强夯法在湿陷性黄土路基处理中应用任务书

摘 要：强夯法，又称动力固结法，是用起重机械（起重机或起重机配三角架、龙门架）将8——40t夯锤起吊到6——25m高度后，自由落下，给地基以强大的冲击能量的夯击，使土中出现冲击波和冲击应力，迫使土体孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性的一种有效地基加固方法。
关键词：强夯法；湿陷性黄土；分析应用
Abstract: The dynamic compaction method, also known as dynamic consolidation method, with a tripod, crane (crane or crane gantry) 8 - 40t hammer lifting to 6 - 25m height of free fall to the foundationpowerful impact energy tamping the soil of the shock we and the impact of stress, forcing the compression of soil porosity, soil partial liquefaction, tamping around the cracks to form a drainage channel, the pore water and gas escape.soil particles rearrange compacted to achieve consolidation, aging, thereby enhancing the foundation bearing capacity, and reduce the compression of an effective foundation reinforcement.
Key words: dynamic compaction method; collapsible loess; analytical applications
2095-2104（2012）

1工程概况
山西省山阴至平鲁（晋蒙界）高速公路第二合同段起讫里程为K165+060～K177+050，全长11.99km。路基范围区域内广泛分布自重性陷性黄土，采用探井取样，室内双线法试验检测，结果表明，沿线湿陷性黄土的湿陷土层厚度最深16m，计算自重湿陷量最大253mm，湿陷类型为自重性湿陷或非自重性湿陷，计算湿陷量最大1231mm，湿陷等级为I级非自重—III级非自重。
2什么是湿陷性黄土
在上覆土层自重应力作用下

源于：论文 格式www.udooo.com

，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。
3采用强夯法对湿陷性黄土路基处理的作用
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。其主要设计参数包括有效加固深度、单位夯击能、夯击次数、夯击遍数、间隔时间、夯击点布置和处理范围等。
在对湿陷性黄土采用1000KN·m—2000KN·m能量夯击下，土的干密度由1.2T/m3—1.5T/m3提高到1.4T/m3—1.9T/m3，承载力由110Kpa—140Kpa提高到130Kpa—180Kpa，压缩模量由2Mpa—10Mpa提高到10Mpa—30Mpa，夯面下3m—6m深度内土的湿陷性全部消除。
强夯法的夯击次数应以夯坑的压缩量最大、夯坑周围隆起量最小了按为确定原则。除现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定外，还应满足下列条件：①单点夯击次数按最后两击沉降量之差不超过50mm，满夯单点夯击次数按最后两击沉降量之差不超过20mm。
② 夯坑周围地面不应发生过大的隆起。
③ 不因夯坑过深而发生起锤困难。
4强夯法在本项目湿陷性黄土地基中的应用

4.1工作准备

4.

1.1现场调查及技术、机械、作业现场施工准备

施工前，调查强夯范围内地表附着物与地质情况、地下构造物和各种地下管线的位置及标高等，对影响施工的各种不利因素，采取切实可行的措施消除各种隐患。编制施工方案，内容包括施工方法与施工工艺、机具选择以及质量与安全、环境与文物保护。
在夯击开始前，检查所有施工机械性能，以确认其能够满足施工要求。不符合要求的机械坚决不能使用。根据设计要求的强夯能级，选用带有自动脱钩器装置与夯锤重量相匹配的履带式起重机或其它专用设备。
平整场地，清除表层土，进行表层松散土层碾压，修筑施工便道，保证机械出入通畅。做好排水设施，保证施工区能够有效地进行路基排水。

4.2强夯施工

施工前,先按照设计图纸采用不同的夯击能、夯击次数首先进行试验段施工。施工前测量夯锤落距。通过检测不同夯击能、夯击次下不同深度土的干密度、地基承载力、含水量、湿陷系数、夯沉量，判定湿陷是否消除或消除湿陷深度及地基承载力是否满足设计要求，同时在施工中应详细记录总沉降量和高程。
根据试验数据判断：达到要求地基承载力或处理深度时，合理的夯击能所对应的最佳夯击数、夯沉量、干密度及承载力，并以最佳夯击数所对应的夯沉量、干密度及承载力作为施工控制指标。
第一遍点夯（主夯）夯击能为2000KN.m ,夯点间距为2.5倍的锤径，第二遍点夯（副夯）夯击能为2000KN.m，但夯点位于第一遍点夯之间，相应增加点夯量，满夯时彼此搭接1/4夯锤直径，点夯量增加，由于夯击能为500KN.m，落距减小，则夯点夯击速度增加。
4.

2.1机械设备

①夯锤：采用1

2.5t夯锤，用钢板作成组合成的夯锤（如下图）。夯锤底面为圆形，锤底直径为5m。

②起重设备：由于履带式起重机重心低，稳定性好，行走方便，使用起重量为50t的履带式起重机（带摩擦离合器）（如下图）。
③脱钩装置：通过动滑轮组用脱钩装置来起落夯锤。自动脱钩器由吊环、耳板、销环、吊钩等组成（如下图）。
强夯自动脱钩器图
④锚系设备：当用起重机起吊夯锤时，为防止夯锤突然脱钩使起重臂后倾和减小对臂杆的振动，应用T1-100型推土机一台设在起重机的前方作地锚（如上图），在起重机臂杆的顶部与推土机之间用两根钢丝绳连接，推土机还可用于夯完后作表土推平、压实工作。
4.

2.2夯点布置

采用等边三角形布点，1号为主夯点，夯点间距6.25m。2号为副夯点，按规定间距在各主夯点位中间穿插进行。满夯时彼此搭接1/4夯锤直径。
强夯处理平面布置图

4.

2.3夯击能量要求

①设计夯击能要求 主夯点2000KN.m，副夯点2000KN.m，满夯500KN.m。
②实际夯锤参数及落距
夯锤质量m0：1

2.5T，夯锤面积S0：

4.91 m²，

主夯及副夯落距h1： W实际/ S0=W理论/S理论
m0×g×h1/S0= W理论/S理论
h1=16m
同理：
满夯落距h2=4m
其他夯锤根据重量和设计夯击能量分别计算落距。

4.

2.4单点夯击次数与夯沉量的控制

单点夯击次数控制标准： ①主夯、副夯单点夯击次数按最后两击沉降量之差不超过50mm控制，满夯单点夯击次数按最后两击沉降量之差不超过20mm控制。
②夯坑周围地面不应发生过大的隆起。
③不因夯坑过深而发生起锤困难。
④夯击遍数以不出现“翻浆”或“橡皮土”为宜。

4.

2.5整平后的地面标高变化

强夯检测结果分析 经过几个月的施工，山平高速第二项目施工段内的强夯施工全部结束，在经业主代表驻地监理工程师、试验监理工程师对该分项工程的过程和结果进行详细认真的检测，结果显示，强夯区范围内的工程地质条件基本良好，未发现有明显影响路基稳定性的不良地质现象，适合宜于路基填方施工作业。强夯设计比较合理，施工工艺明了，实施认真，经检测地基土的工程地质条件己得到较好的改善，基本达到预期目的。
5.结语
综合全文，经过研究与实践，通过项目的强夯施工，本文得出以下几个方面的结论与成果：
①施工设备、工艺简单，一台起重机和重锤即可施工，操作简便，施工管理和质量控制相对比较容易。
②适用土质范围广，能加固各类软弱地基。湿陷性黄土经强夯处理后，地基强度得到了提高、土体孔隙得到挤密、湿陷性得到消除，加固效果好。
④施工中的噪音扰民问题最好采取白天施工，错开午休时间等措施，最大限度减少扰民。强夯机械笨重，自行能力较差，转场需用大型拖车方能转场，因此应尽量减少强夯施工中的转场频率，以提高强夯机械的利用率。

5.参考文献

谭昌奉.湿陷性黄土强夯有效加固深度与夯沉量的确定.见:第三届全国岩土。
徐金明等.强夯法加固软土地基的现场对比试验研究.工程勘察，1996(2)。
[3]龚晓南著.地基处理新技术.西安:陕西科学技术出版社，1997。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。