強夯法在高速公路鹽漬土路基施工中的應用

張正峰

（山西昔榆高速公路有限公司，山西 晉中 030600）

0 引言

在我國西北地區，地質條件往往比較復雜，尤其是鹽漬土地區。在高速公路工程施工過程中，如果遇到鹽漬土，極易出現多種病害問題，在很大程度上影響公路工程的建設質量。鹽漬土具有很多特點，如鹽脹性、吸濕性等，鹽漬土處于干燥狀態時，還具有耐壓縮性的特點，鹽漬土遇水時，易出現下沉溶解現象，嚴重破壞公路路基路面，在很大程度上降低公路路基的穩定性，甚至出現坍塌現象，影響公路工程的整體施工質量與施工進度。為保證高速公路鹽漬土路基的施工質量，一定要深入研究高速公路鹽漬土路基加固技術。現階段，已形成多種鹽漬土路基處理技術，其中就包括強夯法，強夯法具有多種優勢特點，如便于控制施工質量、加固效果好、加固深度大等，所以已被廣泛應用于高速公路鹽漬土路基加固施工中。本文以某高速公路工程為例，選用強夯法處理高速公路鹽漬土路基，詳細介紹強夯法的施工工藝，以供大家參考。

1 理論基礎概述

1.1 鹽漬土的特點

第一，受土體中可溶鹽、水分的影響，鹽漬土具有顯著的溶陷性。可溶鹽遇水后會出現溶解現象，降低土體中的鹽分含量，提高公路路基土的空隙率，降低公路路基的承載能力。第二，鹽漬土中含有多種化合物，如碳酸鹽、氯鹽、硫酸鹽等，極易腐蝕物體，所以鹽漬土具有較強的腐蝕性。如果在鹽漬土中的氯鹽成分比較多，便會腐蝕金屬。因此，在施工過程中，為避免物體被腐蝕，施工單位一定要對路基土中鹽的種類進行精準判斷，并以此為重要依據，制定出有效的處理措施。第三，鹽漬土中的鹽分會在液相、固相之間不斷轉變，鹽分的體積在轉變過程中不斷發生變化，會對鹽漬土的多項物理指標造成極大影響，如含水量、密度等。所以，在檢測鹽漬土的物理指標時，常規性土工試驗所獲得的試驗結果常常會出現比較大的偏差。第四，對于含有硫酸鹽的鹽漬土，如果外界環境溫度突然下降到極低或者土體中水分減少時，便會有鹽分結晶析出，土體會出現膨脹現象，以上現象即為鹽漬土的鹽脹性。值得一提的是，鹽漬土的鹽脹性是不可逆的，會導致路基土承載能力的下降。鹽漬土示意如圖1所示。

圖1 鹽漬土示意圖

1.2 鹽漬土對路基產生的影響

1.2.1 無法保證路基的穩定性

在一定含水量條件下，若土粒中含有一定量的鹽分，就會加大土粒之間的距離，減小土壤中的內摩擦力。在鹽漬土土壤中進行路基施工時，路基的強度在降雨影響作用下會變小。鹽漬土中的鹽分在干旱天氣中易出現結晶現象，填充土壤中的空隙，提高土壤的強度。綜上所述，在鹽漬土中進行公路路基施工時，無法保證公路路基的穩定性。

1.2.2 鹽結晶的膨脹性

鹽漬土土壤中含有一定量的鹽分，所以鹽漬土土壤極易出現膨脹現象。在干旱地區，白天氣溫與夜晚氣溫存在較大的差距，土壤在高溫條件下極易出現嚴重的膨脹，而在低溫條件下極易快速縮小。在進行高速公路路基施工的過程中，如果選用熱脹冷縮系數與土壤不匹配的施工材料，鹽漬土在外界溫度升降過程中就極易出現裂縫問題，嚴重影響公路的行車安全，縮短高速公路的使用壽命。

1.2.3 鹽漬土的壓實施工難度大

提高鹽漬土土壤中的含鹽量，鹽漬土的密度便會隨之下降，因此在鹽漬土路基施工過程中，極易出現沉降變形現象。如果鹽漬土土壤中的含鹽量比較高，則會提高路基的夯實程度。鹽漬土干燥時，就會出現結晶現象，對土壤空隙進行有效填充，鹽結晶隨著水分含量的不斷加大而溶解，就會降低土壤密度，導致過度碾壓路基。

1.2.4 鹽漬土中產生的毛細水作用

在鹽漬土土層的內部會流入鹽漬土中的毛細水，土體的強度會隨水分的不斷加大而下降，產生膨脹病害問題。隨著土壤鹽含量的不斷提高，鹽漬土中的毛細水會隨之上升，相應地，鹽分會隨之溶解，提高水表面的張力。

1.3 鹽漬土路基的常見病害

第一，濕陷病害，因為鹽漬土中的可溶鹽含量比較多，鹽分遇到水時便會發生溶解，導致路基土強度降低，在這種情況下，路基在多種影響因素作用下，如行駛車輛荷載因素、自重因素等，極易出現溶陷失穩現象；第二，鹽脹病害，當外界環境溫度比較低時，鹽漬土中硫酸鹽的溶解度便會快速下降，會有鹽分結晶析出，導致路基土易出現膨脹問題；第三，翻漿病害，由于鹽漬土中的鹽分會在水中溶解，大幅度降低路基土的強度，加大路基土的壓縮性，與此同時，因為鹽漬土具有較高的保濕性，路基土會長期處于潮濕狀態，所以鹽漬土極易出現翻漿病害。

2 鹽漬土路基處理技術

2.1 強夯法

強夯法就是指利用大型起重機，提升一定重量的夯錘，上升到規定高度時，使夯錘自然下落，夯錘不斷夯擊軟土，軟土土體中的顆粒便會隨之發生移動，減小土體的孔隙率，有效提高土體的密實度和強度。在高速公路鹽漬土路基施工過程中，選用強夯法能夠直接處理鹽漬土路基，不需要摻加其他施工材料，可以加快施工速度、降低施工成本，因此強夯法被廣泛應用于鹽漬土路基加固施工中。

2.2 提高路基高度

對于鹽漬土，通過提高路基的高度，可以加大路基與地下水之間的高度差，對部分鹽分、水分進行有效阻隔。一般情況下，對于非硫酸鹽漬土、中、弱鹽漬土的路基，宜選用提高路基高度這種方法。但是，提高路基高度常常會導致路基填方量的加大，進而加大施工成本，因此在實際施工中，施工單位在對鹽漬土路基進行施工的過程中，很少會單獨選用提高路基高度這種方法。

2.3 隔斷層法

隔斷層法就是在路基中布設隔斷層，如油毛氈隔斷層、河砂隔斷層、土工布隔斷層等，避免毛細水上升，從而防止在路基上部滲入鹽分與水分的施工技術。在加固鹽漬土路基時，如果無法選用提高路基高度這種方法，可以考慮選用隔斷層法。

2.4 換填法

換填法就是先清理原路面的鹽漬土層，然后使用高強度、堅硬的施工材料進行換填處理。一般來說，如果鹽漬土含鹽量偏高，宜選用換填法，可以有效改善路基的土質，但是在實際施工中，選用換填法不但會增加施工成本，而且極易破壞路基路面。

2.5 設置隔離層

根據相關經濟要求與施工技術要求，合理布設隔離層，能夠有效降低路基高度，對水分進行有效隔離，避免發生翻漿、鹽脹等現象，提高路基的耐久性。一般情況下，常常會選用土工布作為隔水材料。

3 強夯法在高速公路鹽漬土路基施工中的運用

3.1 工程概況

某高速公路工程位于鹽漬土地區，路基寬度35m，道路總長度約13.5km。為保證鹽漬土路基的施工質量，綜合考慮多方面的影響因素，包括施工成本因素、道路環境條件等，決定選用強夯法加固處理鹽漬土路基。

3.2 施工工藝

3.2.1 施工前準備

施工單位需要將高速公路中的雜物、植被清除干凈，選用施工機械設備進行整平，詳細標記第一遍夯點作業位置，確保施工質量。

3.2.2 合理布設夯點

呈等邊三角形方式布設夯點，考慮軟土性質、路基加固深度等影響因素，合理確定夯點間距。

3.2.3 強夯施工

將夯錘起吊至規定高度，設計夯點和夯錘應處于同一豎直線上，然后自由落下夯錘，夯擊夯點，不斷反復該施工工序，直至路基的壓實度滿足施工要求為止。

3.2.4 使用推土機填平夯坑，測量場地的高程。

3.2.5 反復以上施工工序，按照設計要求完成夯擊作業。

3.3 質量檢測

強夯施工結束后20d，針對強夯法處理后的路基，進行平板靜力荷載試驗、彎沉試驗，檢測地基的承載能力、回彈模量與累計沉降量。

3.3.1 路基承載能力

選用直線插入法，在試驗路段中選取5 個試驗點位，對地基承載力進行檢測。路基承載能力的檢測結果如表1所示。

表1 路基承載能力的檢測結果

分析表1不難發現，經過強夯法處理以后，路基的承載能力達到238kPa，滿足設計要求，充分表明，選用強夯法能夠有效提高路基的承載能力。

3.3.2 路基沉降量

使用現場靜載法，對路基的沉降量進行檢測。路基沉降量的檢測結果如表2所示。

表2 路基的沉降量檢測結果

分析表2后可知，經過強夯法處理以后，路基的沉降量＜300mm，說明強夯處理能夠有效提高路基土的強度與密實度。

3.3.3 回彈模量

進行彎沉試驗，檢測強夯前與強夯后的路基的回彈模量。路基回彈模量的檢測結果如表3所示。

表3 路基回彈模量的檢測結果

分析表3可知，強夯處理有效提高了路基的回彈模量和路基的抗壓強度。

4 結語

綜上所述，本文對鹽漬土的特點與常見病害進行了詳細論述，然后以某高速公路工程為例，對施工成本、路基條件等因素進行綜合考慮，決定選用強夯法對鹽漬土路基進行加固處理。檢測數據證明，使用強夯法可以顯著提高鹽漬土的密實性、降低滲透性、獲較好的加固效果。