徐忠才

（甘肅省公路建設(shè)管理集團有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 引言

在公路工程路基施工中，強夯法是一種常用的加固處理技術(shù)。在強夯施工中，可根據(jù)公路工程路基施工要求，將夯錘提高至高處并自由下落，即可產(chǎn)生巨大沖擊力以及振動能力，提升地基結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性。濕陷性黃土公路工程地基承載力比較差，因此，對濕陷性黃土公路工程地基施工中強夯施工技術(shù)的應(yīng)用要點進行深入研究意義重大。

1 濕陷性黃土的特征

（1）濕潤性。地表水能夠?qū)S土造成侵蝕影響，導(dǎo)致黃土中的易溶鹽類被溶解，導(dǎo)致顆粒間之前的膠合作用受到破壞，土?？蓱腋≡谒?。在再次沉積后，土粒可觸碰至已沉積土粒，二者之間有相互吸引力，并且大于重力，導(dǎo)致土粒不再發(fā)生沉降現(xiàn)象，并逐漸形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)形式，導(dǎo)致水不斷侵蝕黃土，同時，土粒空隙之間連通拓展，導(dǎo)致空隙不斷增加。在外荷載影響下，土體結(jié)構(gòu)受到破壞，并發(fā)生巨大變形，嚴重影響土體結(jié)構(gòu)強度，導(dǎo)致黃土產(chǎn)生濕潤性特征。

（2）膨縮性。當(dāng)濕陷性黃土接觸到水后，即可出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，在濕陷性黃土干燥后，又會收縮，在經(jīng)上述反復(fù)膨脹和收縮變化后，即可產(chǎn)生較多裂紋，然后再剝落，進而對地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成嚴重破壞。

（3）直立性。當(dāng)濕陷性黃土處于天然含水量狀態(tài)時，強度較高，并且壓縮性比較小，垂直邊可支撐，具有直立性特征。

（4）難壓實。如果濕陷性黃土的最大干密度以及最佳含水量比較高，則壓實難度比較大。

（5）崩解性。當(dāng)水侵入至濕潤性黃土后，即可造成土體快速崩解，嚴重影響地基結(jié)構(gòu)強度。

2 強夯法處理濕陷性黃土地基的加固機理

濕陷性黃土的最大特點是大孔隙、欠壓密，遇水后顆粒及團粒間的天然粘結(jié)強度急劇降低，引起原狀結(jié)構(gòu)破壞，土粒相互錯位并重新排列，從而引起濕陷；在動荷下也能產(chǎn)生振陷。濕陷性黃土地區(qū)地基處理的目的主要為：①消除或降低地基土的濕陷性；②提高地基在浸水條件下的承載能力；③提高地基土在浸水條件下的變形模量或壓縮模量，減小地基的總沉降量；④降低地基土層的透水性。

強夯法處理濕陷性黃土地基在瞬間強夯沖擊壓縮波能量作用下，土顆粒之間的聯(lián)結(jié)力及鹽類薄膜力均遭到破壞，使土顆粒相互靠攏，顆粒間孔隙中的氣體部分首先被排出，土顆粒重新排列，土孔隙大為減少。土顆粒在這種強大的外荷作用下達到新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)，土體被壓密，宏觀表現(xiàn)為地基土整體被夯下去。根據(jù)濕陷性黃土強夯前后的微觀分析表明，夯后地基土特大孔隙已基本消失，微孔隙顯著增加，土體由松散變得密實，從而使地基土濕陷性消除，水穩(wěn)性得以增加，滿足工程需要。

3 工程概況

甜水堡經(jīng)慶城至永和段高速公路是國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的北南縱線—銀川至百色國家高速公路（G69）的重要組成路段，也是《甘肅省高速公路網(wǎng)規(guī)劃》中的重要高速公路之一。甜永環(huán)縣段建設(shè)項目路線起點位于甘寧交界環(huán)縣甜水堡鎮(zhèn)，途經(jīng)環(huán)縣和慶城縣，里程長度182.86km，采用四車道高速公路技術(shù)標準，設(shè)計時速80km/h。

4 濕陷性黃土公路地基強夯施工及管理

4.1 施工流程

在該高速公路施工中，對于濕陷性黃土地基，采用強夯施工技術(shù)，施工流程如圖1 所示。

圖1 路基強夯施工流程

4.2 場地整平

在濕陷性黃土公路工程路基施工中，需應(yīng)用各類機械設(shè)備，在機械設(shè)備進入施工現(xiàn)場前，首先需對施工場地進行整平處理。一般可應(yīng)用推土機進行施工，為強夯施工奠定基礎(chǔ)。另外，還需合理預(yù)估強夯施工后地面沉降效果，進而確定地面高程。在濕陷性黃土公路路基施工前，還需對施工場地進行詳細勘察，了解地下管線布局形式以及各類構(gòu)造物所處位置，避免在路基施工中對管線和其他構(gòu)造物造成破壞。

4.3 測量放樣

在濕陷性黃土公路強夯施工前，應(yīng)對施工現(xiàn)場進行測量放樣，一般每間隔6m 設(shè)置夯點。在樁形布局方面，可采用正方形布局形式，在第一遍正方形的中心點位置，可設(shè)置第二遍夯點，對于各個夯點位置，可采用全站儀、鋼尺進行測量，然后再采用白灰或者木樁做好標記，并對各個夯點的原地面高程進行測量。在路基強夯施工中，要求逐點夯擊，并對沉降量以及進行孔隙水壓力測量，同時做好詳細記錄。

4.4 土層處理含水量控制

在路基強夯施工前，對土層含水量進行檢測，根據(jù)公路工程路基施工要求、施工規(guī)范等，確定濕陷性黃土含水量，如果不符合施工規(guī)范，則可需要對土體濕度進行調(diào)整。在實際施工中，可根據(jù)1m×1m 方格網(wǎng)點組織進行夯實施工，可在方格中心布孔，在鉆孔施工中，要求結(jié)合實際情況，將一定量水注入至孔內(nèi)，可濕潤土體。如果公路工程施工段的土層含水量比較大，飽和度在80%以上，則可在土層中設(shè)置排水豎井，能夠有效排出土體中的孔隙水。

4.5 碎石鋪設(shè)

在公路工程路基施工中，如果地表中含有飽和細顆粒土，或者地下水位比較高，則可鋪設(shè)碎石層。通過鋪設(shè)碎石層，能夠有效提升對于強夯機械設(shè)備的承受能力，同時還可避免沖擊波造成土層松動，并有效消散超靜水壓力。

4.6 夯點施工

在濕陷性黃土公路地基施工前，應(yīng)根據(jù)工程項目建設(shè)要求在施工現(xiàn)場準確標注第一次夯擊施工位置，常用標注材料為石灰或者木樁，對于標注誤差，應(yīng)控制在5cm 以內(nèi)，能夠為地面高程測量控制提供可靠依據(jù)。在夯點施工中，關(guān)鍵施工步驟如下：

（1）在濕陷性黃土公路地基施工前，首先對施工場地進行整平處理，反復(fù)測量場地標高，保證測量結(jié)果與設(shè)計標高要求一致。根據(jù)施工圖紙要求，采用全站儀進行測量，并加強坐標控制。由監(jiān)理人員對現(xiàn)場測量結(jié)果進行檢驗分析，確保符合施工規(guī)范要求。另外，采用經(jīng)緯儀，根據(jù)施工圖要求設(shè)置第一遍夯點，并做好明確標識，保證夯錘施工位置準確性。

在將強夯施工機械設(shè)備運輸至施工現(xiàn)場后，對夯錘落距進行準確測量，嚴格控制夯擊誤差，確保夯擊施工效果能夠達到設(shè)計要求。另外，將夯錘就位后，將錘頂面標高與地面標高進行測量和比較，對夯坑深度進行準確計算。當(dāng)施工現(xiàn)場起重機就位后，即可起吊夯錘達到預(yù)定高度，然后開啟脫鉤裝置，可使夯錘自由下落，放下吊鉤，并對錘頂高程進行測量。如果經(jīng)兩次夯擊后，依然無法達到路基沉降施工要求，則可將石塊填入夯坑中，然后再采用連續(xù)夯擊施工方式，確保能夠達到路基施工要求。

（2）在第一遍夯點夯擊施工過程中，監(jiān)理人員應(yīng)對施工現(xiàn)場加強監(jiān)督管理，在夯擊施工完成后，即可進行夯坑回填施工，并對場地進行整平處理。采用全站儀進行施工場地圖角點引測，并加強坐標控制，對夯點做好標注。

（3）在第三夯擊施工階段即可進行滿夯施工，無須在施工現(xiàn)場設(shè)置夯擊點，并且無須對夯沉量進行監(jiān)測，只需對夯擊數(shù)以及夯錘落距做好記錄。在滿夯施工完成后，即可采用推土機對施工場地進行整平處理。

5 結(jié)語

綜上所述，本文主要結(jié)合實例，對強夯法在濕陷性黃土公路工程路基施工中的應(yīng)用要點以及施工管理措施進行了詳細探究。濕陷性黃土為比較常見的不良地質(zhì)，黃土在受到浸水等因素的影響后即可呈濕陷性特征，可對路基強度造成不良影響，通過應(yīng)用強夯施工技術(shù)在，在重錘自由下落過程中，可對土體產(chǎn)生巨大沖擊作用，進而增強路基加固效果，優(yōu)勢明顯，值得推廣應(yīng)用。