公路濕陷性黃土路基中強(qiáng)夯法技術(shù)總結(jié)

馬劍

摘 要：甜永高速公路施工現(xiàn)場地處甘肅省濕陷性黃土區(qū)域，濕陷性黃土屬于公路施工中常見不良地質(zhì)問題，如果處理不當(dāng)，會(huì)對路基使用穩(wěn)定性以及安全性形成直接影響，并不利于公路工程施工與使用。為妥善解決這一問題，我標(biāo)段組織技術(shù)管理人員開始對強(qiáng)夯技術(shù)展開了研究與運(yùn)用。該文結(jié)合甜永高速高速公路路基施工中這一攻克難點(diǎn)，將以強(qiáng)夯法相關(guān)內(nèi)容為切入點(diǎn)，對該項(xiàng)技術(shù)在濕陷性黃土路基中的運(yùn)用方式展開總結(jié)，并會(huì)針對技術(shù)應(yīng)用優(yōu)劣情況展開分析，旨在提高強(qiáng)夯技術(shù)應(yīng)用水平，保證濕陷性黃土地基處理質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯法；路基加固原理；濕陷性黃土；技術(shù)總結(jié)

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

濕陷性黃土屬于特殊土范疇，是在上覆土層自重應(yīng)力、附加應(yīng)力等力作用下，在浸水后土體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形而產(chǎn)生的，是擁有顯著附加變形特征的土。甜永高速正在全面建設(shè)中且地處濕陷性黃土地區(qū)。濕陷性黃土具有飽水性差、孔隙大以及易疏松等方面的特點(diǎn)，在受水浸濕后，土體結(jié)構(gòu)會(huì)受到嚴(yán)重破壞，會(huì)直接誘發(fā)路基沉降以及橋涵基礎(chǔ)沉陷變形等問題，需要對其展開妥善處理。強(qiáng)夯法作為較為常見且有效的濕陷性黃土路基處理技術(shù)，是公路施工行業(yè)研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

1 工程概況

甜永高速公路是國家高速公路銀百高速（G69）的一部分，路線北接寧夏規(guī)劃的銀川至環(huán)縣甜水堡鎮(zhèn)高速公路，中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司承建的甜永高速試驗(yàn)段位于甘肅省慶陽市環(huán)縣，全長11.902 km，全線采用全封閉四車道，列為全線試驗(yàn)標(biāo)段，土石方填方施工均為濕陷性黃土。

2 強(qiáng)夯法加固原理與處理適用范圍

2.1 路基加固原理

強(qiáng)夯法是以提升軟弱地基承載力為目標(biāo)，利用重錘通過下落夯擊方式對地基實(shí)施加固的處理手段。強(qiáng)夯法常用設(shè)備主要以起吊設(shè)備為主，會(huì)將重錘上升到一定高度后，讓其以自由下落的方式，通過沖擊波以及夯擊能作用，對路基結(jié)構(gòu)實(shí)施強(qiáng)化夯實(shí)處理，進(jìn)而完成相應(yīng)加固任務(wù)。在利用重錘實(shí)施沖擊時(shí)，土體內(nèi)會(huì)出現(xiàn)土顆粒破碎或者水間相互移動(dòng)等情況，會(huì)使微結(jié)構(gòu)受到直接影響，達(dá)到有效減小孔隙體積、改善振動(dòng)液化條件、壓縮性以及地基強(qiáng)度等問題的效果，能夠?qū)崿F(xiàn)對濕陷性黃土的切實(shí)消除，從而達(dá)到良好的路基加固效果。

2.2 處理適用范圍

強(qiáng)夯法不僅在濕陷性黃土路基中可以達(dá)到良好的應(yīng)用效果，同時(shí)在素填土、碎石土以及雜填土等地基處理中也有著極為突出的優(yōu)勢。根據(jù)大量實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在100 kN～200 kN夯實(shí)能量范圍內(nèi)，運(yùn)用此種方式可實(shí)現(xiàn)對4 m～8 m深度濕陷性黃土層的有效處理。

3 強(qiáng)夯法在濕陷性公路黃土路基中的應(yīng)用技術(shù)總結(jié)

3.1 試夯階段技術(shù)總結(jié)

為保證路基處理效果，在路基處理之前，會(huì)通過夯實(shí)測試的方式，對強(qiáng)夯法運(yùn)用方案進(jìn)行確定與調(diào)整。在試夯階段，需要做到以下幾點(diǎn)：1）雖然強(qiáng)夯法可實(shí)現(xiàn)對濕陷性黃土路基的有效加固，但其實(shí)施需要與地區(qū)工程地質(zhì)條件相符，要按照地質(zhì)條件對試驗(yàn)夯實(shí)參數(shù)進(jìn)行確定，做好單點(diǎn)夯擊高度以及力度等調(diào)整；2）由于客觀因素影響，試夯一般都在典型試驗(yàn)段進(jìn)行，施工人員要在對土層含水量以及深度等情況進(jìn)行明確的基礎(chǔ)上，才可展開試夯研究；3）由于夯錘底面積以及質(zhì)量會(huì)對路基加固效果形成影響，因此在有條件的情況下，可通過反復(fù)試驗(yàn)的方式，篩選出最為適合的重錘。

3.2 施工階段技術(shù)總結(jié)

3.2.1 施工總體思路

在通過試夯對施工參數(shù)進(jìn)行確定后，便應(yīng)開展具體施工。在進(jìn)行施工之前，為保證施工組織、規(guī)劃合理性、科學(xué)性，需要加大對施工原始記錄的研究力度，要在對強(qiáng)夯法施工原則進(jìn)行分析與遵守的基礎(chǔ)上，做好各階段施工方案編制。常見強(qiáng)夯施工原則，主要有逐層加固、先輕后重以及逐漸加能等。

3.2.2 施工具體要求

整體施工需要滿足以下幾點(diǎn)要求：1）在進(jìn)行大面積夯實(shí)之前，需要先夯實(shí)試驗(yàn)，做好施工參數(shù)調(diào)整，以保證施工設(shè)計(jì)落實(shí)質(zhì)量；2）需在進(jìn)行強(qiáng)夯前，展開夯錘最終成型布置圖繪制，以為后續(xù)施工提供便利；3）如果在夯擊過程中發(fā)生彈簧等問題時(shí)，需要及時(shí)停工，展開方案調(diào)整；4）由于進(jìn)行強(qiáng)夯的目的，是以加固路基土體結(jié)構(gòu)為主的，因此如果在強(qiáng)夯施工結(jié)束后，無法達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求，則要再次展開補(bǔ)夯施工。

3.2.3 施工具體步驟

在具體進(jìn)行施工時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行場地平整處理，要遵照最終成型布置圖對夯擊點(diǎn)位進(jìn)行確定，并運(yùn)用起重機(jī)對夯擊點(diǎn)展開錘擊；其次對夯點(diǎn)錘頂高程展開測量，將重錘起吊到預(yù)先設(shè)定位置，在重錘脫鉤之后，再將吊鉤放下，完成錘頂高程測量，在此過程中如果發(fā)現(xiàn)坑底存在傾斜問題，要及時(shí)展開坑底整平施工；再次重復(fù)上一步驟，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定，完成一點(diǎn)位置施工，再進(jìn)行下一點(diǎn)施工，直至完成所有夯擊施工為止；最后運(yùn)用推土機(jī)填平夯擊坑，展開場地高程測量。由于濕陷性黃土較為特殊，在完成第一遍夯擊之后，需要在確定沒有彈簧現(xiàn)象發(fā)生后，才可展開二次夯擊施工。

3.2.4 施工質(zhì)量控制

需要做到以下幾點(diǎn)，以對整體夯擊施工質(zhì)量進(jìn)行保障：1）嚴(yán)格遵守各項(xiàng)施工安排與步驟，事先做好重錘質(zhì)量、機(jī)械設(shè)備性能等控制工作，并做好相應(yīng)記錄與分析；2）對夯點(diǎn)防線展開嚴(yán)格管控，保證其偏差可以在控制在4 cm以內(nèi)，且要按照施工圖紙，對夯擊點(diǎn)展開逐一夯實(shí)處理，為保證施工精準(zhǔn)度，施工人員需要對各夯擊點(diǎn)夯擊能、夯擊次數(shù)以及夯擊沉降量等展開詳細(xì)記錄；3）做好最后兩錘夯擊控制，確保兩擊之和可以保持在15 cm之內(nèi)，整體允差可以保持在8 cm以內(nèi)，要通過適當(dāng)增加錘擊次數(shù)的方式，對夯擊施工質(zhì)量進(jìn)行保證；4）由于在夯擊過程中，可能會(huì)出現(xiàn)飛石傷人的狀況，因此在進(jìn)行施工時(shí)，需要嚴(yán)格做好施工安全控制，為吊車駕駛室配備防護(hù)罩，以防造成不必要的人員傷亡。

3.2.5 施工常見問題與處理方式

（1）最后二擊下沉量與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)不符。出現(xiàn)這一現(xiàn)象，主要是由于土體在強(qiáng)夯時(shí)出現(xiàn)液化流動(dòng)或地基含水量過大所造成的。在發(fā)生該問題時(shí)，可通過鋪設(shè)0.5 m～2.0 m厚度砂石，再實(shí)施強(qiáng)夯的方式，對該問題展開妥善處理。同時(shí)還可通過適當(dāng)降低夯擊能量或通過實(shí)施人工控制地下水位的方式，再實(shí)施強(qiáng)夯施工。

（2）在實(shí)施強(qiáng)夯施工后，出現(xiàn)表層土松散以及浸水下陷問題。該問題是由于強(qiáng)夯后沒有及時(shí)進(jìn)行整平處理、被機(jī)械行駛所擾動(dòng)或者凍土層沒有得到及時(shí)清除等原因所造成的。在對該問題實(shí)施處理過程中，一方面可通過填平凹坑的方式，保持夾層土密實(shí)程度；另一方面要對行駛車輛實(shí)施管控，要在完成凍土處理后，再實(shí)施強(qiáng)夯施工。

4 技術(shù)應(yīng)用分析

運(yùn)用強(qiáng)夯法對濕陷性黃土展開處理，既有一定優(yōu)勢，也存在著一些不足。其中，施工優(yōu)點(diǎn)有：砂石料、水泥以及石灰消耗較少，所需投入人力、物力相對較低，整體施工速度相對較快，能夠在多地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用，設(shè)備相對簡單。同時(shí)通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在對相同厚度以及相同面積濕陷性黃土路基進(jìn)行處理過程中，運(yùn)用強(qiáng)夯法進(jìn)行加固，可達(dá)到較為理想的加固處理效果，且經(jīng)濟(jì)效益較為可觀，為后續(xù)進(jìn)場的單位在施工中廣泛應(yīng)用。

施工缺點(diǎn)：夯擊振動(dòng)對周邊建筑物的影響研究有限；施工振動(dòng)、噪聲較大。

5 結(jié)語

盡管運(yùn)用強(qiáng)夯技術(shù)實(shí)施濕陷性黃土路基處理，存在一定弊端與不足，但應(yīng)用其獲得的路基處理效果以及經(jīng)濟(jì)效益卻是不可忽視的。施工單位應(yīng)加強(qiáng)對強(qiáng)夯技術(shù)的研究力度，不斷結(jié)合實(shí)踐應(yīng)用情況，對技術(shù)總結(jié)內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)與完善，以對最終技術(shù)總結(jié)內(nèi)容可行性以及應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行保證，確保該項(xiàng)技術(shù)可以得到更好應(yīng)用，其具有的優(yōu)勢可以在路基加固處理中得到完全性發(fā)揮。

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