基于强夯法的湿陷性黄土路基加固施工技术

姚治国

甘肃五环公路工程有限公司 甘肃兰州 730050

采用强夯技术进行湿陷性黄土路基的施工技术具有操作简单、易学、易懂、易掌握、设备便宜等优点。因此，在工程施工中，这些优点足以让强夯法在建筑过程中得到大力推广。同时，道路建设的实践来看，在黄土路基工程中，强夯法的使用是相当频繁的。

1 强夯法在湿陷性黄土路基施工中重要性

1.1 稳定性和渗流问题

在路基受压的情况下，当承载力达不到要求的程度时，会造成路基的局部和整体的破坏，从而对路面造成破坏。一般情况下，公路的路基都有一定的渗透能力，超过一定的标准，就会造成很大的水资源流失。在发生较大的时候，则会造成路基的不稳定，导致道路受到破坏及各种安全隐患的发生。

1.2 沉陷问题

在长期的荷载作用下，路基会发生沉降、水平位移等各种变化。当超过规定的数值时，会造成路面状况的问题。若路基的压实度不够，且超过有关规定，则会造成路基的非均质性，造成严重的危害。湿陷性黄土的沉降是由于其产生的年代比较短暂，所受的外界压力也比较少。因为自身的固结不够牢固，因此出现了大量的空隙和结构的松散，从而使其具有较低的力学性能。当考虑水分的作用时，当外载作用超过路基本身承载能力时，框架会发生坍塌，从而使路基产生沉降。由于水分的作用，黄土路基的硬度降低，导致了沉陷[1]。

由此可以看出，黄土路基的建设对工程的质量有很大的影响。如果不对其进行适当的治理，将造成路面在运行中出现沉降、稳定性差等问题。这些问题不仅会对公路的行驶产生很大的阻碍作用，而且会引发交通意外。要达到对湿陷性黄土路基的要求，必须采用强夯法，通过将质量合适的重锤在某一海拔处自由落下，通过动态夯击法将湿陷性黄土进行强制夯实，从而降低其抗压能力，提高其抗压能力。所以，采用强夯技术进行路基加固是非常必要的，它不但可以解决路基问题，而且可以从根本上提高整体的施工品质，从而提高项目的经济价值。

2 实例分析

某项目是一条具有两条主干线的高铁，其规划速度为每小时350km，均为一条无碴线路。路基处理后的沉降需要15mm。在DK198+230 至DK201+520 路段，其路基经过多个典型的湿陷黄土带。通过对该地区的现场地质调查，发现该地区土壤呈灰黄色、淡黄色、中度密度的粉土。它的特征是孔隙大，含水量低。此外，该地区地表多有冲沟和凹坑，具有典型的湿陷性黄土特点，从宏观上判断该地区为湿润的隐蔽黄土。在此基础上，对湿陷黄土进行加固，以达到对路基的工后沉降的需要，改善其承载率，并能有效的去除湿陷性。结合该工程所涉及的湿陷黄土的性质和构造特点，经过多次比较，最后确定了该路段在不同的土层厚度下，采取了强夯加固方法[2]。

2.1 初步确定强夯施工参数

根据工程建设场地的实际地质条件和工程对基础的质量需求，以及试验夯击方法，对其进行加固加固。对强夯法施工的影响因素包括：有效加固深度、单位夯击能、夯点布置和施工顺序、击打次数和击打次数等。①强夯的装备和夯击的选用。使用履带吊起重锤，确保在起重和下锤过程中，不会使起重机翻倒。依据已建工程的经验，确定了所需要的单点夯能，并综合现有的机械条件，选用了5m2的球形夯，重量350kN，夯头为5m2，高宽比1∶2.5，并在10m 至15m 之间。2 夯打的位置和间隔。夯点距一般根据工程实际情况和工程实际需要，根据工程实际情况和工程实际情况，确定合理的开挖距离。其施工方案是：在清理表层土壤后，使用平地机械对场地进行平整，然后在指定的地点使用压路机进行碾压，然后在指定的地点设置夯点，并以石灰进行标记。3 次锤击点次。采用不同的夯击点次数进行测试，得到相应的测试数据，分别按6,8,10 进行。在大规模的强夯工程中，以单次锤击遍次为6 次，若前两次锤的夯沉量总和大于15cm，则其差异大于8cm。再将单一的夯打次数提高到达到规定的程度。夯击法以三次为主，以下沉式全夯为主，以打实地表土壤为目标。强夯法的停顿。该工程采用三次夯击法，每一次的加劲性必须保证一定的时间，以便消除土壤中的超静水压。在一次夯打完毕，路基中的孔压水分被蒸干后，用推土器将其压实。在完成所要求的休息时段之后，按同样的方式进行二次夯击法，再用推土器将夯土铲平，再进行三次低距离全夯，使表面疏松。

2.2 选取试验

选取20m 长度和25m 的典型断面，按照初步选定的强夯工艺参数进行了试夯，同时对不同厚度的土壤进行了现场土工法的现场土工试验，以测定其物理机械性能的改变，判断其是否达到了设计的要求，从而对所制定的强夯法进行评估和检验。若测试的成果与设计指标不符，则应进行相关参数的修正（例如：夯锤质量、落距、夯击次数、夯点间距等），然后再次进行试夯。每次夯打后，应适时测量夯点附近的沉降、隆起和挤压变形，并采用在土体的各种深埋沉降管来测量不同土深的夯沉量和有效的加固厚度。同时，在夯锤结束7d 后，从地下10m 处开挖出土壤样品，进行现场实测和实测，为强夯参数的确定和施工提供参考依据。由于该工程采用的是非饱和型湿陷土，土壤中几乎没有或只有少量的游离水，所以，在强夯工程中，几乎不会出现超静水压的消失，也不会产生渗流固结性问题，所以，两次夯击法之间不需要间隔或很小的间隔。所以，在该工程中，在进行完一次夯打后，可以立即进行下一次的夯打，从而大大增加工程的工作质量。

2.3 施工过程中安全问题

强夯是工程建设中最重要的一项工作，它是通过使用大锤子在高空中自由下坠时的冲撞，改变土壤的物理构造，将土壤的物理构造打碎，让土壤变得致密，这样才能实现工程前期对黄土路基的加固。若没有掌握好锤子的力量，爆炸的余波会对土体及周边的建筑造成损害。所以，在建筑工程中，既要注意工人的人身，又要注意周边的地面和房屋的安全。在施工期间，工人必须佩戴安全头盔，离开安全区，同时要将重型铁锹与周边建筑保持一定距离，并采取相应的防震和隔振。

3 湿陷性黄土路基建设中强夯法的运用

采用强夯技术进行黄土路基的施工，其基本原则是通过夯击产生的震动和动应力，使土壤发生破裂或者发生较大的相对移动，从而加速孔隙内的水分和空气，从而减小土壤的空穴容积，从而提高路基的稳定。在工程实践中，采用强夯加固方法主要有以下几个方面。

3.1 施工之前的准备

在公路建设中，施工之前的准备工作是至关重要的。在采用强夯施工前，必须先进行路基的排水，因为路基中水分的存在会对以后的工程质量造成一定的影响，而且路基的构造比较复杂，而且路基的表层和里面都存在着大量的水分，因此在进行路基处理前必须将水分排出。在进行工程建设时应采集场地周边的资料，包括路基高度、厚度、含水率等。

3.2 夯点布置与强夯

在强夯施工中，对强夯点的分配非常关键。在工程实践中，夯点的布置一般为正方形和正三角型，这样的布置方法更具科学性，可以在工程中进行灵活的调节，便于路基的建设。强夯法的作用位置可以根据路基的特点进行，而强夯点的间距也非常关键。根据夯的大小，计算了夯点间距。根据现场的具体条件确定强夯的数量，由于路基的构造和路基水分的不同，会影响到工程的顺利进行，因此在工程中应注意夯击处的设置，以便进行强夯。一般将强夯法分为3 个阶段，每个阶段的建设都有不同的内容和标准。前面两次都是对各个部位进行了改造，而且敲打的力量和内容都是一模一样的。最后一步的工作并不繁重，只要根据现场的观测，找出不合理的路堤进行强夯。在夯实完毕后，应对路基的表层进行是否有不完全或微小的水流进行检测。对湿滑的黄土要马上进行三次加固，才能进行下一道工艺[5]。

3.3 强夯法施工管理

在进行强夯法施工时，必须按照设计图进行工作，以保证工程的质量。在施工前要确定好项目的先后次序，并保证图纸的准确性。在工程中，所有的建筑单位按照设计的图纸进行工作。对每个强夯器进行彻底的检验，不得有任何差错。除此之外，还要考虑到人才的选拔问题，如果没有足够的实力，是不会被录取的。在前期确定衬砌的基础上，采用水平仪对衬砌前后的标高进行了测定。一般主、副满夯间隔为72h，根据施工场地条件而定。在进行工程时，也要对工作进行详细的记录，根据设计和黄土的湿陷类型进行路基的处理，同时要注意防水和排水。在工地上要有专业人员进行监督、指导和检查，保证工程的质量和安全性，从而保证工程的顺利进行。施工过程中产生的噪声也要通过隔震沟槽来排除。采用黄土路基进行加固，既保证了施工的顺利进行，又保证了工程的质量，使工程按预定时间完工，提高了工程的整体水平。

3.4 强夯加固湿陷性黄土路基工艺注意事项

（1）强夯桩置换的高效加固深度受多种因素的制约，故必须结合本地实际情况，实地试验夯击试验，进行强夯施工中确定夯击能量、夯击次数、夯击遍数及间歇时间的关键工序。所以，在施工中应对回填的沙质及回填土体的水分进行严格的控制。

（2）对试验场地进行回填土，选择两个实验区，对夯击后的承载力进行严密的控制，达到150 KPa 或更高的极限承载力，并对洞外侧的岩石进行松散再注，保证坑内和外侧的土壤均匀度。

（3）在进行打夯之前，必须对夯锤的重量和距离进行检验，以保证所需的点击力满足设计的需要。如打桩机时间长，常会由于底部的磨耗而导致质量下降；在工程建设中，落距未达设计指标的情形也经常出现。所有的因素都会对点击的击打能量产生作用。

（4）强夯的顶点位置误差不得超过15cm，夯锤必须竖直，其倾角不得超过30，如夯锤底部有粘性土，必须进行处理，使夯锤表面干净，以免在砸锤落地时出现倾斜。

4 结语

湿陷性黄土在路基施工中比较常见，这种土质会影响道路质量。若是没有对黄土土体进行有效处理，则会致使道路施工产生质量问题，进而形成不好的影响。所以在施工中要使用强夯法，对湿陷性黄土进行处理，通过施工前的准备、夯点布置以及强夯的施工环节，保障道路工程的施工质量。经过对强夯法的运用，对黄土进行处理，从而让路基稳定性更强，让公路项目在投入使用之后，可以为人们提供通行便利，延长道路使用寿命，进而促使我国交通行业的稳定发展。