王彥兵

摘 要：本文某公路維修改建工程為例，對(duì)在濕陷性黃土路基的施工中強(qiáng)夯法的應(yīng)用進(jìn)行介紹。論述了強(qiáng)夯法的施工工藝以及施工過(guò)程中質(zhì)量控制要點(diǎn)，并對(duì)強(qiáng)夯效果進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土；路基；強(qiáng)夯；施工

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）12-0107-02

黃土是第四紀(jì)時(shí)期形成的一種比較特殊的粘性土，粉粒含量較高，顆粒間結(jié)合得很不緊密，比較疏松。土中含有多量碳酸鈣等，一旦被水浸濕則容易剝落和遭受侵蝕；黃土遇水后容易產(chǎn)生一定的沉陷或位移——即濕陷。一般典型的黃土透水性較強(qiáng)，黃土處于干燥狀態(tài)時(shí)比較堅(jiān)硬，浸濕強(qiáng)度下降很快，干燥時(shí)強(qiáng)度很高，而含水量較大時(shí)又容易形成彈簧土現(xiàn)象，隨著水份的蒸發(fā)會(huì)產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，所以黃土對(duì)于路基來(lái)說(shuō)不是理想的材料。水的侵入而導(dǎo)致黃土不利于路基施工，因此處于黃土地區(qū)的路基施工時(shí)，應(yīng)做好排水（包括路基附近的地下水和地面水），并及時(shí)防護(hù)、加固好排水結(jié)構(gòu)。如果在雨季施工時(shí)，要特別注意把降雨及時(shí)排出到路基范圍之外，不能在施工范圍內(nèi)形成積水。在濕陷性黃土地區(qū)修建公路，主要是穩(wěn)定與沉降變形問(wèn)題。

1 項(xiàng)目概況

該公路維修改建工程沿線大部分為黃土覆蓋，為黃土高原區(qū)。本項(xiàng)目多處路段存在翻漿、沉陷，需要對(duì)翻漿、舊路補(bǔ)強(qiáng)、壩式路基等存在病害進(jìn)行處治。為了確保路基沉陷處治質(zhì)量，對(duì)沉陷特別嚴(yán)重的壩式路基采取了下挖1.5-2米，整平后進(jìn)行強(qiáng)夯，換填級(jí)配良好的砂礫分層壓實(shí)，并配合拖式羊角碾進(jìn)行碾壓，以處治完的路基及時(shí)進(jìn)行沉降觀測(cè)。

2 施工參數(shù)

2.1 施工設(shè)備

強(qiáng)夯設(shè)備選擇SHQ32O，夯能級(jí)200t*m，標(biāo)準(zhǔn)夯錘重量12t，最大單繩提升力12t，夯錘最大距地面提升高度15m，臂架長(zhǎng)度25m。

2.2 采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)

強(qiáng)夯處理前，獲取不同深度處的原狀土干密度、濕陷性系數(shù)、地基承載力、天然含水量，并做土的液塑限試驗(yàn)。

按不同夯擊能、夯擊次數(shù)處理壩式路基（6、8、10擊）后，分別取土樣，然后完成密實(shí)度試驗(yàn)和固結(jié)試驗(yàn)（根據(jù)設(shè)計(jì)要求消除濕陷深度分別取樣。夯擊能1200KN.M，要求消除濕陷性5.0m時(shí)，分別取原地面以下4.0m、4.5m、5.0m三個(gè)不同土層深度的土樣），同時(shí)對(duì)不同深度處做地基承載力試驗(yàn)。

依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷：達(dá)到要求的濕陷處理深度時(shí)，合理的夯擊能所對(duì)應(yīng)的夯沉量、干密、度最佳夯擊數(shù)及承載力時(shí)多少，并以試驗(yàn)數(shù)據(jù)取得的最佳夯擊數(shù)所對(duì)應(yīng)的承載力、干密度、以及夯沉量作為施工控制指標(biāo)。

2.3 強(qiáng)夯技術(shù)參數(shù)

2.3.1 落距

直接影響加固深度的主要是單點(diǎn)夯擊能大小，夯錘錘重與落距的乘積為單點(diǎn)夯擊能，因此，影響單點(diǎn)夯擊能大小的兩個(gè)參數(shù)就是夯錘錘重和落距。根據(jù)設(shè)計(jì)，夯擊能為1200KN.m，選用圓形帶有氣孔的夯錘，錘徑2.5米，錘重11噸左右，落距的高度依據(jù)錘重來(lái)計(jì)算：

Ep=mgh

H=Ep/mg=1200000/11000*10=10.9m；H取11米。

2.3.2 夯擊遍數(shù)

單點(diǎn)夯擊分別按6、8、10擊數(shù)進(jìn)行試夯，取得試驗(yàn)參數(shù)。整個(gè)區(qū)域夯擊時(shí)，以6擊為基數(shù)，若果夯沉量不能滿足之和、之差的要求，則繼續(xù)增加夯擊點(diǎn)數(shù)。夯擊3遍，最后1遍采用低能量滿夯，以夯實(shí)表層松動(dòng)的土。

2.3.3 夯擊點(diǎn)布置與間距

依據(jù)設(shè)計(jì)和以往的強(qiáng)夯施工經(jīng)驗(yàn)，一般根據(jù)地基土的性質(zhì)和要求處理深度布置夯擊點(diǎn)間距。夯點(diǎn)布置采用正方形，間距5米，按夯錘底面尺寸用白灰輪廓線標(biāo)出每個(gè)夯點(diǎn)。

2.3.4 強(qiáng)夯間歇時(shí)間

在采用3遍夯擊時(shí)，每遍夯擊間應(yīng)當(dāng)留一定的時(shí)間間隔，這樣會(huì)有利于消散土中超靜水壓力。當(dāng)完成第一遍夯擊后，停止夯擊，待夯坑內(nèi)的孔隙水蒸發(fā)后將夯坑填平。在規(guī)定的時(shí)間間隔后，用以上方法開始第二遍夯擊，用推土機(jī)將夯坑填平，第三遍用低能量滿夯，將作業(yè)區(qū)內(nèi)的表層松土夯實(shí)。

3 施工工藝與方法

施工工序：路基開挖—夯點(diǎn)測(cè)放—測(cè)量高程—夯機(jī)就位—點(diǎn)夯施工—填平夯坑并測(cè)量高程—第二遍夯點(diǎn)測(cè)放—第二遍點(diǎn)夯施工—滿夯施工—測(cè)量夯后場(chǎng)地高程—檢測(cè)。

（1）開挖路基。將沉陷的路基下挖2米，并在兩端接頭處留好臺(tái)階。施工前組織人員修建臨時(shí)排水設(shè)施，施工時(shí)要在四周設(shè)置好臨時(shí)排水溝，保持水路暢通，若有降雨便于及時(shí)排除雨水，要平整地形起伏不平的地方。（2）夯點(diǎn)測(cè)放。用石灰線放出設(shè)計(jì)的第一遍夯點(diǎn)位置。（3）強(qiáng)夯機(jī)就位。強(qiáng)夯機(jī)械就位，把夯錘對(duì)準(zhǔn)預(yù)先設(shè)定的夯點(diǎn)位置。（4）強(qiáng)夯施工。采用強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土路基，應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙給定的黃土濕陷等級(jí)采用不同的夯擊能、夯擊次數(shù)進(jìn)行強(qiáng)夯路段施工。通過(guò)檢測(cè)不同夯擊能、夯擊次下不同深度土的干密度、地基承載力、含水量、濕陷系數(shù)、夯沉量，判定濕陷是否消除或消除濕陷深度是否滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)控制最后兩擊夯沉量之和不大于15cm，之差不大于8cm。土的天然含水量宜低于液限含水量的0.6倍或塑限含水量1～3%。在擬夯實(shí)的土層內(nèi)，當(dāng)土的天然含水量低于10%時(shí)，應(yīng)對(duì)土體進(jìn)行灑水等措施讓接近最佳含水量；當(dāng)天然含水量超過(guò)塑限含水量3%以上時(shí)，應(yīng)將土體進(jìn)行晾曬以降低其含水量。（5）重復(fù)步驟4，按規(guī)定的夯擊次數(shù)完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯實(shí)。（6）現(xiàn)場(chǎng)記錄：記錄每個(gè)點(diǎn)的夯擊能量、夯擊次數(shù)及夯沉量。（7）移動(dòng)到下一個(gè)夯點(diǎn)，直到完成第一遍夯擊施工。（8）靜置24小時(shí)后進(jìn)行第二遍夯擊施工，測(cè)量夯后高程。（9）靜置24小時(shí)后進(jìn)行最后一遍夯擊施工，測(cè)量夯后高程。

4 強(qiáng)夯處理效果

通過(guò)對(duì)4段壩式路基進(jìn)行強(qiáng)夯其結(jié)果見表1。

通過(guò)對(duì)4段壩式路基進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，得到如下結(jié)論：

強(qiáng)夯以后的路基濕陷性明顯得到消除，強(qiáng)夯法用于濕陷性黃土的路基施工中，提高了地基的承載力，復(fù)合地基承載力在300kpa以上；消除了黃土地基濕陷性，濕陷系數(shù)小于0.015，減小增濕沉降，從而達(dá)到了控制工后路基沉降的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述強(qiáng)夯法施工的研究與實(shí)踐可以看到，該維修改建工程在壩式路基沉陷處治時(shí)所選取的方案是合理和成功的，該壩式路基的處治效果也是好的。由此可見，加強(qiáng)濕陷性黃土公路路基強(qiáng)夯這一環(huán)節(jié)的組織與監(jiān)控非常重要。在在濕陷性黃土公路路基強(qiáng)夯施工中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾方面問(wèn)題：（1）強(qiáng)夯效果最好時(shí)土體所對(duì)應(yīng)的天然含水量為低于塑限含水量的1-3%左右，且接近最佳含水量。（2）路基的強(qiáng)夯效果取決于土質(zhì)和含水量，當(dāng)路基土體含水量大于塑限含水量時(shí)，同一夯擊能的影響深度大大減少，會(huì)出現(xiàn)路基土體反彈現(xiàn)象。（3）濕陷性黃土路基土體含水量≦最佳含水量時(shí)，土體孔隙內(nèi)不出現(xiàn)自由水，可連續(xù)進(jìn)行夯擊，減少機(jī)械移動(dòng)，提高了施工效率。

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