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高速液压夯实机的施工工艺及经济效益分析

        高速液压夯实机使用强夯技术原理和通过特殊设计,以便进行特定深度地基的夯实处理。相关研究试验结果证明:高速液压夯实机作用深度大,一次性回填深度1~4m,机动性强,可调控夯击能量,特别适合狭小面积的夯实作业要求,填补了传统的碾压、振动压实等表层压实技术和传统强夯技术之间的空白,在台背回填等施工环境,具有较好的应用前景。
        1 液压高速夯实机回填复杂基础施工工法概述
        (1)工法特点。①直接安装在装载机或挖掘机上机动灵活,边角部位无需单独采用小型夯实机具处理;②作用深度大,一次性可回填1~4m,施工效率大大提高;③减少小型夯实设备及人力的投入,减少压实设备周而复始的使用率,施工成本大大降低;④具有作用柔和,贯穿能力强而均匀,在基层处理中不易形成表层硬结,可在较大的深度范围内获得较均匀的密实度。
        (2)适用范围。本施工工法适用于桥台背回填、小范围基础处理及深沟槽回填施工。
        (3)工艺原理。①夯实机安装在装载机或挖掘机上,灵活机动;②夯实机夯实无需小型夯实机具对边角进行处理;③夯实机作用深度大,一次可回填完成1~4m深度;④夯实机单机即可完成夯实工作,减少小型设备的投入及压实设备周而复始的回填工作;⑤提升至一定高度的夯锤在重力作用下加速下落,并在液压系统的作用下往复运动,高速击打带缓冲垫、静压在地面上的夯板,再通过夯板夯击地面。
        2 施工工艺流程及操作要点
        (1)施工准备。①对于夯实的路段,按照施工前准备项目进行液压夯实前场地的平整;②对操作人员进行施工技术交底及安全交底,熟悉机械性能;③配备试验仪器和专业人员。具体为:土工试验仪器一套,专职试验员不少于2名,经培训合格并对路基检测工艺熟知;④夯实机试运行正常,并定期进行检查、维修、保养。
        (2)边角处理。在构筑物边缘回填夯实时,先将构筑物周围1m范围内分层回填夯实,每层松填厚度以0.5~0.8m为宜,同时横向结构物顶部填土厚度不小于2.0m时方可进行夯实作业。
        (3)一层回填材料。按照图纸设计回填一层回填材料,回填深度为1~4m,整平表层。
        (4)夯实。夯实采用梅花满铺夯实的方式进行夯实处理,用液压缸将夯锤提升至一定高度后自有释放,夯锤在重力和液压蓄能器的共同作用下加速下落,落下后打击静压在地面上带缓冲垫的夯脚,再通过夯脚夯击地面。由于夯锤对地面的作用是通过静压在地面上带缓冲垫的夯脚实施的,以及在液压加力装置的持续作用下,与传统的强夯相比,其作用力峰值小,作用时间长,具有作用柔和、不易剪切填层流线的突出特点,且有防扬尘,防飞溅的功能。与传统的压路机及小型夯实机具等相比,其贯穿能力强而均匀,在基础处理中不易形成表层硬结,可在较大的深度范围内获得较均匀的密实度。液压夯实机按测量放样的位置就位,使夯锤对准点位。夯实机根据其夯实能分为强、中、弱三档,开始用弱档一遍,重新整平后,将夯机调至强档,每次夯击3锤,测量夯点的下沉量并记录。以强档每3锤为一组,累加并记录每3锤的沉降量,完成第6锤、9锤、12锤液压高速夯实机夯实,累加并记录每3锤的沉降量。当为基底夯实处理时,最后3锤与其前3锤的相对夯沉量差值不大于10mm,移机进行下一点位,采用扇形作业方法,每次作业左、中、右三点,再进行下一排三点施工。
        (5)检测压实度。①沉降量。定点沉降量的检测包括液压夯击前及每夯击3锤、6锤、9锤、12锤后的标高;②压实度。基底夯实处理,当最后3锤与其前3锤的相对夯沉量差值不大于10mm时,即可进行压实度检测,若压实度满足图纸施工要求,进行上一层回填施工,否则应进行补夯处理,至达到设计要求为止。
        3 材料与设备
        (1)主要材料。符合设计要求及规范规定的回填材料。
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        (2)主要设备。土工试验仪器1套、水准仪1套、组装式液压夯实机1台、装载机或挖掘机1辆。
        4 质量控制、安全措施及效益分析
        (1)质量控制。①基本要求。回填材料应符合设计要求及规范规定,回填材料每层均匀一致,表面平整。夯实点紧密靠近,不得漏夯或间距过大。组装式液压夯实机压实基底处理,以最后3锤与其前3锤的相对夯沉量差值不大于10mm。压实度满足设计图纸要求。横向结构物顶部填土厚度不大于2.0m范围内,禁止夯实作业。填层表面干燥时要适量洒水,防止表面粉尘化,影响能量向深层传递;②实测实量项目。液压夯击前及每夯击3锤、6锤、9锤、12锤后的标高及沉降量。当最后3锤与其前3锤的相对夯沉量差值不大于10mm时,夯实点处压实度检测;③质量记录。组装式液压夯实机、装载机、挖掘机、土工试验仪器、水准仪出厂合格证和检验报告;回填材料试验报告;工程部位质量评定表和工序质量评定表。
        (2)安全措施。执行JGJ146-2004《建筑施工现场环境与卫生标准》,施工前编制专项安全技术交底,提前对施工管理人及操作人员进行安全技术交底。对施工人员进行岗位培训,熟悉有关安全技术规程和标准。现场操作人员必须戴安全帽。施工时,施工员及安全员旁站监督,防止发生机械伤害等。组装式液压夯实机进场后,必须由材料设备部负责人会同安全员和使用机械的人员共同对该机械设备进行进场验收工作,经验收安全防护装置不齐全的或有其它故障的应退回进行维修和安装。组装式液压夯实机必须专人专机,其操作负责人要按规定每周对施工现场的所有机械设备进行检查,发现问题及隐患及时解决处理,确保机械设备的完好,防止机械伤害事故的发生。边坡作业时注意观察,发现有滑移、坍塌迹象时,应立即停止作业,采取有效防护及处理措施后方可重新施工。需夜间施工时,夜间照明设施及亮度要符合安全施工需要,满足人员操作要求。
        (3)效益分析。使用组装式液压夯实机进行小范围回填与传统施工方法相比,夯实机机动灵活,施工边角部位也可进行施工,一次性回填深度大,施工效率大大提高,夯实机夯实施工,省去了压实机械加小型机具配合周而复始的分层回填施工。回填材料夯实每立方节约3~5元,夯实机回填质量完全满足设计要求,具有良好的经济效益、环境效益和显着的社会效益。
        5 应用实例
        本工程是管理区在城市总体规划下,建设快速化道路系统,支撑城市框架,加强管理区与外界交通联系的重要举措。本标段为第二标段,建设规模有两条道路。DK1+392大桥在规划路网第二条路线上,在里程中心桩号DK1+392跨越此江,桥位处江面宽约70m,上部结构采用5×30m后张预应力混凝土先简支后连续小箱梁,桥起点里程桩号为DK1+283,终点里程桩号为DK1+501,桥长218m,桥梁宽度25.12m,桥台采用肋板式设计,桥台采用素土回填,深度约8m,共计回填土方约2640m3。
        应用效果:某城建集团有限公司开展技术攻关,调整施工工艺,通过调查分析和现场实践,确定采用组装式液压夯实机回填施工工艺处理桥台回填,成功解决桥台肋板间大型压实机械无法夯实、小型压实机械夯实效率低的缺点。同时,用组装式液压夯实机夯实后压实度完全满足桥台回填质量要求,组装式液压夯实机是通过击打带缓冲垫、静压在地面上的夯板。另外,通过夯板夯击地面,夯实作用柔和,贯穿能力强而均匀,在基础处理中不易形成表层硬结,可在较大的深度范围内获得较均匀的密实度。与传统施工方法相比,夯实机机动灵活,施工边角部位也可进行施工,一次性回填深度大,施工效率大大提高,夯实机夯实施工,省去了压实机械加小型机具配合周而复始的分层回填施工,回填材料夯实每立方节约3~5元,节能降耗。
        6 结束语
        综上所述,通过对液压高速夯实机的工艺原理、特点的分析可知,液压高速夯实机对于解决高速公路桥台、桥涵侧回填土质量不高的问题具有适用性和有效性。同时通过现场的应用效果分析来看,桥台的回填质量要求得到完全满足,夯实机作用深度大,一次性回填深度1~4m,可大大缩短施工周期,减少了人力物力的投入,有利于节约工期和降低工程造价。

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