湿陷性黄土在施工中的防治措施及应用

王玺 雷柯

（西安市高陵县交通运输局，陕西 西安 710200）

高等级公路桥涵处路基不均匀沉陷病害主要表现为桥涵桥头跳车现象，已成为公路建设质量通病的主要内容之一。特别是湿陷性黄土路基，其不均匀沉陷现象尤为突出，它严重影响着公路营运期的行。降低了公路的使用品质和寿命，同时也损耗了大量国家建设资金，损害了高等级公路的社会形象。因此，桥涵处跳车作为一种公路质量通病已引起了公路建设者和施工者的普遍关注，这一公路通病已成为一件迫在眉睫的大事。

目前施工中处理湿陷性黄土地基的方法主要有：强夯法、灰土挤密桩、冲击碾压等方法。

1 强夯法

强夯法是湿陷性黄土地基处理较常用的方法。强夯法是依据巨大的冲击能而获得深层压实效果的方法。这种方法是将重锤提高到一定高度后自由落，多次重复夯击地面，使地基土在巨大的冲击力和下振动作用下，产生很大的动应力和冲击波，致使土中，土体局部液化，在夯击点周围一定深度内空隙压缩产生裂隙，形成良好的排水、排气通道，土体内的水分和空气顺利逸出，土体随之固结，从而有效地在影响深度范围内提高土基强度，降低土体压缩性，消除黄土的湿陷性。

1.1 施工前准备

1.1.1 在强夯施工前，应认真查明强夯场区内及周边地下管线的位置、标高等，并在地面作标志。

1.1.2 强夯的边线对于须要强夯的路段和区间，应先实测土壤、最大干密度及湿陷系数，当含水量小于7%时，应增大其含水量;对于地基含水量大于20%的过湿地段，为防止强夯时产生的“弹簧土”现象，应等其晾晒得较为合适时再行施工，或进行换土处理。对于地下水位较高的地方，要用人工降低地下水位的办法，并在表层铺填0.5～2.0m的砂砾层，确保机械通行。为防止雨水或场外地表水流入场内对强夯的影响，还要在场区和场区周围挖临时排水沟。

1.1.3 铲除夯区内的植被和垃圾，挖出树根，将场，以保证夯锤落地时基本处于内基本推平或分段推平水平状态。

1.2 施工工序

1.2.1 按夯点布置图，用白灰标出第一遍夯点位置，测量夯前场地高程。

1.2.2 起重机就位，夯锤对准夯点位置，测量夯前锤顶高程。

1.2.3 将夯锤起吊到预定高度，脱钩自由下落后放下吊钩，测量锤顶高程。夯锤应保持平稳，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。

1.2.4 按以上(1)～(3)步骤完成第一遍全部夯击点的夯击。

1.2.5 用推土机将夯坑推平，按确定的夯点布置要求，用上述步骤完成第二遍，再用低能量满夯法将场地表层松土夯实。

1.2.6 为了使表层的扰动土进一步压实，在强夯区实施了强夯后再用8～21t振动压路机振压处理。使其满足路基规范设计要求的压实度，压实后再测量场地高程。

1.2.7 对强夯后路基进行相应的沉降量观测

2 灰土挤密桩

土桩和灰土桩挤密地基是用利用成孔过程中和分层夯实填料过程中的横向挤压作用，使桩间土得到挤密。挤密的桩间土和夯实的土桩和灰土桩形成复合地基，以提高地基承载力、减小沉降。将素土(粘性土)分层填入桩孔内，并分层夯填密实至设计标高，称为土桩挤密法;将灰土分层填入桩孔内，并分层夯实，称为灰土桩挤密法。土桩挤密和灰土桩挤密法适用处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基。

灰土桩施工前，先将基坑开挖到接近设计标高处。灰土桩采用沉管法成孔挤密，成孔机械为1.8t的柴油沉桩锤，由W1001履带起重机带动。桩孔夯填2：8灰土，人工控制填料，电动夯实机连续夯击。

施工及建设单位对成孔和夯填施工进行严格的监督和检验，除对桩位、桩孔、桩身垂直度和桩身灰土的压实系数等逐项检查外，还应对每根桩孔的回填量和夯击次数作了记录，对发现的问题及时研究处理，确保灰土施工的质量达到设计要求。灰土桩施工结束后，挖去设计桩顶以上的预留土层，其上再分层碾压2：8灰土垫层。

3 冲击碾压法简介

冲击碾压技术的作用机理主要是利用冲击压实机的三叶凸形轮在轮胎式或履带式牵引机车快速拖动下运动，在局部面积上发生了瞬间的竖向振动荷载，振动荷载向路基快速传递能量，使土体的压实度增加。

经过冲击碾压处理后，路基黄土的颗粒组成变化很大，尤其是高能量冲碾对颗粒组成的影响程度尤为显著。冲碾压实后，大颗粒(粒径>0.01mm)含量减小，小颗粒 (粒径<0.01mm)的含量增加;土体结构单元中的骨架支撑作用破坏，而粒径小于0.005mm的黏粒含量增加;粒度成分变化在表层（<1.0m）表现的尤为显著，且随深度的增加而逐渐降低。

冲击碾压对提高土体的压实度与承载力作用明显，冲击碾压后压实度可达85%以上，有效影响深度为1.5m以上，极限承载力为250～360kPa，比原状黄土的极限承载力提高2.0～2.8倍，且有效影响深度与承载力随压实能量的增加而增大。

冲击碾压可完全消除0.5m深度以内路基土的湿陷性，对0.5～1.0m范围内地基土湿陷系数有一定减小作用。冲击碾压对提高路基黄土的压实度与承载力及消除黄土的湿陷性效果明显。

4 结论

强夯法、灰土挤密桩、冲击碾压法都是处理湿陷性黄土地基的有效方法，在施工过程中，应该根据不同的地质条件和施工条件选择合适的施工方法。另外在施工中还有一些其他的方法也可供选择。

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