一种利用大块径碎石强夯填筑路基的方法

摘要

本发明公开了一种利用大块径碎石强夯填筑路基的方法，有效解决了碎石填筑地基厚度不均，基岩面起伏较大，填料级配及粒径大小很难控制、压缩性大且压实效果差的问题，通过本方法可有效提高路基的承载力及稳定性，达到较好的路基压实效果，对拓宽高填方强夯路基填料选择具有重要的现实意义，使得大块径碎石无需经过二次处理便能作为上部结构基础的持力层。

权利要求

1.一种利用大块径碎石强夯填筑路基的方法，其特征在于，包括下述步骤：

(a)施工准备步骤：检查夯锤磨损程度及夯锤落距是否达到设计要求；平整场地，对场地标高进行测量以满足起夯面标高要求，清除地面隆起区域并适时挖除隆起量，保持起夯面标高不变，对地面凹陷区域回填碎石土至起夯面标高；

所述夯锤重量为10‑30t，夯锤落距为10‑20m，通过计算公式W＝wh得到夯击能大小，式中，w为夯锤重，h为夯锤落距；

用于地面凹陷区域回填的碎石土，碎石和土的质量比为2.5:7.5‑3:1；

(b)第一次点夯施工步骤：作第一次点夯，标识夯点位置，并测量场地高程；通过起重机将夯锤置于夯点位置，根据夯击能，确定夯锤吊起高度；测量夯前锤顶高程，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，计算并记录该点的夯沉量，当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，先将夯坑填平，再做下一次点夯；

(c)将起重机移位至下一夯点，重复步骤(b)，采用由内到外，隔行跳打的方法，完成第一次夯点的夯击施工试验，并作好记录；

(d)第二次点夯施工步骤：采用推土机将夯坑填平，再通过强夯机夯击填土层，并测量场地高程，根据测量场地实际情况，确定第二次点夯的时间；达到确定的间隔时间后，按照步骤(c)完成第二次点夯，第二次点夯完成后，整平场地，测量整平后的标高；

(e)满夯施工步骤：第二次点夯结束后，根据测量场地实际情况，确定间隔时间，达到间隔时间后，采用低能量对已夯击场地进行全面积的夯击，满夯落锤高度根据锤重和夯击能确定，夯印1/4彼此搭接；

强夯能级为1000kN·m～6000kN·m，强夯分层虚铺厚度为4‑6m；

(f)效果检测及平整碾压施工步骤：满夯施工结束后，对路基进行检测：采用圆锥动力触探法，对强夯效果进行检测；采用灌砂法对强夯后的路基的密实度进行测定；随机抽取夯点，进行夯沉量测定，检测强夯效果；满夯施工完成后，检测其达到规定的平整度和压实度后，并测量夯后场地高程，完成强夯填筑路基的施工；

起重机采用分层堆填的方法作地基回填处理，起重机以0.8～1.2m的厚度分层回填。

2.根据权利要求1所述的利用大块径 碎石强夯填筑路基的方法，其特征在于，通过所述夯击能大小得到强夯有效影响深度，所述强夯有效影响深度的计算公式为，式中，α为修正系数，w为夯锤重，h为夯锤落距，单位为m。

说明书

一种利用大块径碎石强夯填筑路基的方法

技术领域

[0001] 本发明属于路基施工的技术领域，具体涉及一种利用大块径碎石强夯填筑路基的方法。

背景技术

[0002] 随着我国基本建设规模的扩大以及农田保护政策的强化，建设用地日趋紧张。近些年来，机场、高速公路等大量的基础建设工程都采用了开山填沟、开山填海等人工造地的方法解决建设用地；而这些基础建设工程的高填方地基大都由开山块石进行填筑，该块石填土大多数夹杂着表层粘性土，岩石为砂岩或页岩、灰岩等，填筑方式多为人工无组织抛填，填料之间的空隙较大且填料粒径极不均匀。同时，传统的填土地基处理方法为分层碾压法，压实基本采用振密和挤密两种方式，该种方式下即便是强度较低的泥岩、砂岩块石，也很难压碎；而碾压法对碎石填料的粒径、级配及回填方法、施工工艺要求较高，对于一些大的块石进行二次破碎再进行压实，才能避免填土中形成架空结构。在当前宏大的回填规模下，采用传统的分层碾压方法很难保证夯实质量和处理要求。与此同时，分层碾压的压实功能很小，分层碾压的影响深度有限且厚度较薄，层与层之间是面接触，上下层之间无法形成嵌固和咬合，对地基的稳定性也是不利的。以上这些特点在施工质量、施工工期以及经济效益等方面明显不能满足利用大块石填筑路基的要求，因此，结合现实需求，可利用强夯法对路基进行填筑。

[0003] 强夯法处理路基是将重锤从高处自由落下(落距一般为6～40m)给路基以强大冲击力和振实，从而达到提高路基土的强度并降低其压缩性。强夯法具有使用机械设备简单，击实效果好，施工速度快，成本低廉，操作简便，并能有效提高路基的承载力及稳定性等诸多优势，因而被广泛应用于道路路基的施工。通过对道路基底的强夯施工，可以加快地基固结速度，缩短地基固结时间，有效控制地基沉降，保证了路基的持久稳定性。

[0004] 但是在高填方强夯路基的施工过程中，用大块径碎石作为填料进行填筑时，碎石填筑地基厚度不均，基岩面起伏较大，填料级配及粒径大小很难控制、压缩性大且压实效果差，必须经过有效的处理才能作为上部结构基础的持力层。

[0005] 申请号为CN201210484045.1的发明专利申请公开了一种路沿石滑模施工方法，公路的路拱横坡为2％，路沿石横坡为3％，其特征在于包括以下步骤：a路沿石基层的提供，b路沿石边线放样，c路沿石滑模机就位，d混凝土拌合和运输，e摊铺，f混凝土顶面铺砂浆，g人工光面处理，h养护和i切缝和填缝。本发明的路沿石滑模施工方法具有省去传统预制、安装和运输路沿石的繁琐工序，使路沿石制作简单明了，线形更加流畅、美观，接缝少，色泽一致和极大增加路沿石的使用寿命，减少养护费用的优点。但是该申请方法在使用过程中可能产生变形，稳定性不好，无法满足路堤工程的要求，如该方法用于公路使用，使用寿命短，且该方法施工复杂，经济效益差。

发明内容

[0006] 本发明的发明目的在于，针对上述存在的问题，提供了一种利用大块径碎石土作为填料强夯填筑路基的方法，可有效提高路基的承载力及稳定性，达到较好的路基压实效果，对拓宽高填方强夯路基填料选择具有重要的现实意义，使得大块径碎石无需经过二次处理就能作为上部结构基础的持力层。

[0007] 本发明采用的技术方案如下：

[0008] 本发明公开了一种利用大块经碎石强夯填筑路基的方法，其特征在于，包括下述步骤：

[0009] (a)施工准备步骤：检查夯锤磨损程度及夯锤落距是否达到设计要求；平整场地，对场地标高进行测量以满足起夯面标高要求，清除地面隆起区域并适时挖除隆起量，保持起夯面标高不变，对地面凹陷区域回填碎石土至起夯面标高；

[0010] (b)第一次点夯施工步骤：作第一次点夯，标识夯点位置，并测量场地高程；通过起重机将夯锤置于夯点位置，根据夯击能，确定夯锤吊起高度；测量夯前锤顶高程，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，计算并记录该点的夯沉量，当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，先将夯坑填平，再做下一次点夯；

[0011] (c)将起重机移位至下一夯点，重复步骤(b)，采用由内到外，隔行跳打的方法，完成第一次夯点的夯击施工试验，并作好记录；

[0012] (d)第二次点夯施工步骤：采用推土机将夯坑填平，再通过压路机碾压夯击路面，并测量场地高程，根据测量场地实际情况，确定第二次点夯的时间；达到确定的间隔时间后，按照步骤(c)完成第二次点夯，第二次点夯完成后，整平场地，测量整平后的标高；

[0013] (e)满夯施工步骤：第二次点夯结束后，根据测量场地实际情况，确定间隔时间，达到间隔时间后，采用低能量对已夯击场地进行全面积的夯击，满夯落锤高度根据锤重和夯击能确定，夯印1/4彼此搭接；

[0014] (f)效果检测及平整碾压施工步骤：满夯施工结束后，对路基进行检测：采用圆锥动力触探法，对强夯效果进行检测；采用灌砂法对强夯后的路基的密实度进行测定；随机抽取夯点，进行夯沉量测定，检测强夯效果；满夯施工完成后，检测其达到规定的平整度和压实度后，并测量夯后场地高程，完成强夯填筑路基的施工。

[0015] 进一步地，所述夯锤重量为10‑30t，夯锤落距为10‑20m，通过计算公式W＝wh得到夯击能大小，式中，w为夯锤重，h为夯锤落距。

[0016] 进一步地，通过所述夯击能大小得到强夯有效影响深度，所述强夯有效影响深度的计算公式为， 式中，α为修正系数，w为夯锤重，h为夯锤落距，单位为m。

[0017] 进一步地，所述(a)施工准备步骤中，用于地面凹陷区域回填的碎石土，碎石和土的质量比为2.5:7.5‑3:1。

[0018] 进一步地，所述强夯能级为1000kN·m～6000kN·m，强夯分层虚铺厚度为4‑6m。

[0019] 进一步地，所述起重机采用分层堆填的方法作地基回填处理，起重机以0.8～1.2m的厚度分层回填。

[0020] 本发明的技术效果如下：

[0021] 本发明提供了一种利用大块径碎石土作为填料强夯填筑路基的方法，可有效提高路基的承载力及稳定性，达到较好的路基压实效果，对高填方强夯路基的施工具有重要的现实意义，使得大块径碎石无需经过二次处理便能作为上部结构基础的持力层。

[0022] 具体如下：

[0023] 1、本发明利用大块径碎石填筑路基，且变形小、稳定性强，可满足路堤工程要求，延长公路使用寿命。

[0024] 2、本发明就地取材、施工简单、技术合理、经济环保、投资低；填筑质量易控制，可大量节省用于购买、运输优质填料的费用，具有重要的经济与社会效益。

附图说明

[0025] 图1是本发明施工流程示意图；

[0026] 图2是本发明强夯的有效深度对比图。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图，对本发明作详细的说明。

[0028] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

[0029] 本实施例中，所采用的数据为优选方案，但并不用于限制本发明；

[0030] 如图1所示，本实施例提供了一种利用大块径碎石强夯填筑路基的方法，包括下述步骤：

[0031] (a)施工准备步骤：检查夯锤磨损程度及夯锤落距是否达到设计要求；平整场地，对场地标高进行测量以满足起夯面标高要求，清除地面隆起区域并适时挖除隆起量，保持起夯面标高不变，对地面凹陷区域回填碎石土至起夯面标高；

[0032] (b)第一次点夯施工步骤：作第一次点夯，标识夯点位置，并测量场地高程；通过起重机将夯锤置于夯点位置，根据夯击能，确定夯锤吊起高度；测量夯前锤顶高程，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，计算并记录该击的夯沉量，当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，先将夯坑填平，再做下一次点夯；

[0033] (c)将起重机移位至下一夯点，重复步骤(b)，采用由内到外，隔行跳打的方法，完成第一次夯点的夯击施工试验，并作好记录；

[0034] (d)第二次点夯施工步骤：采用推土机将夯坑填平，再通过压路机碾压夯击路面，并测量场地高程，根据测量场地实际情况，确定第二次点夯的时间；达到确定的间隔时间后，按照步骤(c)完成第二次点夯，第二次点夯完成后，整平场地，测量整平后的标高；

[0035] (e)满夯施工步骤：第二次点夯结束后，根据测量场地实际情况，确定间隔时间，达到间隔时间后，采用低能量对已夯击场地进行全面积的夯击，满夯落锤高度根据锤重和夯击能确定，夯印1/4彼此搭接；

[0036] (f)效果检测及平整碾压施工步骤：满夯施工结束后，对路基进行检测：采用圆锥动力触探法，对强夯效果进行检测；采用灌砂法对强夯后的路基的密实度进行测定；随机抽取夯点，进行夯沉量测定，检测强夯效果；满夯施工完成后，待其达到规定的平整度和压实度后，并测量夯后场地高程，完成强夯填筑路基的施工。

[0037] 本实施例中，夯后夯坑宜立即回填，防止下雨夯坑积水，同时在强夯施工时，不得在夯坑底或淤泥的情况下施工，进一步地，在强夯施工过程中，如遇地面隆起影响施工，则应适当考虑孔隙水的消散期，并分次施工，适时挖除隆起量，保持起夯面标高不变。

[0038] 本实施例中，所述夯锤重量为10‑30t，夯锤落距为10‑20m，通过计算公式W＝wh得到夯击能大小，式中，w为夯锤重，h为夯锤落距；进一步地，本实施例中选取多组数据作为夯击能大小试验数据对比，其中夯击能大小最大为6000kN·m，最小为1000kN·m。

[0039] 本实施例中，通过所述夯击能大小得到强夯有效影响深度，所述强夯有效影响深度的计算公式为， 式中，α为修正系数，w为夯锤重，h为夯锤落距，单位为m。

[0040] 本实施例中，所述(a)施工准备步骤中，用于地面凹陷区域回填的碎石土，碎石和土的质量比为2.5:7.5‑3:1。进一步地，本实施例中，在相同的夯击能条件下，随着碎石含量的增加，密实度逐渐增大，土石混合料的密实度在碎石含量为70％左右时，其密实度达到最大值，随后开始下降；当碎石含量大于50％后，土石混合料的压缩性均较小，在具有最大密实度时取得最小的压缩指数；本实施例中，土石质量比为2.5:7.5时，土石混合料的密实度出现最大值，本实施例采用强夯法对现有的大块径碎石作填筑处理，所以土石混合料的密实度越大，强夯法对大块径碎石的处理越困难，优选地，通过调整碎石和土的质量配合比，当调整碎石和土的质量配合比达到3:1时，达到最优土石混合料的密实度，通过对该配合比的土石混合料作强夯处理，取得粒径大于300mm的颗粒含量不超过大块径碎石全重的30％，级配合理，不均匀系数Cu≥5，曲率系数Cc＝1～3，含泥量不大于12％。

[0041] 本实施例中，所述起重机采用分层堆填的方法作地基回填处理，起重机以0.8～1.2m的厚度分层回填；进一步地，本实施例中所述强夯能级采用1000kN·m～6000kN·m，强夯分层虚铺厚度为4‑6m。优选地，本实施例中强夯分层虚铺厚度为4m，碎石和土的质量配合比为3:1，通过计算公式 得到如图2所示有效影响深度数据对比；

[0042] 本实施例中，随着单击夯击能的递增，通过如下试验数据对比，得到最优的强夯有效影响深度；

[0043] (1)单击夯击能从1000kN·m～4000kN·m递增，碎石土、砂土的有效影响深度为5～9m，粉土、粘性土、湿陷性土的有效影响深度为4～8m；

[0044] (2)单击夯击能从4000kN·m～6000kN·m递增，碎石土、砂土的有效影响深度为9～10m，粉土、粘性土、湿陷性土的有效影响深度为8～9m。

[0045] 通过如上试验数据和图2对比可知，当单击夯击能从1000kN·m～4000kN·m递增，土石混合料的有效影响深度递增较快，当单击夯击能从4000kN·m～6000kN·m递增，土石混合料的有效影响深度开始减慢，且为了保证大粒径的碎石被击碎的同时减少消耗和提高经济效益，当单击夯击能为4000kN·m，大块径碎石强夯后的粒径大小合适，能够满足后续填筑路基需求，因此本实施例中碎石土强夯的有效影响深度为8～9m，优选地，本实施例强夯的有效影响深度为8.5m。

[0046] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。