于沛杰,姜珍珍,修仕濤
(1.即墨區(qū)公路事業(yè)發(fā)展中心,山東 青島 266000;2.青島花鄉(xiāng)藥谷開發(fā)建設(shè)有限公司,山東 青島 266000;3.青島交通科技有限公司,山東 青島 266000)
軟土路基是由軟土構(gòu)成的道路路基,具有抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高、孔隙大等特征,其土層多為淤泥質(zhì)土、雜填土、松軟土等性質(zhì)土壤。
1)軟土含有大量有機(jī)雜質(zhì),導(dǎo)致軟土路基抗剪強(qiáng)度低,會對排水固結(jié)條件、路基加荷速度產(chǎn)生一定影響。
2)軟土土壤孔隙較大,含有大量水分,造成自身承重能力弱、壓縮性高,穩(wěn)定性差。
3)軟土路基滲透水的能力較低,在市政道路施工過程中嚴(yán)重影響路基排水,容易出現(xiàn)較為顯著的路基沉降問題。
4)由于軟土在原始狀態(tài)下會受到市政道路施工的擾動,其原有的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度顯著降低,在受到外部震動后,軟土容易出現(xiàn)側(cè)向滑動、側(cè)面擠出、整體沉降等問題【1】。
強(qiáng)夯法施工技術(shù)利用重錘從特定高度自由落體的勢能,對道路基礎(chǔ)土方進(jìn)行夯實(shí)操作,能夠有效提升軟土路基的承載能力。強(qiáng)夯法屬于機(jī)械加固措施的一種,也被稱為動力固結(jié)法,實(shí)際操作過程中多是使用起吊設(shè)備將100~250kN(10~25t)重錘提升至10m 以上高度,然后重錘自由下落,利用重錘自由落體的沖擊力對土壤進(jìn)行壓實(shí)。強(qiáng)夯法加固主要應(yīng)用于軟土、砂性土、黏性土等土層的加固中,在應(yīng)用過程中對周邊環(huán)境的影響較小,多用于建筑密度較大的區(qū)域中。
強(qiáng)夯法施工技術(shù)所涉及的施工機(jī)具都較為簡單、便利,而且最終獲取的軟土路基加固效果較為顯著,能夠適應(yīng)多種施工環(huán)境要求。而且,強(qiáng)夯法施工周期較短、工程成本較低,隨著各類新技術(shù)、新工藝、新材料的逐步引進(jìn),強(qiáng)夯法施工技術(shù)已經(jīng)不僅應(yīng)用于砂性土、碎石土類型的路基,還廣泛用于其他類型的不良土質(zhì)路基處理中,如沙土、黏性土、雜填土、濕陷黃土等類型的軟土路基處理工作【2】。
在應(yīng)用強(qiáng)夯法施工技術(shù)前,要先對市政道路施工區(qū)域進(jìn)行平整,清除干凈表層土,碾壓好表層松散土層,使用推土機(jī)整平施工場地。對即將開展強(qiáng)夯施工的區(qū)域周圍做好排水、抗震措施,以便雨季來臨時減少夯坑內(nèi)積水,并保護(hù)周圍區(qū)域結(jié)構(gòu)。然后,對強(qiáng)夯法施工區(qū)域進(jìn)行深入勘察,結(jié)合各類市政工程資料,掌握施工區(qū)域范圍內(nèi)的地下構(gòu)筑物、管線的位置、標(biāo)高,避免強(qiáng)夯施工破壞相關(guān)設(shè)施。對施工區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)測量,在平整完施工場地后,及時安排專業(yè)技術(shù)人員嚴(yán)格依照工程設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行測量、放線,埋設(shè)有效的水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)樁、夯點(diǎn)標(biāo)注,按照圖紙標(biāo)定夯點(diǎn)進(jìn)行施工。現(xiàn)場夯實(shí)操作前要對各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查檢測,必須安排具備相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)人員、機(jī)構(gòu)對其進(jìn)行檢測,并出具有效的檢測報(bào)告,嚴(yán)格依照施工方案要求的強(qiáng)夯參數(shù)開展強(qiáng)夯試驗(yàn),做好有關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析,將實(shí)際數(shù)據(jù)與預(yù)定數(shù)據(jù)進(jìn)行比對,檢查檢驗(yàn)強(qiáng)夯法施工成果,確定適宜的強(qiáng)夯工藝參數(shù),保證強(qiáng)夯法施工能夠順利進(jìn)行。
強(qiáng)夯法施工技術(shù)應(yīng)用涉及的參數(shù)包括:設(shè)備參數(shù)、夯擊遍數(shù)、夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)間隔。
在強(qiáng)夯法施工中,超過30t 的主要使用具有自動脫鉤裝置的履帶式起重機(jī),并在臂桿端部設(shè)置有效的安全措施,避免落錘過程中造成機(jī)架傾覆。選擇具有上下貫通氣孔的圓形夯錘,根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求確定夯錘錘重、夯錘地面面積。施工過程中要保證3 遍夯擊施工,具體包括分夯、副夯、滿夯,其中,主、副夯為主要夯擊。在夯擊過程中要對夯坑隔開一點(diǎn)進(jìn)行施工,第2 遍填補(bǔ)第1 遍的空隙處,第3 遍采用低能量全副滿夯方式進(jìn)行處理,確保錘印能夠相互搭接。
每遍確定各夯點(diǎn)夯擊次數(shù)時必須嚴(yán)格遵守工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及要求進(jìn)行設(shè)置,保證單夯擊能滿足現(xiàn)場要求,避免夯坑周圍出現(xiàn)孔隙,防止夯坑過深影響現(xiàn)場施工效果,并安排專人對夯擊點(diǎn)擊數(shù)進(jìn)行檢查并記錄,保證夯擊質(zhì)量。由于軟土路基土層中超靜孔隙水壓力消散時間會影響夯擊遍數(shù)的間隔時間,當(dāng)孔隙水壓力過大或基坑周邊出現(xiàn)較大隆起時,就要停止夯擊,要在超孔隙水壓力消散后,才能進(jìn)行下一遍夯擊。
1)場地平整:在施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)入場地前要對場地進(jìn)行平整,使用推土機(jī)對場地進(jìn)行平整,方便后期進(jìn)行強(qiáng)夯施工。結(jié)合夯擊情況對夯擊后的地面沉降值進(jìn)行估算,并對地面高程進(jìn)行確定。在工程施工前應(yīng)對工程場地內(nèi)的地下管線及構(gòu)造物的位置及標(biāo)高進(jìn)行調(diào)查,結(jié)合必要的方法避免出現(xiàn)破壞現(xiàn)象。
2)鋪設(shè)碎石:若路基表面存在飽和細(xì)顆粒土,地下水位較高時,要及時在亞黏土表面鋪設(shè)碎石層,并合理控制其厚度,保證能夠?qū)Τ惺軓?qiáng)夯機(jī)械進(jìn)行持力,并控制上部土層松動現(xiàn)象,促進(jìn)強(qiáng)夯法所產(chǎn)生的超靜水壓力的快速消散。
3)確定夯擊點(diǎn):對軟土路基夯擊前,要使用小木樁、石灰標(biāo)注首次夯擊位置,控制偏差在合理范圍內(nèi),然后及時對地面高程進(jìn)行測量、記錄。
1)控制夯擊錘落地距離。在脫鉤器鋼絲繩上標(biāo)注好刻度,根據(jù)工程要求控制夯擊錘起吊高度,未達(dá)到要求的夯錘下落高度時禁止夯擊操作。夯錘的起吊高度要經(jīng)相關(guān)人員進(jìn)行計(jì)算、確認(rèn),采取有效措施保證夯擊最終質(zhì)量。
2)控制夯擊量。在施工現(xiàn)場場地平整完成后,要架設(shè)水準(zhǔn)儀,利用水準(zhǔn)儀測量夯錘頂面標(biāo)高。嚴(yán)格控制最后2 擊的夯沉量,確保滿足工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求。在現(xiàn)場點(diǎn)夯完成后,及時安排進(jìn)行滿夯操作。在此過程中及時對施工區(qū)域高程、下沉量進(jìn)行有效測量,認(rèn)真記錄各類計(jì)算結(jié)果。
3)記錄現(xiàn)場問題。嚴(yán)格把握錘重、夯點(diǎn)間距,認(rèn)真記錄前3次夯擊次數(shù),合理控制前2 遍夯擊錯開間距、間隔時間。測量并記錄每次夯擊后路面沉降量,控制最后1 遍低能量滿夯操作,確保滿足工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。施工現(xiàn)場的監(jiān)理工程師要做好現(xiàn)場記錄,做好資料留存,認(rèn)真記錄現(xiàn)場存在的問題及處理措施、結(jié)果,掌握強(qiáng)夯錘重、落地距離、每遍夯擊次數(shù)、最后2 次夯擊沉降量等重要參數(shù),確保施工過程中的各類資料齊備,關(guān)注工程現(xiàn)場施工總體質(zhì)量。
軟土路基對市政道路工程建設(shè)影響較大,需要結(jié)合工程現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行分析、處理,否則,容易出現(xiàn)路基失穩(wěn)、過量沉陷等隱患問題。強(qiáng)夯法施工技術(shù)對于軟土路基的加固具有較為顯著的作用,通過強(qiáng)夯沖擊排除軟土路基中包含的水分,提升路基強(qiáng)度,使其滿足市政道路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求。因此,必須深入研究強(qiáng)夯法施工技術(shù)應(yīng)用情況,做好施工過程中的各項(xiàng)工作,確保其最終的應(yīng)用成效,為各類市政道路工程建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。