淺談公路濕陷性黃土路基施工處理措施

趙征

摘 要：隨著公路的長期運行和交通量的相繼增大，黃土路基逐漸出現基底沉陷、路堤滑動、路面開裂等病害，對公路的正常使用造成嚴重影響。利用強夯加固技術對濕陷性黃土進行處理，不但能夠使黃土的濕陷性有效消除，而且能夠使地基承載力大幅提高，在我國得到了廣泛的應用。為此，本文結合具體工程案例，采用強夯法進行公路濕陷性黃土路基施工處理。

關鍵詞：濕陷性黃土;工程概況;強夯法

0 引言

在公路工程路基施工中，濕陷性黃土路基作為常見的不良地質，不僅使路基的承載力和穩定性有所降低，而且使公路的使用壽命大幅縮短，受到施工單位的關注。強夯加固技術因其特有優勢被廣泛應用于濕陷性黃土路基處治中，其具有較低的施工成本、較小的施工難度以及簡單的施工設備，不僅能夠在短時間內快速提升地基承載強度，而且能夠提高公路的使用性能和安全性，具有明顯的加固效果。應不斷優化強夯加固技術，提高路基承載力，避免因路基病害影響公路的正常使用。

1 工程概況

本文以某公路工程為例，該路段全長28km，其中有2km位于黃土區內，其厚度為3—7m，塑性指數為12.5—15.7，存在較多的大孔隙，土質為淺黃色粉質低液限粘土，且該地區地下水豐富，路基含水量在16%左右，濕陷系數為0.035～0.075，濕陷量為45mm。施工單位經過認真研究和科學論證，決定采用強夯加固技術對濕陷性黃土路基進行處理，主要施工方式為填方、淺挖及夯實，進而提高路基的承載強度，使公路的安全性和穩定性得到保障。

2 強夯加固作用原理

強夯法是指為提高軟弱地基的承載力，用重錘自一定高度下落夯擊土層使地基迅速固結的方法。稱動力固結法，利用起吊設備，將10～40噸的重錘提升至10～40米高處使其自由下落，依靠強大的夯擊能和沖擊波作用夯實土層。強夯法主要用于砂性土、非飽和粘性土與雜填土地基。對非飽和的粘性土地基，一般采用連續夯擊或分遍間歇夯擊的方法;并根據工程需要通過現場試驗以確定夯實次數和有效夯實深度。現有經驗表明：在100～200噸米夯實能量下，一般可獲得3～6米的有效夯實深度。該加固方法是在重錘夯實法基礎上發展起來，但其加固機理又與重錘夯實法有所不同，這是一種地基處理的新方法。

3 公路濕陷性黃土路基施工處理措施

3.1 平整場地

進入施工現場前，施工機械必須對場地進行平整施工。如場地平整可選用推土機進行施工，為強夯施工提供便利。并準確估算夯擊后地面沉降情況，在夯擊情況充分結合的情況下，確定地面高程。公路工程軟基施工前詳細查看地下管線與構造物位置等，防止破壞情況的大量出現。

3.2 測量放樣

測量放樣施工必須嚴格遵循設計規定進行，6米為夯點間距離。布設樁形時以正方形為主。在第一遍正方形中心點位置布設第二遍夯點，各個夯點位置可通過全站儀及鋼尺標進行標示，一般選用的標示材料為白灰與木樁，隨后測量各個夯點原地面高程。160kpa與180kpa為夯前原地表檢測的地基承載力，與施工規定相比較小。施工前期，強夯處理范圍內水位與3.5米相比較低，如3.75米等。逐點夯擊，對各點位進行夯擊作業，測量其沉降量與孔隙水壓力，并進行詳細記錄。

3.3 土層處理含水量控制

施工前，根據10x10m方格網點在施工段對開夯面下方土層處理厚度內土的含水量進行測量。嚴格按照設計要求及相關施工規范規定確定濕陷性黃土含水量，如與要求不符，需選取注水濕潤或減小濕度進行處理。如施工現場土層處理厚度為H，8%以內為其含水量，地基需選用強夯法進行施工。此時可根據1x1m方格網點進行施工。要求將布孔方式設置到方格中心，進行鉆孔施工，要求將一定量的水注入孔內濕潤土體，通常選取直徑為50到70mm的洛陽鏟進行注水孔成孔作業。如施工段部分位置土層具有較大含水量時，即飽和度在80%以上的情況下，需將排水豎井設置到土層處理厚度內，如豎向塑料排水帶、砂井等，為夯擊施工時，快速排除土孔隙水提供便利，同時還可以起到減小土孔隙水壓力的功效。

3.4 碎石鋪設

如飽和細顆粒土存在于地表內或具有較高地下水位時，必須將碎石層鋪筑到亞粘土表面，將其鋪設厚度在2米范圍內進行有效控制，碎石鋪設功能為對承受強夯機械進行持力，同時控制沖擊波出現的上部土層松動情況，并達到及時消散超靜水壓力的作用。

3.5 夯點施工

夯擊公路工程軟土地基前，必須準確標注第一次夯擊位置，一般選用的材料為小木樁與石灰，確保其誤差在5厘米以下，為測量地面高程提供便利。夯點施工可分三個階段進行，第一階段，公路工程軟基施工前，先對施工場地進行平整作業，對場地標高進行復測，確保其與設計起夯面標高規定相符合，隨后通過全站儀向施工場地內進行施工圖角點引測，并進行坐標控制。通過監理人員檢驗后，確保其質量符合施工規定，再選用一般經緯儀，根據施工圖進行第一遍夯點布設，并用白灰標識出夯點位置，為夯錘準確就位提供便利。強夯機械設備就位后，應先測量夯錘落距，同時選取有效方案，避免夯擊過程出現偏差，保證每擊都能符合相關規定，如單擊夯擊能等。與此同時，對就位后的錘頂面標高與地面標高進行測量，為夯坑深度計算提供便利。起重機就位后，將夯錘向預定高度起吊，并將脫鉤裝置開啟，等到夯錘脫鉤自行落下后，將吊鉤放下，進行錘頂高程的測量。如兩擊無法滿足沉降需求，必須將石塊填實到夯坑內，隨后連續夯擊。確保其符合施工規定后，方可停止夯擊作業。

第二階段，完成第一遍夯點施工后，在監理工作者的監督下，必須進行夯坑回填、場地平整機地面抄平作業。隨后再次利用全站儀向施工場地內進行施工圖角點引測，并進行坐標控制。同時，可選用白灰進行夯點標識，該施工方式和第一階段相同。

第三階段，該階段為滿夯施工，不需要布設夯點及觀測夯沉量，只需要對夯擊數、夯錘落距等進行有效控制。平底鑄鋼錘（2.4米）為本工程夯錘，25噸為夯錘重量。完成滿夯施工后，場地整平時，可選用推土機進行施工，平整碾壓標高必須符合施工規定。

3.6 質量檢驗

作為一個轉換能量的過程，整個強夯加固施工為確保強夯效果良好，必須做好質量監測工作。要求開始強夯施工前，必須對夯錘、落距進行詳細檢查，保證單擊夯擊能量與設計規定相符。如夯錘應用時間過長，將嚴重磨損其底面，進而降低自身重量。同時落距與設計要求也存在誤差問題，這些都會對單擊夯擊能造成嚴重影響。與此同時，還應對夯點放線的準確性進行校核，要求夯擊前必須復核夯點放線，結束夯實作業后，還需對夯坑位置進行檢查，如出現問題，可及時處理。

完成強夯施工后，應檢驗或評價施工效果，保證地基土強夯施工后與設計要求相符。地基在強夯施工后，伴隨時間的不斷增加，其強度也將隨之不斷提升，此時，應在一定時間后檢驗地基質量，可按照土的性質確定間隔時間。一般選取原位測試法、室內土工試驗法進行檢驗。

4? ?結束語

綜上所述，濕陷性黃土地基是公路工程路基施工中常見的不良地質，在一定壓力作用下，黃土因浸水等因素結構被逐漸破壞進而產生濕陷性，公路工程修建于濕陷性黃土地區，應做好地基處理工作。強夯技術施工效率高，地基處理效果良好，能夠達到最佳路基加固作用。通過試驗檢測可見，該施工方法具有良好加固效果，在消除黃土濕陷性的同時，還能進一步增強黃土強度，對濕陷性黃土地基處理研究具有重要的現實意義。

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