TRAFFIC AND SAFETY | 交通与安全
1 引言
我国具有地域辽阔特点,因此,在建设高速公路时,很容易出现地形复杂、地质复杂的区域,而盐渍土属于比较典型的复杂地质区域,在进行盐渍土路基施工期间,一旦出现施工操作不合理,盐渍土遭到水的侵蚀,会造成严重的沉降问题,造成整个路基塌陷,降低高速公路稳固性和安全性[1]。而强夯法的出现和使用,可以帮助施工人员利用大型起重机,将夯锤放置到合适的高度,然后,松开夯锤,夯锤自由下落。在强夯力的作用下,软土土粒会出现相对移动,不断降低土壤孔隙率,使得土体的紧密度和强度不断提高,有效地解决路基沉降问题[2]。所以,在进行高速公路盐渍土路基施工时,如何科学地应用强夯法是施工人员必须思考和解决的问题。
2 工程概况
某高速公路工程路线相对较长,长达23.7km,其行车设计速度和路基设计宽度分
别为100km/h、29m。该工程路基在正式施工
之前,侦查人员通过调查和研究相关地质情
况,发现某一段路基土质属于盐渍土,此时,
如果直接在盐渍土上进行路基施工,会降低
路基稳固性,导致路基出现严重沉降问题[3],
所以,施工单位在进行路基施工时,要重视
对强夯法的应用,做好对盐渍土路段的科学
处理,不断地提高路基的承载能力。
3 施工方案选择
强夯法作为一种常用的盐渍土加固施工
技术,主要用于处理碎石土、沙土、素填土
等各种土质中,可以有效地提高盐渍土的密
实度和强度,使其压缩性降到最低。但是,
强夯法仅仅适用于砂性土和黏性土的盐渍土
处理,不适用于淤泥质土层或者土层含水率、
孔隙比、粒径分别为60%、1.6、0.006mm的
土体。该工程土体含有大量的黏性盐渍土,
盐渍土所含有的盐性成分主要以氯盐为主,
施工人员要选用强夯法进行盐渍土路基施工,
这是由于该施工方案不仅可以降低施工成本,
还能提高施工速度,保证盐渍土整体加固效
果,同时,还能实现对地基结构的保护,保
证路基施工质量。
4 强夯参数设计
应用强夯法进行工程盐渍土路基施工时,
所涉及施工参数相对较多,如有效加固深度、
夯击能、强夯遍数等。所以,为保证强夯施
工质量,在正式进入工程施工之前,要严格
按照工程施工相关标准和要求,做好对以下
强夯施工参数的科学化设计。
4.1 有效加固深度
进行盐渍土强夯施工后,土体强度显著
提升,土体压缩模量呈现出不断增加的趋势,
从而获得良好的土体加固效果。对于路基强
夯施工而言,其有效加固深度主要是指强夯
后土体所获得的加固范围[4]。在确定有效加
固深度时,施工人员要灵活地运用经验分析
王海
新疆应用职业技术学院 新疆伊犁哈萨克自治州 833200
摘 要:本文为提高盐渍土路基施工效果,保证高速公路稳固性,以“某高速公路工程”为案例,根据工程概况,科学选择施工方案。同时,研究了强夯参数设计和强夯施工工艺。最后,分别介绍了土体压力检测、路基沉降量检测、路基承载力检测以及回弹模量检测相关技术要点。希望通过这次研究,为同类工程施工提供有效的借鉴和参考。
关键词:强夯法 高速公路 盐渍土 路基施工 应用
Research on the Application of Strong Compaction Method in the Construction of Highway Saline Soil Subgrade
Wang Hai
Abstract: I n order to improve the construction effect of saline soil subgrade and ensure the stability of expressway, this paper takes "a highway project" as a case and scientifically selects the constructi
on scheme according to the project overview. At the same time, the parameter design and construction process of strong compaction were studied. Finally, the technical points related to soil pressure detection, subgrade settlement detection, subgrade bearing capacity detection and springback modulus detection are introduced respectively. It is hoped that through this research, it will provide effective reference and reference for similar engineering construction.
Key words: s trong compaction, highway, saline soil, subgrade construction, application
强夯法在高速公路盐渍土路基施工中的应用研究
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法、公式计算法等各种方法。本文重点应用了公式计算法,计算公式如下所示:
(1)(1)式中的H、a、M、h分别代表强夯的有效加固深度、地基土的修正系数、夯锤重量、夯锤的落距,其中,地基土的修正系数为0.5。通过运用以上公式,可以计算出强夯的有效加固深度,其深度值为50m。
4.2 夯击能确定
夯击能主要是指在进行强夯施工时夯锤对地面所产生的能量冲击力。夯击设备和夯击能是否合理,直接影响了强夯施工质量,如果夯击能过大,会产生不必要的能量浪费,同时,还会破坏地基结构。如果夯击能过小,会严重影响夯击效果[5]。所以,在进行强夯施工时,要利用以下公式,计算出最佳夯击能。
(2)(2)式中的G、H、a分别代表最佳夯击能、有效加固深度、修正系数,其中,修正系数为0.5。经过计算,发现本次强夯施工,最佳夯击能应设置为1000k N·m,结合最佳夯击能和有效加固深度,可以精确地计算出夯锤质量和落距。
4.3 夯击遍数
夯击遍数主要是指夯击点所对应的夯击次数,如果盐渍土仅仅夯击一遍,盐渍土很容易出现回弹现象,降低夯击效果。所以,为保证夯击操作后的性能,在正式进入强夯施工之前,要结合施工场地的条件,科学调整和控制夯击遍数[6]。此时,结合夯击次数与夯沉降量之间的关系,可以快速确定出单个夯击点所对应的夯击遍数。此外,在进行夯击操作时,施工场地四周禁止出现过大隆起现象,同时,地基沉降量应控制在50mm 以内,结合这一施工要求,施工人员要对盐渍土进行满夯一遍施工,然后,将其他夯击点的强夯遍数控制为5遍,不断地提高地基的密实度和稳固度。所以,在进行强夯施
工时,夯击遍数应控制为6次。
高速公路免费时间表20234.4 强夯时间间隔
在进行工程施工时,盐渍土内部所含有的水压力会显著上升,当夯击结束后,水压力才逐渐消失,在水压力消失过程中,土体强度会显著上升,所以,强夯施工后的盐渍土强度上升通常需要一端时间,如果没遍强夯操作之间,没有设置合适的时间间隔,会导致路基压力始
终处于最大值状态,同时,还会降低土体强度
增加幅度,导致强夯效果不断变差。为避免以
上不良现象的出现,施工人员要严格相关标准
和要求,将每遍强夯间隔时间控制为2天~7
天之间。结合盐渍土特点,本次工程施工,将
强夯时间间隔控制为7天。
5 强夯施工工艺
5.1 机械选择
在进行机械选择时,施工人员要从以下几
个方面入手:(1)确定强夯施工相关参数后
使用夯锤、吊机等机械设备。本次机械设备选
用时,所选用的吊机为100t履带式起重机;所
选用的夯锤为14.4t夯锤,结合有效加固深度,
确定出夯锤落距[7]。(2)吊机吨位相对较小,
在进行起吊时,通常实施轮滑组同步作业,将
夯锤放置到合适的高度,然后,利用自动脱钩
装置,使夯锤进行自由落体运动,此时,夯锤
在空中会形成较大的角度,可能造成起重机械
不断倾斜而酿成严重的安全事故。所以,施工
人员要选用辅助门架,不断地提高机架机械的
稳固度,避免以上安全事故的出现。
5.2 施工准备
在正式进入强夯施工之前,要全面、彻
底地清理强夯场地。首先,要及时清理场地
上的垃圾、杂物,确保整个场地表面的整洁度,
然后,严格按照设计图纸,确定各个夯法点
位置,并进行醒目标记。其次,还要做好试
夯工作,结合试夯结果,检验强夯施工相关
参数设置是否合理,如果强夯施工质量与要
求设计值存在一定的误差[8],施工人员要在
后期施工中,对相关参数进行适当地调整
和控制;如果试夯施工质量达标,那么,
施工人员可以结合试夯参数,开展相应的
施工工作。
5.3 强夯施工
在进行强夯施工时,施工人员要安装试
夯参数,开展相应施工作业。在这个过程中,
要事先做好对施工机械入场的安排,对整个
施工场地进行满夯处理,保证盐渍土稳定性,
间隔7天后,进行夯击点强夯施工。为保证
夯击点强夯施工质量,要控制好夯锤下落点
位,使得点位于夯击点位保持一致,同时,
还要将夯锤调整到合适的高度,使其进行自
由落体,当夯锤自由下落到指定的夯击点时,
第一遍夯击点强夯操作结束。然后,间隔7
天后,进行第二遍的强夯施工,直到所有点
位强夯施工操作全部完成即可。最后,要对
整个施工场地进行再次满夯处理,确保盐渍
土表明的密实度和稳固度[9]。另外,在进行
夯击时,为提高夯击效果,施工人员实时检
测和记录夯击高度、夯击能等相关参数,便
于后期工程施工质量检测和分析。对于夯击
点而言,在进行后两遍强夯操作时,一旦盐
渍土所形成的沉降量大于6cm,需要分析其
沉降原因,并适当地增加夯击次数,从而获
得良好的夯击效果。当夯击操作完成后,要
对夯坑进行回填处理,确保其与基面高度相
平,然后,进入下一环节的夯击施工。需要
注意的是,在进行回填时,所选用的填料要
以达标土质材料为主,避免因土质材料不合
格而影响最终回填效果。
6 质量检测
在进行强夯施工时,要做好对土体压
力、路基沉降量、路基承载力以及回弹模
量等性能的检测,从而保证工程整体施工
效率和效果。
6.1 土体压力检测
在进行土体压力检测时,通常用到钢弦
式土压力计检测仪器,该仪器主要是由膜盒、
压力传感器两个部分组成,其中,压力传感
器主要借助钢丝,固定与框架上,该框架将
薄膜中心与压力计进行有效地连接。在进行
强夯施工期间,一旦出现夯锤自由下落,会
对土体产生一定的压力,在夯锤的作用力下,
土压力可以直接作用于膜盒上,导致膜盒出
现严重变形现象,并形成大量的液体介质[10]。
在液体介质作用下,压力可以直接传递到压
力传感器中,导致钢丝出现明显振动现象,
最后,借助振动效率,可以精确地计算土体
压力。
6.2 路基沉降量检测
路基沉降量检测主要是指确定出盐渍土
强夯中、强夯后所对应的沉降量。将50cm直
径的钢板设置为沉降板,将长度为150cm的
测量杆固定到沉降板上,使用塑料管嵌套,
包裹侧杆,确保填土与侧杆之间的摩擦力不
断降低,当所用准备工作结束后,在检测断
面上埋设沉降板,结合侧杆的实际高度,检
测出盐渍土实际沉降值。
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经过检测,获得如表1所示的检测结果,从表1中的数据可以看出,强夯施工后所获得的路基沉降量相对较低,被控制在300mm 以下,同时,与强夯施工前相比,土体密实度和强度得以显著提升,这表明通过运用强夯法进行盐渍土路基施工,可以获得良好的路基处理效果。
6.3 路基承载力检测
在本次试验路段中,运用直线插入法,确定出五个试验点位,并对其承载能力进行有效检测,所获得的检测结果如表2所示,从表2
中的数据可以看出,强夯后的路基获
表1
路基沉降检测结果
表2
路基承载能力检测结果
表3 回弹模量检测结果
得较高的平均承载能力,其平均承载能力值达到230kPa ,远远超过设计要求值,与强夯前相比,其承载能力提升了55.4%,这表明强夯法的运用,可以保证高速路径表现出较高的承载能力,获得良好的工程施工效果。
6.4 回弹模量检测
进行弯沉试验时,分析检测强夯前、强夯后路基回弹模量,获得如表3所示的检测结果,从表3中的数据可以看出,与强夯前相比,强夯后路基回弹模量显著提高,提高了36.9%,这表明强夯法的运用,可以显著地提升路基的抗压强度。
7 结语
综上所述,在进行盐渍土路基施工时,为保证盐渍土承载力,降低路基出现塌陷风险,确保高速公路使用安全性,施工人员要重视对强夯法应用。在应用该方法时,首先,将选择合适的施工方案,并做好对强夯法施工相关参数的设计和施工工艺的控制,不断地提高盐渍土路基承载力和稳定性,使得高速公路工程施工质量得以显著提升,从而保证人们出行的安全性和可靠性。
新疆应用职业技术学院科研计划项目《奎屯河流域低液限粉质粘性盐渍土工程特性研究》,编号:XYZY2020KYB004。
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