贾红卫

（甘肃省平凉公路局，甘肃 平凉 744000）

0 引言

湿陷性黄土广泛的分布于我国西北、华东等地区[1-3]，其土质特性为：在干燥的条件下强度很高而且黄土的压缩性较低，但是当受水后，土的结构会迅速破坏，强度下降明显[4-6]。故在湿陷性黄土地区建设时，要对路基防水以及试用期间的不均匀沉降进行严格控制。

目前我国公路交通建设大力发展，在部分地区建设公路时对湿陷性黄土地基进行的处理主要方法有：土或灰土垫层、土桩或灰土桩、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸水法等[7]。

强夯法以其处理地基施工便利、速度快、效果好、造价低等优点在我国处理湿陷性黄土公路路基中应用广泛。

1 强夯法原理

本路段为Ⅲ级自重湿陷性黄土，经过现场实地考察，拟采用强夯法处理湿陷性黄土地基以提高地基承载力，强夯法处理湿陷性黄土地基的原理是利用重锤在一定高度下落的夯击能和冲击波的作用使得地基迅速固结的行之有效的方法，此方法对于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基加固有着显著的作用。

2 工程实践

2.1 工程概况

本段公路全长13.3 km，线路海拔在720～732m，施工工期在冬季，道路沿线属于温带大陆性气候，试验路段黄土主要为Ⅲ级自重湿陷性黄土，经现场测试及技术鉴定，采用强夯法对黄土路基进行改良。

2.2 湿陷性黄土路基强夯施工准备

（1）强夯施工前的调查，强夯法时利用重锤的重力势能对路基进行夯实，在进行夯实之前，先对路基周围的情况进行调查，该路段未发现地下埋设管道与电缆，道路两头有居民居住，由于在强夯施工时会产生很大的声响，在施工前与周围居民协商，并进行一定的赔偿，同时在施工过程中做好了隔音和地面隔振沟槽等措施，力求对周围居民的影响降到最低。在冲击压实压实机的行路上，清理好路上的碎石以及杂物，保证机器顺利通行。同时，由于施工在冬季，道路表面有动土存在，在强夯工作开始前，对路面动土进行清理，路基土中未发现大块砾石或孤石，冻土层下土层含水量较低，地下水位距离强夯点距离较远，并且在强夯过后禁止车辆通行扰动土体，保证强夯工作的工作质量。

（2）施工前的准备。在进行强夯工作之前，统筹安排现场已有的机器设备以及现场的施工人员，统筹安排之前，要对已有的机械设备进行全方面的检查、维护，以保证施工工作流程保证顺利进行。在进行强夯过程中，要保持路面的干燥，在施工过程中如果遇到雨雪天气，要对路面进行防水以及道路两旁排水措施。

2.3 场地土性参数

为了更好的便于施工和解决路基施工问题，对场地的土的参数进行检测，湿陷性黄土的颗粒组成见表1。

表1 湿陷性黄土的颗粒组成

表1 中，粗颗粒的矿物成分主要为石英和长石[9]，而表1中粘粒的矿物成分主要是伊利石等中等亲水性物质，而且在粘性土的矿物成分中有较多的水溶性盐，它们大多分布在各种颗粒的表面，且状态多呈现固态和半固态。湿陷性黄土的矿物组成部分见表2。

表2 矿物成分和水溶盐含量

黄土的一大特点是在粗颗粒表面会形成不同程度的胶结[10，11]，这是因为在黄土形成的初期，由于水分蒸发的作用，水分通过土空隙逐渐聚焦到较粗的颗粒的接触点，与此同时，细粉粒、粘粒和一些水溶性的盐也会聚集到粗颗粒表面。这就解释了为什么黄土会出现胶结作用。表3为室内试验测得的湿陷性黄土的各个土性参数。

表3 土性参数

3 夯击施工设计

本路段所采用锤重17 t、直径2.0m铸铁铁锤对黄土路基进行夯击，正方形布设进行3次强夯，第一次进行强夯完成后进行第二次强夯，同时为了避免强夯两次后出现未强夯点，进行第三次强夯，第三次强夯采用700 kN·m低夯击能进行强夯，第一次、第二次强夯时间间隔设为17 d，其安排的主要目的是为了保证强夯施工的质量，也是为了使得黄土的孔隙水压力消散，强夯施工夯点放样示意见图1。

图1 强夯施工夯点放样图

图1 为强夯施工的主夯点和主夯排，主夯点设为①、③、⑤、⑦、⑨，主夯排位 1、3、5、7 排，先对1排的①、③、⑤、⑦、⑨点进行强夯，之后对 3、5、7排的①、③、⑤、⑦、⑨点进行强夯，主夯点完成后，对副夯点进行夯击，先对2排的②、④、⑥、⑧点进行夯击，其次在对4、6排的②、④、⑥、⑧点进行夯击。以此完成夯击过程。

4 夯击施工检验

4.1 夯击累计沉降量

通过上述夯实之后，对各点的累计沉降量进行统计分析，本文主要以第1排的主夯点的沉降量为主进行分析，表4为第一排主夯点的沉降量数据。

表4 第1排主夯点累计沉降量

从表4中可看出，随着夯击次数的增加，第1排的主夯点①、③、⑤、⑦、⑨的累计沉降量也在增加，其中③号点的沉降量最大，达到了89 cm，为了更加直观的观察各个主夯点的沉降量变化，将表4中的数据绘制成夯击次数-累计沉降量的曲线，绘制结果见图2。

从图2中可以看出，随着强夯次数的增加，测点①、③、⑤、⑦、⑨的累计沉降量也在迅速增加，累计沉降量与强夯次数是成正比的。

图2 第1排主夯点累计沉降量变化曲线

4.2 强夯监测结果

通过对路基路面强夯之后路面开裂情况进行了监测，路基并未发现开裂沉降等破坏。且路面平整，压实度达到预期效果。

5 结语

强夯法对湿陷性黄土路基改善有很大的作用，其中如果黄土路基内部还有大块砾石、草块以及坚硬杂物等会对强夯产生很大的影响，由于强夯之间具有间歇性，对黄土路基的防水以及排水措施要做好。强夯法对比其他方法具有施工器械简单、操作难度小、工期短等优点，其加固效果也十分显著，不仅对路基表层土有更好的加固效果，对路基深层部分也有不同程度的加固。