 即进行了探井取样工作。
在主夯点中心布置探井2个,间夯点中心布置探井1个,环刀取样方式及测试内容如前。
取样至250cm 深度,由于强夯后填土层的厚度约220cm ,所以250cm 取样实际已伸入填土的地基层(即碾压强夯区)。
根据取样测得全场含水量平均值为12.61%。
干密度测值见图5。
(1)除2000kN ・m 夯点50cm处一取样未达到控制压图5 干密度测值实度外(K >90%,由室内重型击实试验确定),其余全部符合要求,而且全部取样的干密度平均值达1.870g/cm 3,对应的压实度为97%,是相当高的。
(2)三探井取样沿深度方向干密度数值变化均匀,并未有明显的增加或减少迹象,可认为强夯对填土的整体加固是较为均匀的。
(3)强夯主夯点通常的布置方式为正方形或正三角形,此次强夯试验在正方形主夯点间增加了一间夯点,而间夯点压实度取样平均值要大于主夯点取样平均值,这在一定程度上反映了正方形布点法的主夯点间增设间夯点的必要性。
(4)强夯的填土未控制含水量,其变化范围较大,9.49%～14.07%,但夯后的填土干密度与含水量并没有直接的对应关系,即在此范围内的含水量变化不影响填土的压实效果。
(5)由于填土的地基为已强夯的碾压区,相比其上填土密度是相当高的,因此可将上层填土视为可压缩土层,而下层地区则为不可压缩土层,这样强夯的应力将在上层填土产生应力集中现象,可加强对填土的加固效应。
3 结 语上述3项试验的结果表明将强夯技术引入公路路基施工的想法,在某些场合具有现实的意义。
强夯法具有设备简单,施工方便,经济易行,适用性广和效果显著等优点,而本次高路堤填土强夯试验的成功又进一步拓展了强夯的应用领域,已取得了初步成果。
因为填土采用直接开挖的弃土,未控制含水量,而且分层填土厚度很大,利于高效率的机械化施工,从而节省时间,降低成本。