姚治國(guó)

甘肅五環(huán)公路工程有限公司 甘肅蘭州 730050

采用強(qiáng)夯技術(shù)進(jìn)行濕陷性黃土路基的施工技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、易學(xué)、易懂、易掌握、設(shè)備便宜等優(yōu)點(diǎn)。因此，在工程施工中，這些優(yōu)點(diǎn)足以讓強(qiáng)夯法在建筑過(guò)程中得到大力推廣。同時(shí)，道路建設(shè)的實(shí)踐來(lái)看，在黃土路基工程中，強(qiáng)夯法的使用是相當(dāng)頻繁的。

1 強(qiáng)夯法在濕陷性黃土路基施工中重要性

1.1 穩(wěn)定性和滲流問(wèn)題

在路基受壓的情況下，當(dāng)承載力達(dá)不到要求的程度時(shí)，會(huì)造成路基的局部和整體的破壞，從而對(duì)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(guò)一定的標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)造成很大的水資源流失。在發(fā)生較大的時(shí)候，則會(huì)造成路基的不穩(wěn)定，導(dǎo)致道路受到破壞及各種安全隱患的發(fā)生。

1.2 沉陷問(wèn)題

在長(zhǎng)期的荷載作用下，路基會(huì)發(fā)生沉降、水平位移等各種變化。當(dāng)超過(guò)規(guī)定的數(shù)值時(shí)，會(huì)造成路面狀況的問(wèn)題。若路基的壓實(shí)度不夠，且超過(guò)有關(guān)規(guī)定，則會(huì)造成路基的非均質(zhì)性，造成嚴(yán)重的危害。濕陷性黃土的沉降是由于其產(chǎn)生的年代比較短暫，所受的外界壓力也比較少。因?yàn)樽陨淼墓探Y(jié)不夠牢固，因此出現(xiàn)了大量的空隙和結(jié)構(gòu)的松散，從而使其具有較低的力學(xué)性能。當(dāng)考慮水分的作用時(shí)，當(dāng)外載作用超過(guò)路基本身承載能力時(shí)，框架會(huì)發(fā)生坍塌，從而使路基產(chǎn)生沉降。由于水分的作用，黃土路基的硬度降低，導(dǎo)致了沉陷[1]。

由此可以看出，黃土路基的建設(shè)對(duì)工程的質(zhì)量有很大的影響。如果不對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹卫?，將造成路面在運(yùn)行中出現(xiàn)沉降、穩(wěn)定性差等問(wèn)題。這些問(wèn)題不僅會(huì)對(duì)公路的行駛產(chǎn)生很大的阻礙作用，而且會(huì)引發(fā)交通意外。要達(dá)到對(duì)濕陷性黃土路基的要求，必須采用強(qiáng)夯法，通過(guò)將質(zhì)量合適的重錘在某一海拔處自由落下，通過(guò)動(dòng)態(tài)夯擊法將濕陷性黃土進(jìn)行強(qiáng)制夯實(shí)，從而降低其抗壓能力，提高其抗壓能力。所以，采用強(qiáng)夯技術(shù)進(jìn)行路基加固是非常必要的，它不但可以解決路基問(wèn)題，而且可以從根本上提高整體的施工品質(zhì)，從而提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2 實(shí)例分析

某項(xiàng)目是一條具有兩條主干線的高鐵，其規(guī)劃速度為每小時(shí)350km，均為一條無(wú)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(jīng)過(guò)多個(gè)典型的濕陷黃土帶。通過(guò)對(duì)該地區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)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(qū)地表多有沖溝和凹坑，具有典型的濕陷性黃土特點(diǎn)，從宏觀上判斷該地區(qū)為濕潤(rùn)的隱蔽黃土。在此基礎(chǔ)上，對(duì)濕陷黃土進(jìn)行加固，以達(dá)到對(duì)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(jié)合該工程所涉及的濕陷黃土的性質(zhì)和構(gòu)造特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)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(qiáng)夯加固方法[2]。

2.1 初步確定強(qiáng)夯施工參數(shù)

根據(jù)工程建設(shè)場(chǎng)地的實(shí)際地質(zhì)條件和工程對(duì)基礎(chǔ)的質(zhì)量需求，以及試驗(yàn)夯擊方法，對(duì)其進(jìn)行加固加固。對(duì)強(qiáng)夯法施工的影響因素包括：有效加固深度、單位夯擊能、夯點(diǎn)布置和施工順序、擊打次數(shù)和擊打次數(shù)等。①?gòu)?qiáng)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(guò)程中，不會(huì)使起重機(jī)翻倒。依據(jù)已建工程的經(jīng)驗(yàn)，確定了所需要的單點(diǎn)夯能，并綜合現(xiàn)有的機(jī)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(diǎn)距一般根據(jù)工程實(shí)際情況和工程實(shí)際需要，根據(jù)工程實(shí)際情況和工程實(shí)際情況，確定合理的開(kāi)挖距離。其施工方案是：在清理表層土壤后，使用平地機(jī)械對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，然后在指定的地點(diǎn)使用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，然后在指定的地點(diǎn)設(shè)置夯點(diǎn)，并以石灰進(jìn)行標(biāo)記。3 次錘擊點(diǎn)次。采用不同的夯擊點(diǎn)次數(shù)進(jìn)行測(cè)試，得到相應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)，分別按6,8,10 進(jìn)行。在大規(guī)模的強(qiáng)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(shù)提高到達(dá)到規(guī)定的程度。夯擊法以三次為主，以下沉式全夯為主，以打?qū)嵉乇硗寥罏槟繕?biāo)。強(qiáng)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(shí)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(shí)。在完成所要求的休息時(shí)段之后，按同樣的方式進(jìn)行二次夯擊法，再用推土器將夯土鏟平，再進(jìn)行三次低距離全夯，使表面疏松。

2.2 選取試驗(yàn)

選取20m 長(zhǎng)度和25m 的典型斷面，按照初步選定的強(qiáng)夯工藝參數(shù)進(jìn)行了試夯，同時(shí)對(duì)不同厚度的土壤進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)土工法的現(xiàn)場(chǎng)土工試驗(yàn)，以測(cè)定其物理機(jī)械性能的改變，判斷其是否達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，從而對(duì)所制定的強(qiáng)夯法進(jìn)行評(píng)估和檢驗(yàn)。若測(cè)試的成果與設(shè)計(jì)指標(biāo)不符，則應(yīng)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的修正（例如：夯錘質(zhì)量、落距、夯擊次數(shù)、夯點(diǎn)間距等），然后再次進(jìn)行試夯。每次夯打后，應(yīng)適時(shí)測(cè)量夯點(diǎn)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(lái)測(cè)量不同土深的夯沉量和有效的加固厚度。同時(shí)，在夯錘結(jié)束7d 后，從地下10m 處開(kāi)挖出土壤樣品，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和實(shí)測(cè)，為強(qiáng)夯參數(shù)的確定和施工提供參考依據(jù)。由于該工程采用的是非飽和型濕陷土，土壤中幾乎沒(méi)有或只有少量的游離水，所以，在強(qiáng)夯工程中，幾乎不會(huì)出現(xiàn)超靜水壓的消失，也不會(huì)產(chǎn)生滲流固結(jié)性問(wèn)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(jìn)行完一次夯打后，可以立即進(jìn)行下一次的夯打，從而大大增加工程的工作質(zhì)量。

2.3 施工過(guò)程中安全問(wèn)題

強(qiáng)夯是工程建設(shè)中最重要的一項(xiàng)工作，它是通過(guò)使用大錘子在高空中自由下墜時(shí)的沖撞，改變土壤的物理構(gòu)造，將土壤的物理構(gòu)造打碎，讓土壤變得致密，這樣才能實(shí)現(xiàn)工程前期對(duì)黃土路基的加固。若沒(méi)有掌握好錘子的力量，爆炸的余波會(huì)對(duì)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(kāi)安全區(qū)，同時(shí)要將重型鐵鍬與周邊建筑保持一定距離，并采取相應(yīng)的防震和隔振。

3 濕陷性黃土路基建設(shè)中強(qiáng)夯法的運(yùn)用

采用強(qiáng)夯技術(shù)進(jìn)行黃土路基的施工，其基本原則是通過(guò)夯擊產(chǎn)生的震動(dòng)和動(dòng)應(yīng)力，使土壤發(fā)生破裂或者發(fā)生較大的相對(duì)移動(dòng)，從而加速孔隙內(nèi)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(wěn)定。在工程實(shí)踐中，采用強(qiáng)夯加固方法主要有以下幾個(gè)方面。

3.1 施工之前的準(zhǔn)備

在公路建設(shè)中，施工之前的準(zhǔn)備工作是至關(guān)重要的。在采用強(qiáng)夯施工前，必須先進(jìn)行路基的排水，因?yàn)槁坊兴值拇嬖跁?huì)對(duì)以后的工程質(zhì)量造成一定的影響，而且路基的構(gòu)造比較復(fù)雜，而且路基的表層和里面都存在著大量的水分，因此在進(jìn)行路基處理前必須將水分排出。在進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)應(yīng)采集場(chǎng)地周邊的資料，包括路基高度、厚度、含水率等。

3.2 夯點(diǎn)布置與強(qiáng)夯

在強(qiáng)夯施工中，對(duì)強(qiáng)夯點(diǎn)的分配非常關(guān)鍵。在工程實(shí)踐中，夯點(diǎn)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(xué)性，可以在工程中進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)，便于路基的建設(shè)。強(qiáng)夯法的作用位置可以根據(jù)路基的特點(diǎn)進(jìn)行，而強(qiáng)夯點(diǎn)的間距也非常關(guān)鍵。根據(jù)夯的大小，計(jì)算了夯點(diǎn)間距。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體條件確定強(qiáng)夯的數(shù)量，由于路基的構(gòu)造和路基水分的不同，會(huì)影響到工程的順利進(jìn)行，因此在工程中應(yīng)注意夯擊處的設(shè)置，以便進(jìn)行強(qiáng)夯。一般將強(qiáng)夯法分為3 個(gè)階段，每個(gè)階段的建設(shè)都有不同的內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)。前面兩次都是對(duì)各個(gè)部位進(jìn)行了改造，而且敲打的力量和內(nèi)容都是一模一樣的。最后一步的工作并不繁重，只要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的觀測(cè)，找出不合理的路堤進(jìn)行強(qiáng)夯。在夯實(shí)完畢后，應(yīng)對(duì)路基的表層進(jìn)行是否有不完全或微小的水流進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)濕滑的黃土要馬上進(jìn)行三次加固，才能進(jìn)行下一道工藝[5]。

3.3 強(qiáng)夯法施工管理

在進(jìn)行強(qiáng)夯法施工時(shí)，必須按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行工作，以保證工程的質(zhì)量。在施工前要確定好項(xiàng)目的先后次序，并保證圖紙的準(zhǔn)確性。在工程中，所有的建筑單位按照設(shè)計(jì)的圖紙進(jìn)行工作。對(duì)每個(gè)強(qiáng)夯器進(jìn)行徹底的檢驗(yàn)，不得有任何差錯(cuò)。除此之外，還要考慮到人才的選拔問(wèn)題，如果沒(méi)有足夠的實(shí)力，是不會(huì)被錄取的。在前期確定襯砌的基礎(chǔ)上，采用水平儀對(duì)襯砌前后的標(biāo)高進(jìn)行了測(cè)定。一般主、副滿夯間隔為72h，根據(jù)施工場(chǎng)地條件而定。在進(jìn)行工程時(shí)，也要對(duì)工作進(jìn)行詳細(xì)的記錄，根據(jù)設(shè)計(jì)和黃土的濕陷類型進(jìn)行路基的處理，同時(shí)要注意防水和排水。在工地上要有專業(yè)人員進(jìn)行監(jiān)督、指導(dǎo)和檢查，保證工程的質(zhì)量和安全性，從而保證工程的順利進(jìn)行。施工過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲也要通過(guò)隔震溝槽來(lái)排除。采用黃土路基進(jìn)行加固，既保證了施工的順利進(jìn)行，又保證了工程的質(zhì)量，使工程按預(yù)定時(shí)間完工，提高了工程的整體水平。

3.4 強(qiáng)夯加固濕陷性黃土路基工藝注意事項(xiàng)

（1）強(qiáng)夯樁置換的高效加固深度受多種因素的制約，故必須結(jié)合本地實(shí)際情況，實(shí)地試驗(yàn)夯擊試驗(yàn)，進(jìn)行強(qiáng)夯施工中確定夯擊能量、夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)及間歇時(shí)間的關(guān)鍵工序。所以，在施工中應(yīng)對(duì)回填的沙質(zhì)及回填土體的水分進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

（2）對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行回填土，選擇兩個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)，對(duì)夯擊后的承載力進(jìn)行嚴(yán)密的控制，達(dá)到150 KPa 或更高的極限承載力，并對(duì)洞外側(cè)的巖石進(jìn)行松散再注，保證坑內(nèi)和外側(cè)的土壤均勻度。

（3）在進(jìn)行打夯之前，必須對(duì)夯錘的重量和距離進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證所需的點(diǎn)擊力滿足設(shè)計(jì)的需要。如打樁機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，常會(huì)由于底部的磨耗而導(dǎo)致質(zhì)量下降；在工程建設(shè)中，落距未達(dá)設(shè)計(jì)指標(biāo)的情形也經(jīng)常出現(xiàn)。所有的因素都會(huì)對(duì)點(diǎn)擊的擊打能量產(chǎn)生作用。

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

4 結(jié)語(yǔ)

濕陷性黃土在路基施工中比較常見(jiàn)，這種土質(zhì)會(huì)影響道路質(zhì)量。若是沒(méi)有對(duì)黃土土體進(jìn)行有效處理，則會(huì)致使道路施工產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)而形成不好的影響。所以在施工中要使用強(qiáng)夯法，對(duì)濕陷性黃土進(jìn)行處理，通過(guò)施工前的準(zhǔn)備、夯點(diǎn)布置以及強(qiáng)夯的施工環(huán)節(jié)，保障道路工程的施工質(zhì)量。經(jīng)過(guò)對(duì)強(qiáng)夯法的運(yùn)用，對(duì)黃土進(jìn)行處理，從而讓路基穩(wěn)定性更強(qiáng)，讓公路項(xiàng)目在投入使用之后，可以為人們提供通行便利，延長(zhǎng)道路使用壽命，進(jìn)而促使我國(guó)交通行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。