淺談公路濕陷性黃土路基施工處理措施

趙征

摘 要：隨著公路的長期運(yùn)行和交通量的相繼增大，黃土路基逐漸出現(xiàn)基底沉陷、路堤滑動(dòng)、路面開裂等病害，對公路的正常使用造成嚴(yán)重影響。利用強(qiáng)夯加固技術(shù)對濕陷性黃土進(jìn)行處理，不但能夠使黃土的濕陷性有效消除，而且能夠使地基承載力大幅提高，在我國得到了廣泛的應(yīng)用。為此，本文結(jié)合具體工程案例，采用強(qiáng)夯法進(jìn)行公路濕陷性黃土路基施工處理。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土;工程概況;強(qiáng)夯法

0 引言

在公路工程路基施工中，濕陷性黃土路基作為常見的不良地質(zhì)，不僅使路基的承載力和穩(wěn)定性有所降低，而且使公路的使用壽命大幅縮短，受到施工單位的關(guān)注。強(qiáng)夯加固技術(shù)因其特有優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于濕陷性黃土路基處治中，其具有較低的施工成本、較小的施工難度以及簡單的施工設(shè)備，不僅能夠在短時(shí)間內(nèi)快速提升地基承載強(qiáng)度，而且能夠提高公路的使用性能和安全性，具有明顯的加固效果。應(yīng)不斷優(yōu)化強(qiáng)夯加固技術(shù)，提高路基承載力，避免因路基病害影響公路的正常使用。

1 工程概況

本文以某公路工程為例，該路段全長28km，其中有2km位于黃土區(qū)內(nèi)，其厚度為3—7m，塑性指數(shù)為12.5—15.7，存在較多的大孔隙，土質(zhì)為淺黃色粉質(zhì)低液限粘土，且該地區(qū)地下水豐富，路基含水量在16%左右，濕陷系數(shù)為0.035～0.075，濕陷量為45mm。施工單位經(jīng)過認(rèn)真研究和科學(xué)論證，決定采用強(qiáng)夯加固技術(shù)對濕陷性黃土路基進(jìn)行處理，主要施工方式為填方、淺挖及夯實(shí)，進(jìn)而提高路基的承載強(qiáng)度，使公路的安全性和穩(wěn)定性得到保障。

2 強(qiáng)夯加固作用原理

強(qiáng)夯法是指為提高軟弱地基的承載力，用重錘自一定高度下落夯擊土層使地基迅速固結(jié)的方法。稱動(dòng)力固結(jié)法，利用起吊設(shè)備，將10～40噸的重錘提升至10～40米高處使其自由下落，依靠強(qiáng)大的夯擊能和沖擊波作用夯實(shí)土層。強(qiáng)夯法主要用于砂性土、非飽和粘性土與雜填土地基。對非飽和的粘性土地基，一般采用連續(xù)夯擊或分遍間歇夯擊的方法;并根據(jù)工程需要通過現(xiàn)場試驗(yàn)以確定夯實(shí)次數(shù)和有效夯實(shí)深度?，F(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)表明：在100～200噸米夯實(shí)能量下，一般可獲得3～6米的有效夯實(shí)深度。該加固方法是在重錘夯實(shí)法基礎(chǔ)上發(fā)展起來，但其加固機(jī)理又與重錘夯實(shí)法有所不同，這是一種地基處理的新方法。

3 公路濕陷性黃土路基施工處理措施

3.1 平整場地

進(jìn)入施工現(xiàn)場前，施工機(jī)械必須對場地進(jìn)行平整施工。如場地平整可選用推土機(jī)進(jìn)行施工，為強(qiáng)夯施工提供便利。并準(zhǔn)確估算夯擊后地面沉降情況，在夯擊情況充分結(jié)合的情況下，確定地面高程。公路工程軟基施工前詳細(xì)查看地下管線與構(gòu)造物位置等，防止破壞情況的大量出現(xiàn)。

3.2 測量放樣

測量放樣施工必須嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行，6米為夯點(diǎn)間距離。布設(shè)樁形時(shí)以正方形為主。在第一遍正方形中心點(diǎn)位置布設(shè)第二遍夯點(diǎn)，各個(gè)夯點(diǎn)位置可通過全站儀及鋼尺標(biāo)進(jìn)行標(biāo)示，一般選用的標(biāo)示材料為白灰與木樁，隨后測量各個(gè)夯點(diǎn)原地面高程。160kpa與180kpa為夯前原地表檢測的地基承載力，與施工規(guī)定相比較小。施工前期，強(qiáng)夯處理范圍內(nèi)水位與3.5米相比較低，如3.75米等。逐點(diǎn)夯擊，對各點(diǎn)位進(jìn)行夯擊作業(yè)，測量其沉降量與孔隙水壓力，并進(jìn)行詳細(xì)記錄。

3.3 土層處理含水量控制

施工前，根據(jù)10x10m方格網(wǎng)點(diǎn)在施工段對開夯面下方土層處理厚度內(nèi)土的含水量進(jìn)行測量。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求及相關(guān)施工規(guī)范規(guī)定確定濕陷性黃土含水量，如與要求不符，需選取注水濕潤或減小濕度進(jìn)行處理。如施工現(xiàn)場土層處理厚度為H，8%以內(nèi)為其含水量，地基需選用強(qiáng)夯法進(jìn)行施工。此時(shí)可根據(jù)1x1m方格網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行施工。要求將布孔方式設(shè)置到方格中心，進(jìn)行鉆孔施工，要求將一定量的水注入孔內(nèi)濕潤土體，通常選取直徑為50到70mm的洛陽鏟進(jìn)行注水孔成孔作業(yè)。如施工段部分位置土層具有較大含水量時(shí)，即飽和度在80%以上的情況下，需將排水豎井設(shè)置到土層處理厚度內(nèi)，如豎向塑料排水帶、砂井等，為夯擊施工時(shí)，快速排除土孔隙水提供便利，同時(shí)還可以起到減小土孔隙水壓力的功效。

3.4 碎石鋪設(shè)

如飽和細(xì)顆粒土存在于地表內(nèi)或具有較高地下水位時(shí)，必須將碎石層鋪筑到亞粘土表面，將其鋪設(shè)厚度在2米范圍內(nèi)進(jìn)行有效控制，碎石鋪設(shè)功能為對承受強(qiáng)夯機(jī)械進(jìn)行持力，同時(shí)控制沖擊波出現(xiàn)的上部土層松動(dòng)情況，并達(dá)到及時(shí)消散超靜水壓力的作用。

3.5 夯點(diǎn)施工

夯擊公路工程軟土地基前，必須準(zhǔn)確標(biāo)注第一次夯擊位置，一般選用的材料為小木樁與石灰，確保其誤差在5厘米以下，為測量地面高程提供便利。夯點(diǎn)施工可分三個(gè)階段進(jìn)行，第一階段，公路工程軟基施工前，先對施工場地進(jìn)行平整作業(yè)，對場地標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測，確保其與設(shè)計(jì)起夯面標(biāo)高規(guī)定相符合，隨后通過全站儀向施工場地內(nèi)進(jìn)行施工圖角點(diǎn)引測，并進(jìn)行坐標(biāo)控制。通過監(jiān)理人員檢驗(yàn)后，確保其質(zhì)量符合施工規(guī)定，再選用一般經(jīng)緯儀，根據(jù)施工圖進(jìn)行第一遍夯點(diǎn)布設(shè)，并用白灰標(biāo)識出夯點(diǎn)位置，為夯錘準(zhǔn)確就位提供便利。強(qiáng)夯機(jī)械設(shè)備就位后，應(yīng)先測量夯錘落距，同時(shí)選取有效方案，避免夯擊過程出現(xiàn)偏差，保證每擊都能符合相關(guān)規(guī)定，如單擊夯擊能等。與此同時(shí)，對就位后的錘頂面標(biāo)高與地面標(biāo)高進(jìn)行測量，為夯坑深度計(jì)算提供便利。起重機(jī)就位后，將夯錘向預(yù)定高度起吊，并將脫鉤裝置開啟，等到夯錘脫鉤自行落下后，將吊鉤放下，進(jìn)行錘頂高程的測量。如兩擊無法滿足沉降需求，必須將石塊填實(shí)到夯坑內(nèi)，隨后連續(xù)夯擊。確保其符合施工規(guī)定后，方可停止夯擊作業(yè)。

第二階段，完成第一遍夯點(diǎn)施工后，在監(jiān)理工作者的監(jiān)督下，必須進(jìn)行夯坑回填、場地平整機(jī)地面抄平作業(yè)。隨后再次利用全站儀向施工場地內(nèi)進(jìn)行施工圖角點(diǎn)引測，并進(jìn)行坐標(biāo)控制。同時(shí)，可選用白灰進(jìn)行夯點(diǎn)標(biāo)識，該施工方式和第一階段相同。

第三階段，該階段為滿夯施工，不需要布設(shè)夯點(diǎn)及觀測夯沉量，只需要對夯擊數(shù)、夯錘落距等進(jìn)行有效控制。平底鑄鋼錘（2.4米）為本工程夯錘，25噸為夯錘重量。完成滿夯施工后，場地整平時(shí)，可選用推土機(jī)進(jìn)行施工，平整碾壓標(biāo)高必須符合施工規(guī)定。

3.6 質(zhì)量檢驗(yàn)

作為一個(gè)轉(zhuǎn)換能量的過程，整個(gè)強(qiáng)夯加固施工為確保強(qiáng)夯效果良好，必須做好質(zhì)量監(jiān)測工作。要求開始強(qiáng)夯施工前，必須對夯錘、落距進(jìn)行詳細(xì)檢查，保證單擊夯擊能量與設(shè)計(jì)規(guī)定相符。如夯錘應(yīng)用時(shí)間過長，將嚴(yán)重磨損其底面，進(jìn)而降低自身重量。同時(shí)落距與設(shè)計(jì)要求也存在誤差問題，這些都會(huì)對單擊夯擊能造成嚴(yán)重影響。與此同時(shí)，還應(yīng)對夯點(diǎn)放線的準(zhǔn)確性進(jìn)行校核，要求夯擊前必須復(fù)核夯點(diǎn)放線，結(jié)束夯實(shí)作業(yè)后，還需對夯坑位置進(jìn)行檢查，如出現(xiàn)問題，可及時(shí)處理。

完成強(qiáng)夯施工后，應(yīng)檢驗(yàn)或評價(jià)施工效果，保證地基土強(qiáng)夯施工后與設(shè)計(jì)要求相符。地基在強(qiáng)夯施工后，伴隨時(shí)間的不斷增加，其強(qiáng)度也將隨之不斷提升，此時(shí)，應(yīng)在一定時(shí)間后檢驗(yàn)地基質(zhì)量，可按照土的性質(zhì)確定間隔時(shí)間。一般選取原位測試法、室內(nèi)土工試驗(yàn)法進(jìn)行檢驗(yàn)。

4? ?結(jié)束語

綜上所述，濕陷性黃土地基是公路工程路基施工中常見的不良地質(zhì)，在一定壓力作用下，黃土因浸水等因素結(jié)構(gòu)被逐漸破壞進(jìn)而產(chǎn)生濕陷性，公路工程修建于濕陷性黃土地區(qū)，應(yīng)做好地基處理工作。強(qiáng)夯技術(shù)施工效率高，地基處理效果良好，能夠達(dá)到最佳路基加固作用。通過試驗(yàn)檢測可見，該施工方法具有良好加固效果，在消除黃土濕陷性的同時(shí)，還能進(jìn)一步增強(qiáng)黃土強(qiáng)度，對濕陷性黃土地基處理研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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