强夯试验段总结

山西中南部铁路通道ZNTJ-11标段
DK526+687.95～DK527+200
路基地基处理强夯试验段总结
编制：
复核：
审核：
中铁一局集团山西中南部铁路通道ZNTJ-11标段项目经理部
2010年9月
目录
一、实验目的 (1)
二、编制依据 (1)
三、适用范围 (1)
四、路基工程概况及主要技术标准 (1)
4.1路基工程概况 (1)
4.2路基工程主要技术标准 (2)
4.3地基加固处理措施 (2)
五、强夯原理 (2)
六、施工方案 (3)
6.1强夯试验性施工参数确定 (3)
6.2施工流程图 (5)
6.3人员、机械配置 (5)
6.4施工工艺 (6)
6.5施工控制及检测 (8)
6.6注意事项 (10)
七、试验结论 (11)
八、附件 (12)
根据合同文件及《铁路路基工程施工质量验收标注》的要求，我合同段自2010年8月20日至2010年9月20日DK526+687.95～DK527+200段进行强夯试验段施工，试验段全长512.05m。

通过试验段施工为下一步强夯地基处理大面积的施工，提供技术参数，现将我合同段的强夯试验总结如下：
一、实验目的
1、明确地基处理强夯的工艺流程、操作要点；
2、检验设计参数和地基处理效果；
3、确定施工参数、施工设备及施工工艺，为大面积施工和今后施工提供科学依据
二、编制依据
1、设计院提供的施工图
2、铁路路基工程施工质量验收标准铁TB10414－200
3、J285－2004
3、客货共线铁路路基工程施工技术指南TZ202－2008
三、适用范围
本路基基底处理施工技术方案适用于中铁一局集团山西中南部铁路通道ZNTJ-11标段DK501+600～DK530+000范围内的路基基底处理。

四、路基工程概况及主要技术标准
4.1路基工程概况
试验段里程为DK526+687.95～DK527+200段，全长512.05m。

位于壶关县山前平原区，地势平坦、开阔，地质构造简单，无大的断裂构造。

无地表水，地下水埋深较深。

表层黄土湿陷性系数在0.018～0.044之间，属Ⅲ
级自重湿陷性黄土。

4.2路基工程主要技术标准
(1)路基面形状
路基面形状为梯形，线路中线以外向两侧设4％的横向排水坡。

曲线段考虑加宽。

(2)路基面宽度
路基面宽度按有砟轨道进行设计，直线地段路基面宽度见下表：
本段路基面宽度表
项目有砟轨道
双线路基面宽度(m) 13.1
线间距(m) 5.0
4.3地基加固处理措施
采用强夯的方法进行地基处理，地基处理后进行三七灰土加筋（单向拉伸塑料土工格栅TGDG110KN/m）垫层处理，灰土垫层厚0.5m。

五、强夯原理
湿陷性黄土的垂直大孔性、松散多孔结构和遇水即降低或消失的土颗粒间的加固凝聚力，是它发生湿陷的两个内部因素，而压力和水是外部条件。

地基处理的目的是改善土的性质和结构，减小土的渗水性、压缩性，控制其湿陷性的发生。

强夯法就是针对湿陷性黄土的特性，采用起重机将大吨位的夯锤提升到一定高度，使其自由下落，通过对地基施加很大的冲击能，使地基强度提高，土的压缩性降低，消除黄土的湿陷性，以达到地基加固的目的。

重锤冲击致使土颗粒破碎或产生水间的相对移动，使微结
构破坏，从而使孔隙中气体迅速排出或压缩，孔隙体积减小，从而形成较密实的土体结构。

六、施工方案
6.1强夯试验性施工参数确定
1、有效加固深度
根据《晋中南路基工程设计与施工参考图集》晋中南大样图施（路）－01－04－02设计要求，本段为湿陷性，地基处理深度小于8m。

2、单击夯击能
单击夯击能为4000KN.m，满击夯击能为1000KN.m。

3、锤重和落距
点夯（4000KN.m）满夯（1000KN.m）
锤重（t）落距(m) 锤重（t）落距(m)
25 16 25 4
4、夯击遍数、夯点布置及间距
夯击遍数为四遍，夯击点间距取7.5m，第Ⅰ遍隔1点跳夯，第Ⅱ遍补第Ⅰ遍空隙，第Ⅲ、Ⅳ遍，补Ⅰ、Ⅱ遍空隙，夯完后达到锤印彼此搭接。

最后再以低能量进行满夯2遍，锤印彼此搭接1/4夯锤直径，即满夯夯点间距为2m，以加固前几遍夯点之间被振松的表土层。

夯点布置见下图：
图 3 第三遍夯击点
2 第二遍夯击点 4 第四遍夯击点
3 第三遍夯击点2 第二遍夯击点1
1 第一遍夯击点点夯3遍平面布置示意图
1
2
2
3
3
1
2
31
3
1
2
3
1
2
2
1
2
D
3
1
2
3
1
D
2
3
12
1
21
2
点夯4遍平面布置示意图
1 第一遍夯击点2
1
1
2
3
4
1
2
3
4
432
1
4
3
21
1
2
D
3
4
D
21D D
4
3
4
32
1
4
3
夯击点布置图
5、夯点夯击次数
根据现场试验得到的夯击次数每点击数7击，满足下列条件： a.最后两击的平均夯沉量不大于100mm ； b.夯坑周围地面不发生过大隆起； c.不因夯坑过深而起起锤困难。

6、相邻两遍的间歇时间
黄土夯击间隔时间试验确定为7天。

施工时首先保证夯击遍数间隔时间，并做详细记录，其次可根据实际情况调整施工流水顺序，安排合理的流水节拍，力争使各区段间达到连续夯击。

杜绝间隔时间未到就强行施工现象，确保强夯质量。

7夯坑周边隆起量测
夯坑周边隆起量量测主要是测量在一定夯击能作用下，夯点周边影响范
围，通过绘制夯点击数与夯坑周边土隆起变形关系曲线，可得出在此夯击能作用下，夯点周边影响范围，从而为合理布置夯点间距提供依据。

夯坑周边量测范围从夯坑边缘外1m 、2m 、3m 、3.5m 、4m 、4.5m 、5m 、5.5m 、6m 分别进行量测。

通过水准仪进行量测。

夯坑周边隆起量测点布置图
6.2施工流程图
1、强夯施工工艺流程 6.3人员、机械配置
主要人员配置表
岗位 人数(人)
岗位 人数（人）
施工负责
1
强夯
3
清表、整平
布出第一遍（二、三、四）
点夯夯位 强夯机就位，使夯锤对准夯点
测量场地标高
技术负责 1 安全 2
质量负责 1 测量 2
试验 2
合计12
主要机械设备配置表
机械设备名称规格型号数量单位备注
履带吊
1206
（40T）2 台
锤重25T直径2.5m，
最大起吊高度22m
推土机SD220 1 台
平地机PY180 1 台
压路机YZ22 1 台
自卸车东风21M3 4 台
全站仪徕卡TS06 1 台
自动安平水准仪DSZ2 1 台
6.4施工工艺
1、施工准备
（1）组织机械、测量及检测设备和人员进场。

（2）环境调查
地基处理前，应查明强夯范围内地下的构造物和各种地下管线的位置及标高等，以免因施工而造成损坏。

同时对路基范围内的洞穴、水井、墓穴及平整土地中填埋的沟壕的调查，采取切实可行的措施消除可能产生的路基质量隐患。

当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物及建筑物内人员或
设备可能产生有害的影响时，应设置监测点（当无测振条件时，可通过试验确定安全距离），采取挖减振沟等隔振或防振措施。

（3）清理表土
按照设计要求清理表层30cm~60cm的草皮和腐殖土层，并挖除局部的淤泥、翻浆土层，有积水路段应排除积水并将土翻松晾干。

(4)修临时排水设施
施工前组织工程技术人员排查和完善排水设施，强夯施工前在强夯区四周设置临时排水沟，以便及时排除雨水，若地形起伏不平应进行必要的平整，排水沟采用矩形沟，沟深0.6m，宽1.0m。

（5）水准点控制网布设
强夯施工前在距强夯区50m以外的地方埋设水准测量基准点3个，3点组网，用于测量强夯施工时每次夯击的夯沉量。

2、强夯施工
（1）夯点放线定位
按夯点布置图进行测量放线，定出第一遍强夯各夯击点的位置后用白灰或小木桩标示，并测量场地高程。

（2）点夯
起重机就位，夯锤对准夯点位置，测量夯前锤顶高程。

将夯锤提升到预定高度（16m），夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程。

若发现错位或坑底倾斜过大，用砂土将坑底整平再夯。

按照规定的夯击次数重复吊、落夯锤，直到完成第一遍全部夯点的夯击。

用推土机将场地推平，并测量场地高程。

在规定的间隔时间后，按第一遍夯击要求逐步完成全部
点夯遍数。

（3）满夯
点夯完成后，达到预定的间歇时间，以低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量场地标高。

满夯时，夯迹彼此重迭搭接1/4夯锤直径。

每一遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置。

施工时，对每一点的夯击能量、夯击次数和每次夯沉量等做详细的现场记录。

6.5施工控制及检测
1、夯前控制及检测
夯锤的重量及锤底面积、场地平整情况，对需夯处理范围内的地基原状土取样，分别进行物理力学性能的分析，包括以下两方面内容：
①．清表后对原地面做静力触探和K30动力触探；
②．在试验区线路中线位置处挖直径0.6m深7m探孔，取原状土进行下列土工试验：
a.土的湿陷性系数；
b.天然含水率；
c.干密度；
d.压缩系数。

e.液限及塑限试验，确定塑性指数、液性指数。

f.土的击实试验，确定最佳含水量。

2、夯中控制及检测
夯锤的落距不得小于既定落距；夯锤的落点误差不得大于25cm（0.1倍夯锤直径）；控制单位时间内的夯击处理面积；控制夯击遍数间的间隔时
间；夯击全过程要记录每一夯点的起止时间、单位夯击能、单击次数、夯击过程中的异常现象。

最后两击夯沉量之和不大于15cm，低能满夯搭接不得小于1/4夯锤直径。

3、夯后控制及检测
每一遍夯击完成后，检测夯坑深度、夯点间距及处理宽度，合格后方可填平；满夯后，对场地进行平整和压实，达到规范要求的原地面的各项指标要求，并测量高程，填写地面标高变化；填写夯击各项记录表并绘制夯击次数与夯沉量关系曲线。

夯后对整个处理地基择点做已加固地基的承载力及有效加固检验。

①．地面做静力触探和K30动力触探,测定强夯影响有效深度；
②．在试验区挖直径0.6m深6m探孔，进行下列试验：
a. 土的湿陷性系数，检测土的湿陷性系数是否小于0.015；
b. 含水率；
c. 干密度，大于天然干密度；
d. 压缩系数。

e.载荷试验，每个试夯区在夯点间做一个载荷试验，以确定加固后地
基承载力。

4、检验方法与频率
⑴、强夯处理夯击点布置应满足设计要求。

检验数量：全部检验。

检验方法：观察、尺量。

⑵、低能量满夯的搭接不得小于四分之一夯锤直径。

检验数量：全部检验。

检验方法：观察、尺量。

⑶、强夯加固地基的承载力和有效加固深度应满足设计要求。

检验数量：施工结束7天后,对地基加固质量进行检验。

⑷、强夯夯坑中心偏移的允许偏差应不大于0.1D（D为夯锤直径）。

检验数量：检验总夯击点的10%。

检验方法：测量检查。

⑸、强夯地基处理范围、横坡的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表的规定。

强夯地基处理范围、横坡的允许偏差、检验数量及检验方法序号检验项目允许偏差施工单位检验数量检验方法
1 范围不小于设计值沿线路纵向每100m抽样检验5处尺量
2 横坡±0.5%沿线路纵向每100m抽样检验5个断面坡度尺量6.6注意事项
1.施工前应先清除原地面的杂草、淤泥和耕植土，并不得回填入路基。

路基填土不得使用腐植土、生活垃圾土、淤泥、冻土块和盐渍土。

填土不得含草、树根等杂物。

2.路基填土的最佳含水率及最大干密度应由现场击实试验确定。

点夯时要保证夯锤的下落高度，确保夯击力，防止漏夯。

满夯时应遵循先轻后重，先稳后振，先低后高，先慢后快及轮迹重叠等原则，防止漏夯并要求夯击面积重叠1/4～1/3。

4.采用强夯法处理湿陷性黄土地基，土的天然含水量宜低于塑限含水量1%～3%。

当土的天然含水量低于10%时，宜对其增湿至接近最优含水量；当
土的天然含水量大于塑限含水量30%以上时，宜采用晾干或其它措施适当降低其含水量。

5.人机配合土方作业，必须设专人指挥。

机械作业时，配合作业人员严禁处在机械作业和走行范围内。

配合人员在机械走行范围内作业时，机械必须停止作业。

6.严禁机械在电力架空线路下作业。

7.两遍夯之间应有一定的时间间隔，间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。

当缺少实测资料时，可根据地基土渗透性确定，对于渗透性好的地基可连续夯击。

8．根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行现场试夯。

应根据不同土质条件待试夯结束一至数周后，对试夯场地进行检测，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。

9．强夯地基承载力特征值应通过现场载荷试验确定，也可根据夯后原位测试和土工试验指标按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）有关规定确定。

10．强夯地基变形计算应符合国家现行标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）有关规定。

夯后有效加固深度内土层的压缩模量应通过原位测试或土工试验确定。

七、试验结论
依据（DK526+687.95～DK527+200）试验段强夯试验参数（详附实验报告）可知单击夯机最后两击平均沉量不大于100mm，地基处理面下8m处地基承载力σo>110kPa,地基处理面下0.5m处地基承载力σo>180kPa，湿陷
系数δs值最大为0.015处理范围内湿陷性已消除。

地基处理表层0.5m压实系数>0.91，土的最大干密度1.83（g/cm3），最优含水率ωopt(%)13（具体数据见试验报告）
据本次实验成果综合反映，强夯段土其物理力学性质已有明显改善，黄土的湿陷性已完全消除。

通过对强夯处理地段试验结果远远大于设计要求。

该施工工艺完全能满足设计要求，具体确定参数如下：
夯锤重为25t，点夯4遍夯点间距为7.5m，洛距16m，每点夯击7击，每遍间隔时间为7天，满夯2遍夯点间距为2m，洛距4m，每点夯击2击。

八、附件
1、DK526+687.95～DK527+200）段原地面压实密度试验报告
2、DK526+687.95～DK527+200）段静力触探试验报告
3、DK526+687.95～DK527+200）段土工试验报告
4、强夯沉降观测记录。