强夯技术在湿陷黄土铁路路基中的应用

夏春光

【摘要】本文结合兰新铁路兰武二线湿陷性黄土路基工程实践，对强夯技术加固湿陷性黄土地基的施工效果进行了阐述。

【关键词】强夯；湿陷性黄土

【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. 工程及场地工程地质概况

（1）兰武二线DK202+080～DK202+300，长220m，位于古浪河左岸二级阶地斜坡地带，线路以填方形式通过，中心填方高13m，该工点范围内主要出露地层为第四季上更新统冲积砂质黄土，厚度大于10m，灰黄色，土质较均，σ0=120KPa，具Ⅲ级自重湿陷性，湿陷土层厚5.5m左右，工点范围地下水不发育。场地土的物理力学性质指标见下表1。

（2）依据《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004的有关要求，由于砂质黄土承载力较低，具Ⅲ级自重湿陷性，故须对地基进行加固处理。

2. 强夯技术处理黄土地基设计

采用强夯技术进行黄土地基加固处理，在黄土地区铁路工程中已得到广泛应用，但至今尚无成熟的计算方法，通常是针对工程实际情况！地质条件！适用要求及其它工程的经验，初步选定设计参数，再通过现场试验的验证和必要的修改后，最终确定适合现场的设计参数。

2.1确定夯击能、有效加固深度。

根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002），采用单位夯击能为2000KN·m，湿陷性黄土的有效加固深度为5.0～6.0m，可以满足该段工程的需要。故自制采圆形锤，带有四气孔，底面积为4.15m2，锤重为152.7KN，设计落距为13.1m。

2.2加固范围、夯点间距。

根据土层厚度，土质条件及通过试夯确定，以中线为准，按每4m的距离正方形布置，每一点应有相应的编号，便于测量记录。布点范围为路基坡脚外3m。

2.3夯击次数、夯点布置。

夯点的平面布置主要根据构筑物结构类型，地基土情况和加固深度确定，路基基底或大面积基础宜采用正方形插档法布置。夯击次数4遍，如下图1所示：

2.4夯击次数。

路基基底的强夯范围一般应超出坡脚不宜小于3.0m，下图2为现场实测的夯击次数与夯沉量的关系由下表可知最佳夯击次数宜为6次。

2.5间歇时间。

两遍夯击间隔时间应根据土中超孔隙水压力消散规律确定，根据实际测试数据，间隔时间不应小于1周。

3. 强夯效果评价

经过强夯处理后地基土体的物理力学性质改善，土体干密度明显增大，压缩系数、湿陷系数显著减小，地基土的孔隙比显著减小，地基土体从而变得较为密实。在强夯影响深度范围内土体抽检，物理力学性质指标经统计处理后表明，干密度、湿陷系数、压缩系数、地基承载力等均发生明显变化。

（1）干密度明显增大，强夯后地基土的主要变形为竖向压缩变形，地基土的孔隙比显著减小，从而变得较为密实，表层干密度由1.24g/cm3提高到1.84 g/cm3 （图3所示），随着深度加大变化逐渐减小，在3.5m深度内变化较为明显。

（2） 强夯后地基土已由高中低压缩性变为低压缩性，表层土压缩系数已由0.135显著减小到0.03如下图4所示。在2～3m范围内，更为突出。

（3）湿陷性系数显著减小，强夯后湿陷带深度范围内的湿陷性全部消除（<0.015）。在3m范围内湿陷性消除效果尤为明显。如下图5所示。

（4）地基承载力：强夯后由于地基土长生很大的竖向变形，土结构由松散而变得各家致密，土的孔隙比显著减小，地基承载力大幅度提高。如下圖6的P-s曲线，取S=0.01，B=0.01×1000=10mm（B为承压板直径）所对应的P值的一般作为地基承载力时，Ps>200KPa，满足设计要求。

4. 结束语

由于强夯后地基土在垂直方向产生很大的变形，已由原来的高～中压缩性土变为低压缩性土，地基土的孔隙比，压缩系数，湿陷系数显著减少，地基土的干密度，压缩模量，地基承载力大幅度提高。近几年的使用情况均很正常，表明强夯地基处理方案不但是经济的，而且是切实有效的。

参考文献

[1]中华人民共和国建设部.湿陷性黄土地区建筑规范（GB50025-2004）.北京：中国建筑工业出版社，2004.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）.北京：中国建筑工业出版社，1994.