強(qiáng)夯技術(shù)在濕陷黃土鐵路路基中的應(yīng)用

夏春光

【摘要】本文結(jié)合蘭新鐵路蘭武二線濕陷性黃土路基工程實(shí)踐，對(duì)強(qiáng)夯技術(shù)加固濕陷性黃土地基的施工效果進(jìn)行了闡述。

【關(guān)鍵詞】強(qiáng)夯；濕陷性黃土

【Abstract】In this paper， Lan-Xin Railway Lan Wu second loess subgrade engineering practice， Dynamic Compaction effect strengthening collapsible loess foundation construction are described.

【Key words】Compaction；Collapsible

1. 工程及場(chǎng)地工程地質(zhì)概況

（1）蘭武二線DK202+080～DK202+300，長(zhǎng)220m，位于古浪河左岸二級(jí)階地斜坡地帶，線路以填方形式通過，中心填方高13m，該工點(diǎn)范圍內(nèi)主要出露地層為第四季上更新統(tǒng)沖積砂質(zhì)黃土，厚度大于10m，灰黃色，土質(zhì)較均，σ0=120KPa，具Ⅲ級(jí)自重濕陷性，濕陷土層厚5.5m左右，工點(diǎn)范圍地下水不發(fā)育。場(chǎng)地土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見下表1。

（2）依據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GB50025-2004的有關(guān)要求，由于砂質(zhì)黃土承載力較低，具Ⅲ級(jí)自重濕陷性，故須對(duì)地基進(jìn)行加固處理。

2. 強(qiáng)夯技術(shù)處理黃土地基設(shè)計(jì)

采用強(qiáng)夯技術(shù)進(jìn)行黃土地基加固處理，在黃土地區(qū)鐵路工程中已得到廣泛應(yīng)用，但至今尚無成熟的計(jì)算方法，通常是針對(duì)工程實(shí)際情況！地質(zhì)條件！適用要求及其它工程的經(jīng)驗(yàn)，初步選定設(shè)計(jì)參數(shù)，再通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的驗(yàn)證和必要的修改后，最終確定適合現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)參數(shù)。

2.1確定夯擊能、有效加固深度。

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002），采用單位夯擊能為2000KN·m，濕陷性黃土的有效加固深度為5.0～6.0m，可以滿足該段工程的需要。故自制采圓形錘，帶有四氣孔，底面積為4.15m2，錘重為152.7KN，設(shè)計(jì)落距為13.1m。

2.2加固范圍、夯點(diǎn)間距。

根據(jù)土層厚度，土質(zhì)條件及通過試夯確定，以中線為準(zhǔn)，按每4m的距離正方形布置，每一點(diǎn)應(yīng)有相應(yīng)的編號(hào)，便于測(cè)量記錄。布點(diǎn)范圍為路基坡腳外3m。

2.3夯擊次數(shù)、夯點(diǎn)布置。

夯點(diǎn)的平面布置主要根據(jù)構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)類型，地基土情況和加固深度確定，路基基底或大面積基礎(chǔ)宜采用正方形插檔法布置。夯擊次數(shù)4遍，如下圖1所示：

2.4夯擊次數(shù)。

路基基底的強(qiáng)夯范圍一般應(yīng)超出坡腳不宜小于3.0m，下圖2為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的夯擊次數(shù)與夯沉量的關(guān)系由下表可知最佳夯擊次數(shù)宜為6次。

2.5間歇時(shí)間。

兩遍夯擊間隔時(shí)間應(yīng)根據(jù)土中超孔隙水壓力消散規(guī)律確定，根據(jù)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)，間隔時(shí)間不應(yīng)小于1周。

3. 強(qiáng)夯效果評(píng)價(jià)

經(jīng)過強(qiáng)夯處理后地基土體的物理力學(xué)性質(zhì)改善，土體干密度明顯增大，壓縮系數(shù)、濕陷系數(shù)顯著減小，地基土的孔隙比顯著減小，地基土體從而變得較為密實(shí)。在強(qiáng)夯影響深度范圍內(nèi)土體抽檢，物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理后表明，干密度、濕陷系數(shù)、壓縮系數(shù)、地基承載力等均發(fā)生明顯變化。

（1）干密度明顯增大，強(qiáng)夯后地基土的主要變形為豎向壓縮變形，地基土的孔隙比顯著減小，從而變得較為密實(shí)，表層干密度由1.24g/cm3提高到1.84 g/cm3 （圖3所示），隨著深度加大變化逐漸減小，在3.5m深度內(nèi)變化較為明顯。

（2） 強(qiáng)夯后地基土已由高中低壓縮性變?yōu)榈蛪嚎s性，表層土壓縮系數(shù)已由0.135顯著減小到0.03如下圖4所示。在2～3m范圍內(nèi)，更為突出。

（3）濕陷性系數(shù)顯著減小，強(qiáng)夯后濕陷帶深度范圍內(nèi)的濕陷性全部消除（<0.015）。在3m范圍內(nèi)濕陷性消除效果尤為明顯。如下圖5所示。

（4）地基承載力：強(qiáng)夯后由于地基土長(zhǎng)生很大的豎向變形，土結(jié)構(gòu)由松散而變得各家致密，土的孔隙比顯著減小，地基承載力大幅度提高。如下圖6的P-s曲線，取S=0.01，B=0.01×1000=10mm（B為承壓板直徑）所對(duì)應(yīng)的P值的一般作為地基承載力時(shí)，Ps>200KPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

4. 結(jié)束語

由于強(qiáng)夯后地基土在垂直方向產(chǎn)生很大的變形，已由原來的高～中壓縮性土變?yōu)榈蛪嚎s性土，地基土的孔隙比，壓縮系數(shù)，濕陷系數(shù)顯著減少，地基土的干密度，壓縮模量，地基承載力大幅度提高。近幾年的使用情況均很正常，表明強(qiáng)夯地基處理方案不但是經(jīng)濟(jì)的，而且是切實(shí)有效的。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國建設(shè)部.濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范（GB50025-2004）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[2]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79-2012）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994.