浅谈湿陷性黄土地区高速公路路基强夯施工技术

浅谈湿陷性黄土地区高速公路路基强夯施工技术

杨鹏

（中国十九冶集团有限公司  四川 成都  610031）

摘要：湿陷性黄土的承载能力极差，相当容易沉陷形变，所以湿陷性黄土路基必须进行加固。强夯法是在湿陷性黄土地区进行地基加固的一种重要方法。通过一个实际工程，简明扼要的分析了强夯施工技术的优势和劣势所在，并分析了在高湿陷性黄土地区速公路采用强夯法施工的工艺和控制重点。通过对强夯法施工技术的分析，指出了强夯法施工技术的优势和劣势所在，做好试验夯，能够切大幅度地提高湿陷性黄土地区高速公路路基强夯法施工的效果。

关键词：高速公路，湿陷性黄土，强夯

0引言

强夯法是一种被广泛用于高速公路湿陷性黄土地区的地基加固工程。在我国目前地基处理的深度范围内，强夯法应用范围广，施工经济。采用强夯技术对湿陷性黄土区域进行了一定程度的加固，保证了高速公路的行车安全。采用起重设备将8~40 t的夯锤吊装至6~25米处，再自由下落,对地面产生巨大的打击能,从而使土壤中产生了冲击波和冲击应力;通过挤压土壤,使其产生了部分液化,在夯击点周围产生裂隙,以便建立完善的排水管道;通过经过时效夯实,达到固结的目的,从而提高了土壤的强度;这是一个降低其可压缩性的最有效方法,也是目前国内使用最普遍、最实惠的方法。强夯法能够在很短的时期内把巨大的冲击力直接作用在地基上,从而造成了土壤结构的破裂或液化现象、排水固结、结构致密、触变性恢复等大量的物理变化。其影响的直接后果是,在一定范围,地基的抗拉强度获得了提高,将孔隙挤密,并减少了湿陷性。目前现有的强夯具重量为100~400千克,吊挂高度大约为10~30米左右。

1路基强夯施工技术特点

以一条具有湿陷性的黄土地带的高速公路为例，工程区段长度在2000米以上。由于处于黄土高原地区，地形较为平坦，工程采用浅挖、填方为主。该区土壤结构致密，分布较为均匀，主要是浅黄、粉质、低液限粘土，并含有少量的螺壳碎屑和钙质结核。结果表明，该土体具有较强的塑性，在12.6~15.6左右。

1.1强夯施工

在湿陷性的黄土地带，采用强夯法进行地基加固是当前道路建设中普遍采用的一种技术。强夯的主要技术是采用起重机，将夯锤悬挂在一定的水平上，使其在一定的位置上自由落体，并借助强大的冲击力对其进行夯击。通过对地基进行冲击和冲击波的作用，可以将土体内部的孔压实，并将其液化。这样，在土地上形成排水管，将水分从大气中抽走，改变土壤的构造；结果表明，该方法可以有效地加固地基，提高其承载量。一般的夯能达100~400 kN，吊车10~25 m。在国内公路湿滑黄土地段，现已普遍应用于强夯法。在极短暂的时间里，由于受到强烈的冲击，使土体产生触变恢复，排水固结压密，土体结构液化；通过对地基进行物理上的变形，对地基进行压缩，以达到去除地基湿陷、提高地基强度的目的。1.2强夯的优势

⑴该方法具有施工工艺简单、施工设备简单等优点。强夯施工技术应用于高速公路建设，仅需要一台重型锤子和一台吊车，而且，强夯施工技术具有工艺简便、易于施工、易于管理、易于质量控制等优点。

⑵施工速度快，施工效率高。

⑶增强作用较好。湿陷性黄土地区高速公路地基采用强夯加固的，其压缩性能可减小2~10倍，其强度可以达到增加2-5倍。在工程中，强夯的作用范围能够达到10米，在施工过程中，可以将设计的承载量提高到60%-90%，从而可以降低湿陷性黄土的湿陷性。

⑷广泛的应用。在公路建设中，强夯施工技术可以用于软弱地基，如湿陷性黄土等，也可以应用于碎石填筑。

1.3强夯的劣势

强夯施工工艺的最大缺陷是由于夯击会引起强烈的冲击波和冲击能，使地基受到多次的捶击，从而造成破坏。在工程建设中，由于地震引起的强烈震动和噪声，会对周边居民的正常生活和房屋的安全造成一定的影响。所以，在施工场地60米以内的建筑物都要加设隔震沟，以防止破坏周围建筑物。

2强夯工艺

2.1强夯施工原理

强夯施工的基本原则是在湿陷性黄土中，由于其疏松多孔，垂直打孔，土粒间的粘合力在遇到水分时会消失或下降，从而导致黄土的湿陷性。由于湿陷性黄土地基存在着水、压强等外在因素，故需采取相应的施工措施。采用强夯法可以有效地改善土壤的结构和性能，降低土壤的可压缩性和渗透性，从而有效地控制土壤的湿陷性。由于土体在重锤的撞击作用下，会发生土体之间的位移，导致土壤的微细结构发生破裂，导致大气中的气体被排出，使得湿陷性黄土的结构更加致密。

2.2强夯施工准备

强夯施工的前期准备工作主要有：计划施工进度、布置总平面、强夯法的选取；在夯击路线、施工人员、选择机械设备等方面要组织专门的强夯施工组织设计。在进行地基处理前，应先清理坟墓、孔洞、井穴、壕沟，采取必要的防护措施，避免对强夯的施工造成不利的影响。要保证施工的顺利进行，必须将路面上的腐烂土壤和杂草全部清理干净，同时开挖路面上的泥浆和泥浆，以保证路面上有积水；同时进行排水，并将土壤翻转以烘干。施工单位要检查和改进排水设备，并在强夯区周围布置临时排水渠，以保证雨水的排泄。若道路工程中地势起伏比较大，必须将路面平坦化，以便利用振荡式碾压设备进行充分的碾压，确保其强度。

2.3数据采集

重点介绍了在高速公路工地上各种深部土壤的湿陷性消除技术、承载力和天然含水率；收集自然的浓度，土壤塑限测试。在进行地基的加固时，应根据夯击的数量和能的变化来确定。在进行密实性和固结性试验时，应将其作为研究对象，以确定其在不同深度上的受力情况。根据试验结果，确定了夯锤的最优夯击的数量、最大的承载能力、最大的干重。在资料收集过程中，必须建立相应的地基承载力、最大干密度、最佳夯击遍数、夯沉量、夯击能等参数。按设计图选取适当的测试路段，由此判定出黄土湿陷度，并按设计图进行强夯实验。试验研究了锤击的数量和锤击能。试验建设的主要目标是确定在夯击次数、夯击能等条件下，在各种土层中，夯沉量、湿陷性系数及天然含水率；根据基础的承载能力和干重，确定去除水湿陷性的范围和能否满足施工需要。从而确定了适宜的施工方法和设备，并对其范围和沉降进行了详尽的记载。

试验地点的确定要依据土壤的均匀性、地基复杂度和工程设计的需要。若相同地段土壤条件有显著差异，那就是单独的试验。在进行试验时，要准确地测定每个夯击点的夯沉量。试验完后，在夯实之前，在夯实之前，每1米到1米的深度要进行一次取样，直到4米以下。为了测定土壤的湿沉降和干重，必要时还应进行现场和静态荷载的实验。若试验结果与设计指标有很大差异，应先进行夯点间距、夯击次数、落距及夯击品质等因素的协调，再进行再夯击试验。为了得到在不同深度下的不同夯击能的影响，给出了相应的施工工艺条件，保证了设计的经济性和技术的先进性。根据相关试验成果，绘出夯锤数量与夯锤数量之间的关系，从而确定最终的夯沉量和夯锤数量。在达到了所要求的夯打后，不得再进行夯击，否则会使地表土壤疏松，从而使土壤的湿陷程度增加。

4结语

在公路建设过程中，由于湿陷黄土引起的地基承载率很差，且路面出现了不规则的塌陷，因此需要对其进行合理的处置。在湿滑的黄土地区，强夯法已得到了广泛的推广，并获得了很好的基础处理，并对其进行了深度和表面的加固。在实施强夯技术时，要分析其优点和存在的问题，并进行了试验研究，从而达到了行之有效的目的。

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