强夯法在高速公路盐渍土路基施工中的应用

张正峰

（山西昔榆高速公路有限公司，山西 晋中 030600）

0 引言

在我国西北地区，地质条件往往比较复杂，尤其是盐渍土地区。在高速公路工程施工过程中，如果遇到盐渍土，极易出现多种病害问题，在很大程度上影响公路工程的建设质量。盐渍土具有很多特点，如盐胀性、吸湿性等，盐渍土处于干燥状态时，还具有耐压缩性的特点，盐渍土遇水时，易出现下沉溶解现象，严重破坏公路路基路面，在很大程度上降低公路路基的稳定性，甚至出现坍塌现象，影响公路工程的整体施工质量与施工进度。为保证高速公路盐渍土路基的施工质量，一定要深入研究高速公路盐渍土路基加固技术。现阶段，已形成多种盐渍土路基处理技术，其中就包括强夯法，强夯法具有多种优势特点，如便于控制施工质量、加固效果好、加固深度大等，所以已被广泛应用于高速公路盐渍土路基加固施工中。本文以某高速公路工程为例，选用强夯法处理高速公路盐渍土路基，详细介绍强夯法的施工工艺，以供大家参考。

1 理论基础概述

1.1 盐渍土的特点

第一，受土体中可溶盐、水分的影响，盐渍土具有显著的溶陷性。可溶盐遇水后会出现溶解现象，降低土体中的盐分含量，提高公路路基土的空隙率，降低公路路基的承载能力。第二，盐渍土中含有多种化合物，如碳酸盐、氯盐、硫酸盐等，极易腐蚀物体，所以盐渍土具有较强的腐蚀性。如果在盐渍土中的氯盐成分比较多，便会腐蚀金属。因此，在施工过程中，为避免物体被腐蚀，施工单位一定要对路基土中盐的种类进行精准判断，并以此为重要依据，制定出有效的处理措施。第三，盐渍土中的盐分会在液相、固相之间不断转变，盐分的体积在转变过程中不断发生变化，会对盐渍土的多项物理指标造成极大影响，如含水量、密度等。所以，在检测盐渍土的物理指标时，常规性土工试验所获得的试验结果常常会出现比较大的偏差。第四，对于含有硫酸盐的盐渍土，如果外界环境温度突然下降到极低或者土体中水分减少时，便会有盐分结晶析出，土体会出现膨胀现象，以上现象即为盐渍土的盐胀性。值得一提的是，盐渍土的盐胀性是不可逆的，会导致路基土承载能力的下降。盐渍土示意如图1所示。

图1 盐渍土示意图

1.2 盐渍土对路基产生的影响

1.2.1 无法保证路基的稳定性

在一定含水量条件下，若土粒中含有一定量的盐分，就会加大土粒之间的距离，减小土壤中的内摩擦力。在盐渍土土壤中进行路基施工时，路基的强度在降雨影响作用下会变小。盐渍土中的盐分在干旱天气中易出现结晶现象，填充土壤中的空隙，提高土壤的强度。综上所述，在盐渍土中进行公路路基施工时，无法保证公路路基的稳定性。

1.2.2 盐结晶的膨胀性

盐渍土土壤中含有一定量的盐分，所以盐渍土土壤极易出现膨胀现象。在干旱地区，白天气温与夜晚气温存在较大的差距，土壤在高温条件下极易出现严重的膨胀，而在低温条件下极易快速缩小。在进行高速公路路基施工的过程中，如果选用热胀冷缩系数与土壤不匹配的施工材料，盐渍土在外界温度升降过程中就极易出现裂缝问题，严重影响公路的行车安全，缩短高速公路的使用寿命。

1.2.3 盐渍土的压实施工难度大

提高盐渍土土壤中的含盐量，盐渍土的密度便会随之下降，因此在盐渍土路基施工过程中，极易出现沉降变形现象。如果盐渍土土壤中的含盐量比较高，则会提高路基的夯实程度。盐渍土干燥时，就会出现结晶现象，对土壤空隙进行有效填充，盐结晶随着水分含量的不断加大而溶解，就会降低土壤密度，导致过度碾压路基。

1.2.4 盐渍土中产生的毛细水作用

在盐渍土土层的内部会流入盐渍土中的毛细水，土体的强度会随水分的不断加大而下降，产生膨胀病害问题。随着土壤盐含量的不断提高，盐渍土中的毛细水会随之上升，相应地，盐分会随之溶解，提高水表面的张力。

1.3 盐渍土路基的常见病害

第一，湿陷病害，因为盐渍土中的可溶盐含量比较多，盐分遇到水时便会发生溶解，导致路基土强度降低，在这种情况下，路基在多种影响因素作用下，如行驶车辆荷载因素、自重因素等，极易出现溶陷失稳现象；第二，盐胀病害，当外界环境温度比较低时，盐渍土中硫酸盐的溶解度便会快速下降，会有盐分结晶析出，导致路基土易出现膨胀问题；第三，翻浆病害，由于盐渍土中的盐分会在水中溶解，大幅度降低路基土的强度，加大路基土的压缩性，与此同时，因为盐渍土具有较高的保湿性，路基土会长期处于潮湿状态，所以盐渍土极易出现翻浆病害。

2 盐渍土路基处理技术

2.1 强夯法

强夯法就是指利用大型起重机，提升一定重量的夯锤，上升到规定高度时，使夯锤自然下落，夯锤不断夯击软土，软土土体中的颗粒便会随之发生移动，减小土体的孔隙率，有效提高土体的密实度和强度。在高速公路盐渍土路基施工过程中，选用强夯法能够直接处理盐渍土路基，不需要掺加其他施工材料，可以加快施工速度、降低施工成本，因此强夯法被广泛应用于盐渍土路基加固施工中。

2.2 提高路基高度

对于盐渍土，通过提高路基的高度，可以加大路基与地下水之间的高度差，对部分盐分、水分进行有效阻隔。一般情况下，对于非硫酸盐渍土、中、弱盐渍土的路基，宜选用提高路基高度这种方法。但是，提高路基高度常常会导致路基填方量的加大，进而加大施工成本，因此在实际施工中，施工单位在对盐渍土路基进行施工的过程中，很少会单独选用提高路基高度这种方法。

2.3 隔断层法

隔断层法就是在路基中布设隔断层，如油毛毡隔断层、河砂隔断层、土工布隔断层等，避免毛细水上升，从而防止在路基上部渗入盐分与水分的施工技术。在加固盐渍土路基时，如果无法选用提高路基高度这种方法，可以考虑选用隔断层法。

2.4 换填法

换填法就是先清理原路面的盐渍土层，然后使用高强度、坚硬的施工材料进行换填处理。一般来说，如果盐渍土含盐量偏高，宜选用换填法，可以有效改善路基的土质，但是在实际施工中，选用换填法不但会增加施工成本，而且极易破坏路基路面。

2.5 设置隔离层

根据相关经济要求与施工技术要求，合理布设隔离层，能够有效降低路基高度，对水分进行有效隔离，避免发生翻浆、盐胀等现象，提高路基的耐久性。一般情况下，常常会选用土工布作为隔水材料。

3 强夯法在高速公路盐渍土路基施工中的运用

3.1 工程概况

某高速公路工程位于盐渍土地区，路基宽度35m，道路总长度约13.5km。为保证盐渍土路基的施工质量，综合考虑多方面的影响因素，包括施工成本因素、道路环境条件等，决定选用强夯法加固处理盐渍土路基。

3.2 施工工艺

3.2.1 施工前准备

施工单位需要将高速公路中的杂物、植被清除干净，选用施工机械设备进行整平，详细标记第一遍夯点作业位置，确保施工质量。

3.2.2 合理布设夯点

呈等边三角形方式布设夯点，考虑软土性质、路基加固深度等影响因素，合理确定夯点间距。

3.2.3 强夯施工

将夯锤起吊至规定高度，设计夯点和夯锤应处于同一竖直线上，然后自由落下夯锤，夯击夯点，不断反复该施工工序，直至路基的压实度满足施工要求为止。

3.2.4 使用推土机填平夯坑，测量场地的高程。

3.2.5 反复以上施工工序，按照设计要求完成夯击作业。

3.3 质量检测

强夯施工结束后20d，针对强夯法处理后的路基，进行平板静力荷载试验、弯沉试验，检测地基的承载能力、回弹模量与累计沉降量。

3.3.1 路基承载能力

选用直线插入法，在试验路段中选取5 个试验点位，对地基承载力进行检测。路基承载能力的检测结果如表1所示。

表1 路基承载能力的检测结果

分析表1不难发现，经过强夯法处理以后，路基的承载能力达到238kPa，满足设计要求，充分表明，选用强夯法能够有效提高路基的承载能力。

3.3.2 路基沉降量

使用现场静载法，对路基的沉降量进行检测。路基沉降量的检测结果如表2所示。

表2 路基的沉降量检测结果

分析表2后可知，经过强夯法处理以后，路基的沉降量＜300mm，说明强夯处理能够有效提高路基土的强度与密实度。

3.3.3 回弹模量

进行弯沉试验，检测强夯前与强夯后的路基的回弹模量。路基回弹模量的检测结果如表3所示。

表3 路基回弹模量的检测结果

分析表3可知，强夯处理有效提高了路基的回弹模量和路基的抗压强度。

4 结语

综上所述，本文对盐渍土的特点与常见病害进行了详细论述，然后以某高速公路工程为例，对施工成本、路基条件等因素进行综合考虑，决定选用强夯法对盐渍土路基进行加固处理。检测数据证明，使用强夯法可以显著提高盐渍土的密实性、降低渗透性、获较好的加固效果。