湿陷性黄土路基强夯法施工工艺探讨

徐亮

甘肃恒通路桥工程有限公司 甘肃兰州 730070

1 湿陷性黄土的定义及工程特性

湿陷性黄土的定义。湿陷性黄土具有较大的空隙，在自然湿度下，其压力较低且强度较高，但是当用水润湿时，会由额外或重量的压力引起塌陷变形的一种不稳定结构。湿陷性黄土的主要特点：颜色主要呈黄色、灰黄色、棕色等；粉质性颗粒含量通常超过56%；平均自然孔隙约为1（肉眼可见较大的空隙）[1]。

2 强夯法技术概述

2.1 强夯法技术简介

强夯法以灵活加强建筑地基的技术出现，已在全世界的工程建筑中广泛使用，并被证明具有良好的效果和经济效益。强夯法是指将一定强度的用锻铁、钢或混凝土制成的夯锤抬高至相应的长度，然后再使其自由落下。强夯技术广泛应用于湿陷性黄土、砂土、粘性土等，使得地基土壤压实性高，稳定性强。

2.2 强夯施工机具

（1）起重机械。起重机械一般用采用能自动脱钩的（150-250kN）W501 履带式吊车，其型号的选择主要根据施工工程所需要的夯锤重量和高度设定来决定。一般情况下，起重机的起重力应控制在夯锤重量的三至四倍之间，高度设置在十至二十五米之间。

（2）夯锤。通常使用铸铁或铸钢台锤。地面区域应根据具体情况确定。一般来说，湿陷性黄土的锤底压力为30-35kPa，其作用面积通常在四至六平米；对于具有粘性的土壤，夯锤的锤底净压力为30 至40kPa，其作用面积一般小于湿陷性黄土；而对于沙土、砾石土和人工填土，作用面积更小，一般在二至四平米之间，锤底净压力为40 至45kPa；预制读数，净锤压力为30-35kpa。在夯锤的底部，四个150 至200mm 的气孔从右到左对称开通，通过底部到达顶部，以减少在提升和落地时气垫作用过程中的吸附力和阻力，从而减少能量损失。

（3）锚系设备（门架）。锚系设备由一束横梁和两条支腿组成。腿部的结构是网格的结构。门架上的横梁中心位于铰链动臂的顶部。

（4）其他配套设备。其他配套设备有推土机、装载机、滚筒、焊接机、油罐车及相应的试验设备。

3 强夯法应用前的准备及具体操作方法

3.1 准备工作

在施工前，应检查施工现场地下建筑物和各种地下管道的位置和高度，标出强度极限，并采取适当措施以防止损坏原始建筑物。在代表建筑现场的区域中选择一个或多个测试区域进行试验或实验。应严格测试具有压实潜力的土壤，以确保土壤干燥和土壤刚度。如果水含量为20%，则是最湿的部分，应进行调整。如果地下水位高，则应安装相应的隔水层，例如阻水工布，以确保机器的平稳运行[2]。

3.2 主要操作方法

（1）强夯操作简介。强夯的动态夯能一般为1500KN.m，用于所有动态夯击，点距约为锤直径的2.5 倍。通过两遍夯击，形成主夯点和副夯点，第二次与第一次夯击时间之间的间隔周期至少为5 天。单点夯击同时满足A，B 即可停止：A，最后两击夯能作用下的平均下沉度小于等于五厘米；B.第一遍单点夯击次数不小于四次，第二遍不小于五次；如若同时满足A 和B 两个条件，则可以停止夯击。第三遍用600kn.m 的夯能进行满夯，其第二遍夯击之间的间隔不小于五天。每点夯击3-4 次，若最后两次的平均下沉量小于2 厘米则可以停止夯击。

（2）夯点布置：夯点应按照图纸中显示的设计进行排列，按照编号顺序进行夯击。夯点的误差应在5 厘米内，同时应从道路中间依次向两侧进行旋转操作。

对于基层土的动态强夯，由于厚度较大，一般在10 米以上。因此，有必要使用15 吨夯锤，跌落距离和加固深度均为十米。夯点以距离为5 米的等边三角形排列。第一遍每个夯点夯击十击，第二遍夯点分配在第一遍夯点的中间，并重复第一遍的步骤，第三遍夯击前两遍未夯实部分，进行搭连。除了路基的落地距离为10 米外其他参数均相同。

3.3 点夯

（1）根据布局点和设计要求，按照方形网格设置点位，蹲位复合误差不得超过5 厘米，同时1：1 绘制每个夯点的外部轮廓。

（2）点夯应从道路中轴线向两侧进行。如果地面高程过高，应运用间隔跳转方法用于同一行夯点，不能按顺序依次进行。

（3）强夯时每次夯击可控制在300T.m 至330T.m 之间。经过一系列的重锤强夯，如果坑深大致等于锤高，则停止夯击。

3.4 满夯

点夯后，应测量区域的高度，以清除部分挤压出的泥包。满夯点根据梅花状布局，同时设置编号显示夯点顺序。满夯从中间向两侧移动，每个点夯击两次，重锤前后重叠35 厘米，夯能在100T.m 到150T.m 范围内。整个满夯过程需实时记录和测量[3]。

3.5 试夯

在确定好强夯步骤和数据后，应根据要求动态设置参数并选择具有代表性的路段进行研究和测试，以便最终确定项目采用的动态参数。

4 质量验收及结果测评

4.1 地基承载力试验

考虑到强夯后网孔的水压分散时间，地面基础的承载力测试通常在强夯结束后的2-4 周进行。在强夯期间需检查所有测试数据和记录。重锤强夯完成后，地基的负载能力必须达到140 千帕才能满足设计要求。如果达不到140 千帕，则应当及时补夯和采取其他有效措施增加地基的负荷能力。检测方法通常是采用应用于检测的轻型探头进行现场和实验室的岩土技术检验。

4.2 做好施工过程中的检测和记录工作

施工过程中的检测和记录工作包括检查重锤的重量和脱落距离，检查夯点和孔坑位置，检查每个夯点的时间和次数，控制每次下沉量，记录每个环节的参数和施工细节步骤。同时在夯击时应该控制一定的时间差，间隔时间应符合设计图纸的要求。

4.3 控制夯击的区域范围

进行夯实处理的区域应符合施工图纸的要求。填方路段应位于下层斜坡底部3 米（包括3 米）；挖方路段应在外缘线以内，同时必须加强排水防护。

5 结语

我国湿陷性黄土的性质复杂多变，而且面积很大。为了保证路基的质量和安全，应选择适当的方法处理遇水容易下沉和塌陷的路基，从根本上保证路基的质量和安全。而重锤强夯法是处理湿陷性黄土的最有效的方法之一。