浅谈公路湿陷性黄土路基施工处理措施

赵征

摘 要：随着公路的长期运行和交通量的相继增大，黄土路基逐渐出现基底沉陷、路堤滑动、路面开裂等病害，对公路的正常使用造成严重影响。利用强夯加固技术对湿陷性黄土进行处理，不但能够使黄土的湿陷性有效消除，而且能够使地基承载力大幅提高，在我国得到了广泛的应用。为此，本文结合具体工程案例，采用强夯法进行公路湿陷性黄土路基施工处理。

关键词：湿陷性黄土;工程概况;强夯法

0 引言

在公路工程路基施工中，湿陷性黄土路基作为常见的不良地质，不仅使路基的承载力和稳定性有所降低，而且使公路的使用寿命大幅缩短，受到施工单位的关注。强夯加固技术因其特有优势被广泛应用于湿陷性黄土路基处治中，其具有较低的施工成本、较小的施工难度以及简单的施工设备，不仅能够在短时间内快速提升地基承载强度，而且能够提高公路的使用性能和安全性，具有明显的加固效果。应不断优化强夯加固技术，提高路基承载力，避免因路基病害影响公路的正常使用。

1 工程概况

本文以某公路工程为例，该路段全长28km，其中有2km位于黄土区内，其厚度为3—7m，塑性指数为12.5—15.7，存在较多的大孔隙，土质为浅黄色粉质低液限粘土，且该地区地下水丰富，路基含水量在16%左右，湿陷系数为0.035～0.075，湿陷量为45mm。施工单位经过认真研究和科学论证，决定采用强夯加固技术对湿陷性黄土路基进行处理，主要施工方式为填方、浅挖及夯实，进而提高路基的承载强度，使公路的安全性和稳定性得到保障。

2 强夯加固作用原理

强夯法是指为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。称动力固结法，利用起吊设备，将10～40吨的重锤提升至10～40米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基，一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法;并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。现有经验表明：在100～200吨米夯实能量下，一般可获得3～6米的有效夯实深度。该加固方法是在重锤夯实法基础上发展起来，但其加固机理又与重锤夯实法有所不同，这是一种地基处理的新方法。

3 公路湿陷性黄土路基施工处理措施

3.1 平整场地

进入施工现场前，施工机械必须对场地进行平整施工。如场地平整可选用推土機进行施工，为强夯施工提供便利。并准确估算夯击后地面沉降情况，在夯击情况充分结合的情况下，确定地面高程。公路工程软基施工前详细查看地下管线与构造物位置等，防止破坏情况的大量出现。

3.2 测量放样

测量放样施工必须严格遵循设计规定进行，6米为夯点间距离。布设桩形时以正方形为主。在第一遍正方形中心点位置布设第二遍夯点，各个夯点位置可通过全站仪及钢尺标进行标示，一般选用的标示材料为白灰与木桩，随后测量各个夯点原地面高程。160kpa与180kpa为夯前原地表检测的地基承载力，与施工规定相比较小。施工前期，强夯处理范围内水位与3.5米相比较低，如3.75米等。逐点夯击，对各点位进行夯击作业，测量其沉降量与孔隙水压力，并进行详细记录。

3.3 土层处理含水量控制

施工前，根据10x10m方格网点在施工段对开夯面下方土层处理厚度内土的含水量进行测量。严格按照设计要求及相关施工规范规定确定湿陷性黄土含水量，如与要求不符，需选取注水湿润或减小湿度进行处理。如施工现场土层处理厚度为H，8%以内为其含水量，地基需选用强夯法进行施工。此时可根据1x1m方格网点进行施工。要求将布孔方式设置到方格中心，进行钻孔施工，要求将一定量的水注入孔内湿润土体，通常选取直径为50到70mm的洛阳铲进行注水孔成孔作业。如施工段部分位置土层具有较大含水量时，即饱和度在80%以上的情况下，需将排水竖井设置到土层处理厚度内，如竖向塑料排水带、砂井等，为夯击施工时，快速排除土孔隙水提供便利，同时还可以起到减小土孔隙水压力的功效。

3.4 碎石铺设

如饱和细颗粒土存在于地表内或具有较高地下水位时，必须将碎石层铺筑到亚粘土表面，将其铺设厚度在2米范围内进行有效控制，碎石铺设功能为对承受强夯机械进行持力，同时控制冲击波出现的上部土层松动情况，并达到及时消散超静水压力的作用。

3.5 夯点施工

夯击公路工程软土地基前，必须准确标注第一次夯击位置，一般选用的材料为小木桩与石灰，确保其误差在5厘米以下，为测量地面高程提供便利。夯点施工可分三个阶段进行，第一阶段，公路工程软基施工前，先对施工场地进行平整作业，对场地标高进行复测，确保其与设计起夯面标高规定相符合，随后通过全站仪向施工场地内进行施工图角点引测，并进行坐标控制。通过监理人员检验后，确保其质量符合施工规定，再选用一般经纬仪，根据施工图进行第一遍夯点布设，并用白灰标识出夯点位置，为夯锤准确就位提供便利。强夯机械设备就位后，应先测量夯锤落距，同时选取有效方案，避免夯击过程出现偏差，保证每击都能符合相关规定，如单击夯击能等。与此同时，对就位后的锤顶面标高与地面标高进行测量，为夯坑深度计算提供便利。起重机就位后，将夯锤向预定高度起吊，并将脱钩装置开启，等到夯锤脱钩自行落下后，将吊钩放下，进行锤顶高程的测量。如两击无法满足沉降需求，必须将石块填实到夯坑内，随后连续夯击。确保其符合施工规定后，方可停止夯击作业。

第二阶段，完成第一遍夯点施工后，在监理工作者的监督下，必须进行夯坑回填、场地平整机地面抄平作业。随后再次利用全站仪向施工场地内进行施工图角点引测，并进行坐标控制。同时，可选用白灰进行夯点标识，该施工方式和第一阶段相同。

第三阶段，该阶段为满夯施工，不需要布设夯点及观测夯沉量，只需要对夯击数、夯锤落距等进行有效控制。平底铸钢锤（2.4米）为本工程夯锤，25吨为夯锤重量。完成满夯施工后，场地整平时，可选用推土机进行施工，平整碾压标高必须符合施工规定。

3.6 质量检验

作为一个转换能量的过程，整个强夯加固施工为确保强夯效果良好，必须做好质量监测工作。要求开始强夯施工前，必须对夯锤、落距进行详细检查，保证单击夯击能量与设计规定相符。如夯锤应用时间过长，将严重磨损其底面，进而降低自身重量。同时落距与设计要求也存在误差问题，这些都会对单击夯击能造成严重影响。与此同时，还应对夯点放线的准确性进行校核，要求夯击前必须复核夯点放线，结束夯实作业后，还需对夯坑位置进行检查，如出现问题，可及时处理。

完成强夯施工后，应检验或评价施工效果，保证地基土强夯施工后与设计要求相符。地基在强夯施工后，伴随时间的不断增加，其强度也将随之不断提升，此时，应在一定时间后检验地基质量，可按照土的性质确定间隔时间。一般选取原位测试法、室内土工试验法进行检验。

4   结束语

综上所述，湿陷性黄土地基是公路工程路基施工中常见的不良地质，在一定压力作用下，黄土因浸水等因素结构被逐渐破坏进而产生湿陷性，公路工程修建于湿陷性黄土地区，应做好地基处理工作。强夯技术施工效率高，地基处理效果良好，能够达到最佳路基加固作用。通过试验检测可见，该施工方法具有良好加固效果，在消除黄土湿陷性的同时，还能进一步增强黄土强度，对湿陷性黄土地基处理研究具有重要的现实意义。

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