1.朱思敏2.王光陈
单位,浙江省温州市苍南县公路管理段
摘要:以某道路工程增建二线湿陷性黄土路基施工工程为例,对加固湿陷性黄土地基的强夯技术进行了论述,并对施工效果进行评价。
关键词:强夯技术,湿陷性黄土,路基,效果评价
地基不均匀沉降引起路基倾斜,导致工程设施倾斜,甚至破坏,是引起道路事故的主要原因之一。采取必要的技术措施,避免或减轻不均匀沉降危害,一直是工程设计者和建设者的重要课题。本文结合作者工程实践,对加固湿陷性黄土地基的强夯技术进行论述,并对施工效果进行评价。
1、工程地质概况:
某道路工程DK94+800~DK95+010,长210m段,位于某河谷地斜坡地带,线路以填方形式通过,中心填方高11m,该工点范围内主要出露地层为第四纪上更新统冲积砂质黄土,厚度大于10m,灰黄色,土质较均,Ⅱ级土n=120kPa,具Ⅲ级自重湿陷性,湿陷土层厚5.5m左右,工点范围地下水不发育。地震动峰值加速度为0.3g,最大冻结深度1.38m,场地土的物理力学性质见表1。
依据相应规范及抗震要求,该段路基须对边坡进行防护。由于砂质黄土承载力较低,具Ⅲ级自重湿陷性,须对地基进行加固处理。
2、工程应用:
采用强夯技术进行黄土地基加固处理,在黄土地区道路工程中已得到广泛应用,但至今尚无成熟的计算方法,通常是针对工程实际情况,地质条件,适用要求及其他工程的经验,初步选定设计参数,再通过现场试验的验证和必要的修改后,最终确定适合现场的设计参数。
2.1确定夯击能、有效加固深度
根据JGJ79—2002建筑地基处理技术规范,单位夯击能为2000kN·m,对应的湿陷性黄土的有效加固深度为5.0m~6.0m,这可以满足该段工程的需要。故自制圆形锤,带有四气孔,底面积为4.15m2,锤重为l52.7kN,设计落距为13.1m。
2.2加固范围、夯点间距
根据土层厚度,土质条件及通过试夯确定,以中线为准,按每4m的距离正方形布置,每一点应有相应的编号,便于测量记录(见图1)。布点范围为路基坡脚外3m。
2.3夯击次数、夯点布置
夯点的平面布置,主要根据构筑物结构类型,地基土情况和加固深度确定,路基基底或大面积基础宜采用正方形插挡法布置。夯击次数4遍,如图1所示。
2.4夯击次数
路基基地的强夯范围一般应超出坡脚不宜小于3.0m,图2为现场实测的夯击次数与夯沉量的关系,由图2可知最佳夯击次数宜为6次。
2.5间歇时间
两遍夯击间隔时间应根据土中超孔隙水压力消散规律确定,根据实际测试数据,间隔时间不应小于7d。
3效果评价
经过强夯处理后地基土体的物理力学性质改善,土体干密度明显增大,压缩系数、湿陷系数显著减小,地基土的孔隙比显著减小,地基土体从而变得较为密实。在强夯影响深度范围内土体抽检,物理力学性质指标经统计处理后表明,干密度、湿陷系数、压缩系数、地基承载力等均发生明显变化。
1)干密度明显增大,强夯后地基土的主要变形为竖向压缩变形,地基土的孔隙比显著减小,从而变得较为密实,表层干密度由1.24g/cm3提高到1.84g/cm3(见图3),随着深度的增加,变化逐渐减小,在3.5m深度内变化较为明显。
2)强夯后地基土由高中低压缩性变为低压缩性,表层土压缩系数由0.135显著减小到0.03,如图4所示。在2m~3m范围内,更为突出。
3)湿陷性系数显著减小,强夯后湿陷带深度范围内的湿陷性全部消除(<0.015)。在3m范围内湿陷性消除效果尤为明显,如图5所示。
4)地基承载力:强夯后由于地基土产生很大的竖向变形,土结构由松散而变得更加致密,土的孔隙比显著减小,地基承载力大幅度提高。如图6所示,取S/B=0.01时(B=500mm,为承压板直径)所对应的P值作为地基承载力,由图6可知,P>200kPa,满足设计要求。
4结语
由于强夯后地基土在垂直方向产生很大的变形,已由原来的高中压缩性土变为低压缩性土,地基土的孔隙比,压缩系数,湿陷系数显著减小,其干密度,压缩模量,地基承载力大幅度提高。近几年的使用情况均很正常,表明强夯地基处理方案不但是经济的,而且是切实有效的。
参考文献:
1.何金发莫秋萍.浅论公路路基施工技术《中小企业管理与科技》2009年11月