太原路桥建设有限公司 山西太原 030012
摘要：强夯法通过夯击物理方法改变湿陷性黄土的物理结构，使得土层的结构变得更加的密实。当湿陷性黄土遇水时，强度的降低和压缩性的增大的这一系列的改变强度就会大大的减小，公路发生塌陷、大面积的开裂的机率就会大大的降低。这种做法提升了公路的安全性和稳定性。而且强夯法相对于其他方法而言的造价更加的便宜，优势更加的明显。
关键词：湿陷性；黄土路基；强夯处理
1强夯法处理湿陷性黄土机理
强夯法也常称作动力加固法，为了提高软土地基的承载能力，将夯锤提升到一定高度后自由落下，在强大冲击波的作用下，压缩土中孔隙，同时部分土体液化，使夯点周边土体在一定范围及深度内出现裂缝，土体中孔隙水（气）从裂隙顺利排出，从而使土体迅速产生压缩、固结，提高了土体承载力。强夯法在铁路、公路、房屋等各工业与民用建筑的软基处理方面应用广泛，强夯法通常适用于非饱和粘性土、砂性土、碎石土、杂填土及陷性黄土等软弱地基的处理。具有施工简便、设备简易、适应性强、经济易行、效果明显等优点。以往施工实践表明，强夯法在处理湿陷性黄土方面也是效果显著，其加固有效深度达10m以上，能够清除黄土深层处的湿陷性。
2湿陷性黄土路基强夯处理施工方法
某高速铁路为客运专线，正线数目为双线，设计时速为350km/h，采用无碴轨道。要求路基的工后沉降≯15mm。铁路线路DK198+230～DK201+520段路基所经处为广泛分布湿陷性黄土区域。经对区域的现场地质情况进行调查可知，现场土样为呈灰黄色、淡黄色，中等密度状态粉土。同时具有大孔隙、含水量低等特点。另外在地层表面多发育有冲沟及陷穴，具备湿陷性黄土典型特征，从宏观方面评判区域内为湿隐性黄土。为了满足路基工后沉降要求，提高湿陷性黄土的地基承载力，消除湿陷性为施工的关键。根据本项目的湿陷黄土的湿陷性类型及其结构特征，经多种方案比选，最终针对不同黄土厚度，采用强夯法对本段湿陷性黄土地基进行处理加固。
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2.1初步确定强夯施工参数
强夯处理湿陷性黄土所采用的参数依据施工现场地质情况，项目对地基的质量要求，并通过试夯来确定。强夯施工需要确定的主要参数有有效加固深度、单位夯击能、夯点布设及施工顺序、单击夯击数及夯击遍数等。①强夯设备及夯锤的选择。采用履带式起重机起吊夯锤，以保证在起落锤时起重机不会发生倾覆，并带有自动脱钩装置。根据以往的施工经验确定所需单点夯击能，并结合既有机械设备情况，决定采用的夯锤重350kN，夯锤为底面积5m2的圆形形状，高宽比为1：2.5，落距为10m～15m。2夯击点布置与间距。夯点间距通常依据本项目黄土特性及要求的有效处理深度并结合以往施工经验进行布置。本项目初步拟定消除8m深湿陷性区段采用3.8m，6m深区段采用4.5m，4m深区段采用5m。具体布置方法为：清除表土后，采用平地机平整地面，用压路机静压1遍再设计位置布设夯点，并用石灰标识夯点。3单点夯击遍数。按不同的夯击遍数进行试夯，以取得试验参数，试夯击数分别按6、8、10进行。大面积强夯施工时，首先按单点夯击遍数为6击进施工，如果最后两击夯沉量之和＞15cm，之差＞8cm。则增加单点夯击遍数至满足要求。夯击遍数采用三遍，最后一遍为低落距满夯，以夯实地基表层松土为目的。④强夯间歇时间。本项目采取三遍夯击，两遍强夯施工的间隔时间要足够长，以使土体中的超静水压力得到消散。当一遍夯击完成且夯坑内孔隙水蒸发后，用推土机将夯坑推平。达到需要的间歇时间后，以与第一遍相同的施工方法实施第二夯击，然后用推土机将夯坑推平，进行第三遍的低落距满夯，将表层松土夯实。
2.2选取试验进行强夯法处理湿陷性黄土的研究
选择了长20m，加固宽度为25m的代表性区段进行按初步确定的强夯参数进行试夯，并钻取地下不同深度的原状土做室内土工试验，以测试土体物理力学指标的变化情况，判定湿陷是否消除或有效加固深度是否满足设计要求，以评价及验证初步拟定的强夯参数在技术上是否可行性及经济上是否合理。当试验所得结果不能达到设计要求时，进行有关参数调整（如夯锤质量、落距、夯击次数、夯点间距等），并重新进行试夯。每进行一次夯击，及时测取夯点处及周围的沉降、隆起和挤出量，采取在土层不同深度内埋设沉降管以量取不同土深的夯沉量及有效加固深度。并在最后一遍夯击完成7天后挖取地面以下10m内的土样，进行土工试验及原位测试，对试验结果进行分析，为强夯参数设计及施工提供有关参数。因本项目的湿陷黄土处于非饱和状态，土体中基本没有或仅在极少的自由水，因此在强夯中基本不存在超静水压力消散及排水固结等问题，故在两遍夯击施工间不需要间隔时间或短时间间隔即可。因此，本项目施工时，夯击第一遍后，可以不做时间间隔，直接开始下一遍的夯击施工，有效地提高了施工效率。
2.3施工过程中安全问题
强夯法中夯击是最为主要的步骤，具体做法是利用重锤由高处自由落体的所产生的冲击力对所施工的土层的物理结构造成改变，破坏土层的物理结构，然后重新排列，使得土层变得更加的密实，从而达到施工前所预期的湿陷性黄土公路路基处理的效果。如果重锤的力度控制不好，产生的冲击波就会对除了施工土层之外的土层和周围的建筑物产生破坏。因此在施工的过程中不仅要关注施工人员的安全问题，同样的对周围土地和建筑物的安全也要进行保护。在施工的过程中，工作人员应一律配戴安全帽并退出安全线以外，还有就是让重锤远离周围的建筑物并做好防震及隔振措施。
结束语
对于公路建设来说，扎实的路基至关重要。近年来，由于经济建设的重点放到西北部，“要致富，先修路”，公路的建设对于经济的发展有着重要的意义。为了让经济发展起来，国家加大了公路建设的力度，对其他建筑物的建设也逐渐频繁起来，而且对这些建筑物的安全性和稳定性的要求也越来越高。
参考文献
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论文作者:孙衍存
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/2
标签：黄土论文; 路基论文; 土层论文; 单点论文; 深度论文; 参数论文; 孔隙论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;