强夯片石复合地基处理在软土地基施工中的运用.doc

PAGE PAGE 7 强夯片石桩软基处理施工技术 PAGE 强夯片石桩软基处理施工技术 摘要 本文结合成都绕城高速公路 D合同段强夯片石桩软基处理技术在具体施工中的工作原理、工艺流程、机具选择及质量与安全监控措施，从安全、质量、效益等方面进行了论述，找到了一种全新的优质高效软基处理施工技术。 关键词 强夯片石桩 工艺流程 安全质量控制 质量检测 经济效益 引言 我国的软土地基分布十分广泛，除华北、华东、华南沿海地区普遍存在外，内陆湖泽盆地、河流低台阶地带、丘间谷地也经常会遇到。由于其含水量高、天然强度低、压缩性大、渗水性弱，加之地形限制，给工程建设带来很大的困难。而对于公路、铁路路基工程而言，软土地基处理的成败，很大程度上决定了整个路基工程质量的好坏。目前，工程中常用的软基处理方法有反压护道、加筋路堤、竖向排水体预压、粒料桩、粉喷桩、搅拌桩、袋装砂井等。 我部承担施工的成都绕城高速公路D合同段，地处成都冲积平原，沿线溪沟、堰塘、积水田分布广泛，软基处理段落相当多，对于一般段落多采用清除软土换填砂砾石或抛石挤淤处理，而对于K11+850~K12+050段软基，由于长年积水，软土深度达6~8m，常规方案处理难度较大且不经济，经我部与四川省公路勘察设计院岩土工程部合作，借鉴高层建筑施工中广泛应用的“强夯地基”和“原地面重锤夯实”工艺，结合《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》相关工艺，采用了一种全新的处理技术——强夯片石桩对该段软基进行处理，经过现场精心施工和技术攻关、不断改进和完善施工工艺，使该段软基处理获得了成功，这一新的软基处理技术也被陆续推广到绕城公路H、I、J等合同段的其它软基处理中去，取得了良好的效果。 一 工作原理 强夯片石桩软基处理技术结合了《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》中所列的几种主要软基处理施工技术的优点，同时借鉴了“强夯地基”和“抛石挤淤”工艺，使之成为一种高效的综合处理技术，其主要工艺原理是： 将片块石强夯进入软土形成桩柱之后，桩体与桩间土形成复合地基，片块石桩对软基土起到了置换作用，而且由于片块石强度高、孔隙率较大，在强夯过程中与桩间土体结合而成的应力集中效应明显，从而大幅度减少总沉降量； 片块石夯柱成型后，即与桩柱顶层的片块石或砂砾石垫层联结成一体，起到竖向排水体作用，从而大大缩短软基排水距离，加速软基的固结过程，明显提高路基预压效果。而且强夯完成后立即填土加载预压，有效地降低了工后沉降量； 强夯施工中，由于冲击能很大，使土体中出现冲击波和很大的应力，迫使土体中孔隙压缩局部液化，夯击点周围土体产生裂隙形成良好的排水通道，从而加快排水速度，使土体迅速固结； 4、主片石桩强夯完成后，对相邻桩柱中心补夯浅桩，用大直径夯锤低落距、迭夯收紧表层，其效果近似于抛石挤淤，使软基表层1.0~1.5m深度范围内形成硬壳层，从而在很短的时间内大大加强软土路基的复合承载力和强度。 二 施工机具 采用强夯片桩进行软基处理，仅需一台20吨或30吨履带式起重机，采用自动脱钩装置，辅以一台装载机进行片块石填料、一台推土机平整场地即可。起重设备由以下几部分组成： 1、 起重机：一般选用起重能力为20吨或30吨的履带式起重机，也可采用专用三角架或龙门架，采用自动脱钩装置，起重机的起重能力必须大于1.5倍锤重。 2、 夯锤：采用钢材制作，也可用钢板为外壳内部焊接骨架后浇筑混凝土制成。为适应不同分区段对夯击能的要求，夯锤可做成装配式的：底板与外壳焊成一体，顶板与中间块每片重2吨，通过焊在底盘上的螺栓与底盘连成一体，调整中间块的数量，即可按需要组合成不同级量的夯锤，见附图一 M48 M48固定螺栓 Φ200气孔 Φ100吊环 顶板 中间板 底 盘 Φ2000 500 钢外壳 盘 M48固定螺栓 Φ200气孔 Φ100吊环 图 图 一 3、 脱钩装置：要求有足够的强度，使用灵活。拉绳一端固定在锁柄上，另一端穿过转向滑轮固定在臂杆底部横轴上，当夯锤起吊到预定高度时，开钩绳随即拉紧，而脱钩装置开启，夯锤脱钩下落，保证每次夯击落距相同。 4、 锚系设备：为防止起重设备臂杆在突然卸重时发生后倾和减少臂杆的振动，一般在臂杆的顶部用两根钢丝绳锚系到起重机前方的承重设备上（如推土机等）。 三 施工工艺流程 强夯片石桩工艺流程如图二：