公路路基工程建设中,经常遇到软土路基地段,因软土具有固结速度慢,且具有明显的结构性和流变性,一经扰动,其结构易受到破坏,强度迅速降低,在行车荷载的作用下,很容易出现沉降,对公路路基的稳定性造成严重影响。在工程施工中,能否抓好软土路基的施工质量,决定着整个工程项目的成败。笔者在路基工程的施工实践中,在对高填方软土路基采用了强夯振动压实联合施工法技术。现就此施工技术进行一下探讨。 一、施工路段工程概况
一、施工路段工程概况
本路基工程项目位于巨吴渠大桥东为一生活排污坑塘,东西长230m,南北平均宽度32.1m,坑塘周边分布生活垃圾,坑内水位深约2.5m,路基由西向东在坑塘中部偏北穿过,路基在坑塘上填土高度6.4m,路基北边是居民的房屋,房屋以北15m有鱼塘1处,鱼塘和排污坑塘在地下相通出现渗水,为了保护居民房屋不受破坏,无法采用开挖截流的方法阻断鱼塘向排污坑塘的渗水。
二、路基施工方案的确定
平原地区大于20m以上的高路基很少,一般为5~10m的路基较常见,本段路基填高6.4m,属于较高路基,路基下部的自重压强可达到0.8Mpa左右,如果再加上汽车荷载,路基下部的压强可达到1Mpa左右,超过标准轴载0.7Mpa。较高路基的沉降主要来源于两个方面:一方面是基底的承载力不足。现行《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006)要求基底的压实度是≧93%,93%的压实度在干燥时尚能具有1Mpa左右的承载能力,当浸水饱和后,承载力则大大降低,必然要产生下沉;另一方面是较高路基土颗粒固结时所产生的自由沉降。这种沉降都是在工后发生的,解决的办法主要有两个:(1)提高路基填土的压实度,现行标准是150㎝的下路堤压实度是93%,可提高到95%。(2)进行强夯,强夯所产生的压力大大超过了土对路基的压力,能够减少和防止工后沉降。
本段处于坑塘软土路段中,填筑材料主要用建筑垃圾,表面松散,不能满足路基压实度要求,若只采用振动压路机压实,不能解决这个问题,而强夯所产生的压强可大大超过较高路基需要的承载能力,能解决基底承载力不足及工后沉降问题。通过路基施工方案研究,最后确定该段路基采用强夯振动压实联合法施工。
三、采用强夯法路基施工工艺
1. 排水清淤
利用3台潜水泵将排污坑塘中的积水抽出,排入巨吴渠中。采用挖掘机从东端开始挖除生活垃圾、淤泥,将弃土运到路基外,直到挖出新鲜土层。
2.防水墙
采用建筑垃圾回填1.5m左右,形成稳定的工作层面。再用拖拉机带的小型吊夯进行夯实处理。夯实完成后,路基北侧采用挖掘机将已回填建筑垃圾开挖1.0m宽,1.5m至2m深竖沟1道,利用10%水泥稳定土分层进行回填,回填至建筑垃圾顶,形成1道防水墙。
3.强夯法施工
(1) 强夯设备
采用20t履带式起重机作为提升机具,夯锤重10t,以2cm厚的钢板为底,底面积1.5m×1.5m,高1m,内浇C15混凝土,锤底到锤面埋有5根ф10cm的通气管,以降低夯击的气垫作用,锤顶采用刚性吊环,使用吊钩得以迅速而方便的挂上。当夯锤起吊到高约10m高度时,脱钩装置打开,使夯锤脱钩下落。
(2) 参数设定
计算公式:H=a。式中:H为加固深度(m),W为锤的质量(KN),h为锤的落距(m),a为经验系数,其值在0.4~1.0之间,本项目采用建筑垃圾回填,根据经验a值取0.9。
(3) 强夯施工
①总体方案。填建筑垃圾,厚度为4m,共夯击3遍。前2遍每个夯击点夯击5次,夯击落距为10m,夯击点按梅花状进行布置,夯击点中心距为2.5 m,第3遍落距为3m,每点夯击3次进行“满夯”。
②施工准备。对施工现场整平后,按照夯点平面布置图进行定位放线,准确标出夯点的位置,并设置了两个水准点,以便施工中测量夯击沉降量,拟定夯击施工顺序。
③施工操作。按拟定的夯击顺序逐点进行。每点夯击程序为:起重机就位→夯锤对准夯点位置→将夯锤起吊至预定高度→拉开脱钩装置锁卡夯锤自由落下。这样循环多次,直至完成夯击次数。路桥技术网
夯击完第一遍后进行整平,静置一天后进行第二遍夯击,并测量沉降量,最后两夯沉降量之和的平均值小于5cm后,不再夯击,如不满足再加夯。第2遍夯击完毕后,静置一天,用推土机将整平后再进行低能级满夯。
④强夯后路基表面效果。经测量,强夯后路基平均下沉0.5m,第二遍最后两击沉降量控制在4cm左右。满夯后,路基表面夯夯深度小于5cm。
四、采用振动压路机进行路床路基施工
1.测量整平
施工前,根据现场线路中心控制桩点,对路基断面做认真细致的测量,并按所测标高进行整平。
2.路基土方填筑
路基施工采用分层压实法进行,采用划格上土,每层压实厚度不大于20cm。当填土含水量接近最佳状态时,用振动压路机进行压实作业,直到符合规范要求为止。
在肃临线衡水市区段过坑塘段软土高填方路基施工中采用强夯振动压实联合法施工技术取得了成功。经过近几年的运行,该段没有出现沉降,路面使用效果很好,工程质量优良。