强夯法在高速公路盐渍土路基施工中的应用研究
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
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)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)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1000kN·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。
4.4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