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关于高填方补强探讨*

时间:2023-09-11 来源: 浏览:

关于高填方补强探讨*

原创 成永刚 悠游2019
悠游2019

WXCYG20190220

博士,教高,注册岩土工程师,中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事,深部国重实验室顾问委员,中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员,国际工程地质协会会员,中国国家公路建设项目评标专家。

收录于合集

在一些填方高度较大的线路、场坪工程中,为进一步减小填方体的工后沉降,工程中常可采用冲击碾压或普夯补强的工艺进行处治。

一、补强工程的应用对象

高填方补强工艺是在填方体按设计要求在采用常规工艺达到规范要求的压实度后所采用的一种特殊工艺,即锦上添花,而非雪中送炭,非必要不使用。(当然,如若不采用常规工艺进行压实而直接采用 冲击碾压或 普夯补强的工程也有,只是不按常规出牌而已,非常规通用运作,也就是说不讲武德)

图1 冲击碾压现场
图2 普夯现场
对于公路工程来说,补强工程主要应用于高填方,即一般来说没有特殊情况要求,可应用填方高度大于20m的高填方处治,而不宜应用于普通填方体的处治。因为,工程是要考虑经济性,一般情况下只要按规范要求进行压实处治,不采用补强也是可行的(当然,土豪除外)。
二、补强工程的基本参数
1、普夯
1.1、普夯又称满夯,工程中常采用直径2.0m,重量为10吨的圆柱形钢质夯锤, 夯锤底部对称设置4~6个直径约为10~15cm的气孔,以利夯锤着地时坑底空气能迅速排出和减小起夯时坑底的吸力。
1.2、起重设备采用起重能力大于15吨的单缆或20吨的复缆履带式起重机,最大升高应大于10m。
1.3、夯击工艺
1)施工前应选择代表性区域进行试夯,以确定夯击遍数和安全距离。
2)第一遍夯击后若夯沉量小于5cm,则需进行第二次夯击,如此反复。
3)为减小普夯冲击对边坡或下伏地层形成不利影响,起夯时填方体距原地面的厚度一般不小于6~8m,每隔4~6m普夯一次,每层普夯结束后采用40吨以上的振动压路机碾压找平。
4)有重要结构物,如民居、桥涵、挡墙等结构物时,应预留安全距离和开挖隔震沟,防止强烈震动造成结构物损坏。如 普夯时距结构物的安全水平距离应不小于15.0m,距结构物顶面的安全垂直距离不应小于8.0m。
5)工程实践中,综合考虑工艺的使用效果,普夯一般应用于处理长度不足80m的高填方路段。
图3 普夯高填路堤断面示意图
普夯 夯点布置示意图
2、冲击碾压
2.1、冲击碾压采用非圆形双轮滚动产生的冲击与搓揉作用相结合工艺,利用高振幅、低频率的高能量大大增加了对填方的压实功能。
2.2、冲击碾压冲击能量25KJ,压实宽度2m,工作速度10~15km/h,有效压实厚度1.0m,压实影响深度5.0m。
2.3、夯击工艺
1)施工前应选择代表性区域进行冲击碾压试验,以确定夯击遍数和安全距离。
2)松铺碾压时,一般情况下可取松铺厚度80~100cm,冲击碾压20遍,最后5遍总沉降量<2cm。用于填方补强时,一般约每2.5m左右分为一层进行补强。
3) 为减小冲击碾压冲击对边坡或下伏地层形成不利影响,冲击碾压时填方体距原地面的厚度一般不小于4m,每隔2.5m冲击碾压一次。路床附近最后一次冲击碾压结束后采用40吨以上的振动压路机碾压找平。
4)有重要结构物,如民居、桥涵、挡墙等结构物时,应预留安全距离和开挖隔震沟,防止强烈震动造成结构物损坏。 如冲击碾压时距结构物的安全水平距离应不小于6.0m,距结构物顶面的安全垂直距离不应小于6.0m。
5)工程实践中,综合考虑工艺的使用效果,冲击碾压一般应用于处理长度大于80m的高填方路段,以方便设备施展。
图5 冲击碾压 高填路堤断面示意图
3、为减少高填的差异沉降,普夯或冲击碾压结束后,一般可在路床范围内设置三层双向土工格栅进行调节。
三、反面案例
某高填路堤位于自然坡度较陡的强~中风化花岗岩斜坡段。 路基右侧 斜坡下部 为厚约9.45m的 弱地基 ,路堤填高 30m 采用 1:1.5 ~1: 2的 坡率填筑。 为提高 路堤的稳定性 在坡脚设置高约 5m 的反压护道 ,其下软弱地基采用 间距 1.5m、直径为Φ1.5m 水泥搅拌桩 部分换填进行处治。 路基左侧 设置高 14. 5m 的衡重式路肩 挡墙 支挡。 为提高 填方体的稳定 性和 减少 工后沉降, 拟采用 普夯进行处治
该路堤采用普夯补强工艺存在如下问题而不应采用:
1、路堤右侧虽为高填,但填方体在斜坡上的厚度只有2.8m,如若采用强夯,可能会造成填方体局部受冲击后沿原地面局部变形的可能。
2、右侧坡脚反压平台高5m,不满足 距结构物顶面的安全垂直距离不应小于8.0m 的要求。如若采用强夯,将可能造成水泥搅拌桩发生冲击断裂,以及软弱地基受到冲击后发生触变效应。
3、路堤左侧为高14.5m的 衡重式路肩 挡墙 结构物,因此,为确保 衡重式路肩 挡墙 的安全,普夯 距结构物的安全水平距离应不小于15.0m。 这对于宽约23m的路宽来说,可夯的范围不足8m,如此劳师动众却不能施展,实是一件很不划算的事。
图6 某高填路堤工程地质断面图
因此,不建议该高填路堤采用普夯或冲击碾压补强工艺进行处治,而宜结合工期采用常规工艺进行压实处治。

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