基于強夯法的濕陷性黃土路基加固施工技術

姚治國

甘肅五環公路工程有限公司 甘肅蘭州 730050

采用強夯技術進行濕陷性黃土路基的施工技術具有操作簡單、易學、易懂、易掌握、設備便宜等優點。因此，在工程施工中，這些優點足以讓強夯法在建筑過程中得到大力推廣。同時，道路建設的實踐來看，在黃土路基工程中，強夯法的使用是相當頻繁的。

1 強夯法在濕陷性黃土路基施工中重要性

1.1 穩定性和滲流問題

在路基受壓的情況下，當承載力達不到要求的程度時，會造成路基的局部和整體的破壞，從而對路面造成破壞。一般情況下，公路的路基都有一定的滲透能力，超過一定的標準，就會造成很大的水資源流失。在發生較大的時候，則會造成路基的不穩定，導致道路受到破壞及各種安全隱患的發生。

1.2 沉陷問題

在長期的荷載作用下，路基會發生沉降、水平位移等各種變化。當超過規定的數值時，會造成路面狀況的問題。若路基的壓實度不夠，且超過有關規定，則會造成路基的非均質性，造成嚴重的危害。濕陷性黃土的沉降是由于其產生的年代比較短暫，所受的外界壓力也比較少。因為自身的固結不夠牢固，因此出現了大量的空隙和結構的松散，從而使其具有較低的力學性能。當考慮水分的作用時，當外載作用超過路基本身承載能力時，框架會發生坍塌，從而使路基產生沉降。由于水分的作用，黃土路基的硬度降低，導致了沉陷[1]。

由此可以看出，黃土路基的建設對工程的質量有很大的影響。如果不對其進行適當的治理，將造成路面在運行中出現沉降、穩定性差等問題。這些問題不僅會對公路的行駛產生很大的阻礙作用，而且會引發交通意外。要達到對濕陷性黃土路基的要求，必須采用強夯法，通過將質量合適的重錘在某一海拔處自由落下，通過動態夯擊法將濕陷性黃土進行強制夯實，從而降低其抗壓能力，提高其抗壓能力。所以，采用強夯技術進行路基加固是非常必要的，它不但可以解決路基問題，而且可以從根本上提高整體的施工品質，從而提高項目的經濟價值。

2 實例分析

某項目是一條具有兩條主干線的高鐵，其規劃速度為每小時350km，均為一條無碴線路。路基處理后的沉降需要15mm。在DK198+230 至DK201+520 路段，其路基經過多個典型的濕陷黃土帶。通過對該地區的現場地質調查，發現該地區土壤呈灰黃色、淡黃色、中度密度的粉土。它的特征是孔隙大，含水量低。此外，該地區地表多有沖溝和凹坑，具有典型的濕陷性黃土特點，從宏觀上判斷該地區為濕潤的隱蔽黃土。在此基礎上，對濕陷黃土進行加固，以達到對路基的工后沉降的需要，改善其承載率，并能有效的去除濕陷性。結合該工程所涉及的濕陷黃土的性質和構造特點，經過多次比較，最后確定了該路段在不同的土層厚度下，采取了強夯加固方法[2]。

2.1 初步確定強夯施工參數

根據工程建設場地的實際地質條件和工程對基礎的質量需求，以及試驗夯擊方法，對其進行加固加固。對強夯法施工的影響因素包括：有效加固深度、單位夯擊能、夯點布置和施工順序、擊打次數和擊打次數等。①強夯的裝備和夯擊的選用。使用履帶吊起重錘，確保在起重和下錘過程中，不會使起重機翻倒。依據已建工程的經驗，確定了所需要的單點夯能，并綜合現有的機械條件，選用了5m2的球形夯，重量350kN，夯頭為5m2，高寬比1∶2.5，并在10m 至15m 之間。2 夯打的位置和間隔。夯點距一般根據工程實際情況和工程實際需要，根據工程實際情況和工程實際情況，確定合理的開挖距離。其施工方案是：在清理表層土壤后，使用平地機械對場地進行平整，然后在指定的地點使用壓路機進行碾壓，然后在指定的地點設置夯點，并以石灰進行標記。3 次錘擊點次。采用不同的夯擊點次數進行測試，得到相應的測試數據，分別按6,8,10 進行。在大規模的強夯工程中，以單次錘擊遍次為6 次，若前兩次錘的夯沉量總和大于15cm，則其差異大于8cm。再將單一的夯打次數提高到達到規定的程度。夯擊法以三次為主，以下沉式全夯為主，以打實地表土壤為目標。強夯法的停頓。該工程采用三次夯擊法，每一次的加勁性必須保證一定的時間，以便消除土壤中的超靜水壓。在一次夯打完畢，路基中的孔壓水分被蒸干后，用推土器將其壓實。在完成所要求的休息時段之后，按同樣的方式進行二次夯擊法，再用推土器將夯土鏟平，再進行三次低距離全夯，使表面疏松。

2.2 選取試驗

選取20m 長度和25m 的典型斷面，按照初步選定的強夯工藝參數進行了試夯，同時對不同厚度的土壤進行了現場土工法的現場土工試驗，以測定其物理機械性能的改變，判斷其是否達到了設計的要求，從而對所制定的強夯法進行評估和檢驗。若測試的成果與設計指標不符，則應進行相關參數的修正（例如：夯錘質量、落距、夯擊次數、夯點間距等），然后再次進行試夯。每次夯打后，應適時測量夯點附近的沉降、隆起和擠壓變形，并采用在土體的各種深埋沉降管來測量不同土深的夯沉量和有效的加固厚度。同時，在夯錘結束7d 后，從地下10m 處開挖出土壤樣品，進行現場實測和實測，為強夯參數的確定和施工提供參考依據。由于該工程采用的是非飽和型濕陷土，土壤中幾乎沒有或只有少量的游離水，所以，在強夯工程中，幾乎不會出現超靜水壓的消失，也不會產生滲流固結性問題，所以，兩次夯擊法之間不需要間隔或很小的間隔。所以，在該工程中，在進行完一次夯打后，可以立即進行下一次的夯打，從而大大增加工程的工作質量。

2.3 施工過程中安全問題

強夯是工程建設中最重要的一項工作，它是通過使用大錘子在高空中自由下墜時的沖撞，改變土壤的物理構造，將土壤的物理構造打碎，讓土壤變得致密，這樣才能實現工程前期對黃土路基的加固。若沒有掌握好錘子的力量，爆炸的余波會對土體及周邊的建筑造成損害。所以，在建筑工程中，既要注意工人的人身，又要注意周邊的地面和房屋的安全。在施工期間，工人必須佩戴安全頭盔，離開安全區，同時要將重型鐵鍬與周邊建筑保持一定距離，并采取相應的防震和隔振。

3 濕陷性黃土路基建設中強夯法的運用

采用強夯技術進行黃土路基的施工，其基本原則是通過夯擊產生的震動和動應力，使土壤發生破裂或者發生較大的相對移動，從而加速孔隙內的水分和空氣，從而減小土壤的空穴容積，從而提高路基的穩定。在工程實踐中，采用強夯加固方法主要有以下幾個方面。

3.1 施工之前的準備

在公路建設中，施工之前的準備工作是至關重要的。在采用強夯施工前，必須先進行路基的排水，因為路基中水分的存在會對以后的工程質量造成一定的影響，而且路基的構造比較復雜，而且路基的表層和里面都存在著大量的水分，因此在進行路基處理前必須將水分排出。在進行工程建設時應采集場地周邊的資料，包括路基高度、厚度、含水率等。

3.2 夯點布置與強夯

在強夯施工中，對強夯點的分配非常關鍵。在工程實踐中，夯點的布置一般為正方形和正三角型，這樣的布置方法更具科學性，可以在工程中進行靈活的調節，便于路基的建設。強夯法的作用位置可以根據路基的特點進行，而強夯點的間距也非常關鍵。根據夯的大小，計算了夯點間距。根據現場的具體條件確定強夯的數量，由于路基的構造和路基水分的不同，會影響到工程的順利進行，因此在工程中應注意夯擊處的設置，以便進行強夯。一般將強夯法分為3 個階段，每個階段的建設都有不同的內容和標準。前面兩次都是對各個部位進行了改造，而且敲打的力量和內容都是一模一樣的。最后一步的工作并不繁重，只要根據現場的觀測，找出不合理的路堤進行強夯。在夯實完畢后，應對路基的表層進行是否有不完全或微小的水流進行檢測。對濕滑的黃土要馬上進行三次加固，才能進行下一道工藝[5]。

3.3 強夯法施工管理

在進行強夯法施工時，必須按照設計圖進行工作，以保證工程的質量。在施工前要確定好項目的先后次序，并保證圖紙的準確性。在工程中，所有的建筑單位按照設計的圖紙進行工作。對每個強夯器進行徹底的檢驗，不得有任何差錯。除此之外，還要考慮到人才的選拔問題，如果沒有足夠的實力，是不會被錄取的。在前期確定襯砌的基礎上，采用水平儀對襯砌前后的標高進行了測定。一般主、副滿夯間隔為72h，根據施工場地條件而定。在進行工程時，也要對工作進行詳細的記錄，根據設計和黃土的濕陷類型進行路基的處理，同時要注意防水和排水。在工地上要有專業人員進行監督、指導和檢查，保證工程的質量和安全性，從而保證工程的順利進行。施工過程中產生的噪聲也要通過隔震溝槽來排除。采用黃土路基進行加固，既保證了施工的順利進行，又保證了工程的質量，使工程按預定時間完工，提高了工程的整體水平。

3.4 強夯加固濕陷性黃土路基工藝注意事項

（1）強夯樁置換的高效加固深度受多種因素的制約，故必須結合本地實際情況，實地試驗夯擊試驗，進行強夯施工中確定夯擊能量、夯擊次數、夯擊遍數及間歇時間的關鍵工序。所以，在施工中應對回填的沙質及回填土體的水分進行嚴格的控制。

（2）對試驗場地進行回填土，選擇兩個實驗區，對夯擊后的承載力進行嚴密的控制，達到150 KPa 或更高的極限承載力，并對洞外側的巖石進行松散再注，保證坑內和外側的土壤均勻度。

（3）在進行打夯之前，必須對夯錘的重量和距離進行檢驗，以保證所需的點擊力滿足設計的需要。如打樁機時間長，常會由于底部的磨耗而導致質量下降；在工程建設中，落距未達設計指標的情形也經常出現。所有的因素都會對點擊的擊打能量產生作用。

（4）強夯的頂點位置誤差不得超過15cm，夯錘必須豎直，其傾角不得超過30，如夯錘底部有粘性土，必須進行處理，使夯錘表面干凈，以免在砸錘落地時出現傾斜。

4 結語

濕陷性黃土在路基施工中比較常見，這種土質會影響道路質量。若是沒有對黃土土體進行有效處理，則會致使道路施工產生質量問題，進而形成不好的影響。所以在施工中要使用強夯法，對濕陷性黃土進行處理，通過施工前的準備、夯點布置以及強夯的施工環節，保障道路工程的施工質量。經過對強夯法的運用，對黃土進行處理，從而讓路基穩定性更強，讓公路項目在投入使用之后，可以為人們提供通行便利，延長道路使用壽命，進而促使我國交通行業的穩定發展。