湿陷性黄土地基处理探讨

关键词：湿陷；黄土；地基；处理；探讨 

abstract: in this paper, combined with the practical work experience, through introducing the collapsible loess foundation three kinds of processing methods , combined with some data and experience in the project construction process, the authors sum up the collapsible loess foundation treatment construction, for the peer reference. 

key words: wet sinking ;loess; foundation; treatment; discussion 

中图分类号: tu7文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012） 

路基工程的施工质量在很大程度上会影响路面的平整度，从而影响公路行车安全性与舒适性。在高速公路地基的变形与稳定的沉降观测工作中，人们往往还要求对一些沉降异常路段作一些全面的分析，用以指导路堤填筑的施工进程，因而，对影响地基沉降的因素作一些研究就显得较为迫切。某道路大部分路基为轻微湿陷性黄土路基。黄土的湿陷性对工程的危害主要是浸水后产生不均匀沉降或突然沉陷，必需进行处理。湿陷性黄土路基处理主要有：强夯、冲击碾压、灰土挤密桩三种方式。现把我队施工过程中收集的各种技术数据、施工方法及工艺流程进行介绍，希望可以为以后类似工程施工提供参考。 

1 强夯施工 

1.1 强夯加固机理 

强夯加固地基是将一定重量的重锤以一定落距给予地基以冲击和振动，瞬间对地基土体施加一个巨大的冲击能量，使土体发生一系列的物理变化，如土体结构的破坏或排水固结、压密以及触变恢复等，使一定范围内的地基强度提高、孔隙挤密，从而达到增大地基承载力、压实度，消除湿陷性等目的。 

1.2 施工注意事项 

强夯施工时，以下几点应注意： 

1.2.1 夯击能大小必须满足设计要求。 

1.2.2 单点夯击次数满足下列条件：a.最后两击的平均夯沉量不大于50mm；b.夯坑周围地面不发生过大隆起；c.不因夯坑过深而发生提锤困难。 

1.3 强夯试验检测 

1.3.1 夯前试验检测。a.检测场地平整情况；b.检测夯锤的重量和锤底面积；c.取施工区土做击实试验，得到试验区黄土的最佳含水量和最大干密度；d.在施工区布设人工探井，深度为 8m，每个探井在 0.5m～8.0m 段每隔0.5m分别取一原状土样，进行室内常规土工试验和湿陷性试验，得到试验区黄土的各项数据指标；e.在施工区布设三个位置，进行连续动力触探（标准贯入）试验，试验深度为8m。 

1.3.2 夯击过程中试验检测。a.夯锤落距不小于规定值 16m，落点误差不得大于25cm（夯锤直径的0.1倍）；b.控制单位时间内夯击处理面积和夯击遍数间的间歇时间；c.最后两击的平均夯沉量不大于 50mm，低能级满夯搭接不得小于1/4 夯锤直径。 

1.3.3 夯后试验检测。同 1.3.1 中 c、d 两条，检测结果与夯前试验检测数据对比，确保处理结果满足验标及设计要求。 

1.4 强夯段施工中常见问题与解决方法 

强夯法处理黄土路基，施工过程中常见问题及其解决方法如下： 

1.4.1 处理深度达不到设计要求。处理深度达不到设计要求最常见原因是土的含水量偏大或偏小。当含水量偏大时采用的处理措施是对表土进行翻晒；当含水量偏小时采用的处理方法是洒水浸湿后再强夯。 

1.4.2 强夯表层土处理效果差。处理效果差的土层深度多发生在面层下1.0m左右。强夯过程中土体不但发生向下的压缩，而且产生侧向挤出，侧向挤出不但降低了夯击效率，还造成此处土的密实度降低。此问题可采用增大满夯能量的方法予以解决。 

2 冲击碾压施工 

2.1 冲击碾压加固机理 

冲击碾压法处理湿陷性黄土是采用三边或五边形“梅花轮子”来产生集中的冲击能量达到压实地基的目的。冲击压实机在重型工业拖车的牵引下以≥12km/h的速度向前碾压，当其一角立于地面，向前碾压时，另一侧轮短半径发重力加速度落至地面，产生巨大的冲击波，导致土的孔隙比发生变化，使土体均匀密实，从而降低土的渗透性。 

2.2 冲击碾压试验检测 

2.2.1 冲击碾压前检测。a.检测场地平整情况；b.取试验区土做击实试验，得到试验区黄土的最佳含水量和最大干密度；c.在冲击碾压区选三个横断面，分别于线路中线、距离左右边线1m三处布设人工探井，每个探井分别在0.6m、1.1m 处取一原状土样，进行室内常规土工试验和湿陷性试验，得到试验区黄土的各项试验数据；d.清表后，在冲击碾压试验区，进行静力触探和k30 试验。 

2.2.2 冲击碾压过程中检测。a.检测每遍冲击碾压速度；b.冲击碾压时，按要求进行沉降观测和表层土含水率、压实度检测。 

2.2.3 冲击碾压后检测。同 2.2.1 中 c、d 两条，检测结果与冲碾前试验检测数据对比，确保处理结果满足验标及设计要求。 

2.3 冲击碾压段施工中常见问题与解决方法 

冲击碾压法处理黄土路基，施工过程中常见问题及其解决方法如下： 

2.3.1 地表凹凸不平。地表凹凸不平，致使冲击压路机施工速度减慢，就会影响处理效果。解决办法可采用刮平机对施工路段多次整平。 

2.3.2 表层出现“橡皮土”。产生“橡皮土”现象是因为地基土中含水量过大造成。处理方法采用局部翻开晾晒，直至达到最佳含水量后再重新施工。 

3 灰土挤密桩施工 

3.1 灰土挤密桩加固机理 

灰土挤密桩是利用锤击打入或振动沉管的方法在土中形成桩孔，然后在桩孔中分层填入符合比例要求的灰土。在成孔和夯实填料的过程中，原来处于桩孔部位的土全部被挤入周围土体，通过这一挤密过程，从而彻底改变土层的湿陷性质并提高其承载力。其主要作用机理分三部分： 

3.1.1 机械打桩成孔横向加密土层，改善土体物理力学性能。 

3.1.2 灰土桩与桩间挤密土合成复合地基。 

3.1.3 石灰的脱水加固与胶凝加固作用，有助于地基土固结、提高地基强度。 

3.2 灰土挤密桩试验检测 

3.2.1 灰土挤密桩施工前检测。a.取试验区土做击实试验，得到试验区黄土的最佳含水量和最大干密度；b.在灰土挤密桩试验区选五个断面，分别于线路中线位置布设人工探井，深度为15m，每个探井在 1m～15m段每隔1m分别取一原状土样，进行室内常规土工试验和湿陷性试验，得到试验区黄土的各项试验数据；c. 在灰土挤密桩试验区，布设五个位置，进行静力触探试验。 

3.2.2 灰土挤密桩施工过程中检测。a.施工过程中按设计要求对石灰土的拌和质量进行检查；b.施工过程中对冲击成孔后的垂直度、孔径、孔深进行检测；c.施工过程中对夯锤落距，夯击回填灰土层顶高程、夯沉量进行检测。 

3.2.3 灰土挤密桩施工后检测。a.做 3.2.1 中 b、c 两条试验，与处理前进行数据对比，确保处理结果满足设计要求。b.灰土挤密桩施工结束一周后，选择试桩，进行平板荷载试验，检测复合地基承载力。 

3.3 灰土挤密桩段施工中常见问题与解决方法灰土挤密桩法处理黄土路基，施工过程中常见问题及其解决方法如下： 

3.3.1 挤密成孔困难，场地大面积出现缩孔、回淤、场地隆起等现象。造成此种工程质量问题的原因主要有：对场地岩土工程报告提供的地基土的物理力学指标及地层结构，没有进行仔细分析研究，场地土的含水量、饱和度等指标数值过高或场地中存在软弱层。这种情况属于地基处理方案选择不当。 

3.3.2 土或灰土挤密桩复合地基承载力低。造成此种工程质量问题的原因主要有：天然地基承载力本身过低，桩心距选取不合理，桩体回填料夯实质量差。地基土含水量过高，挤密效果差，挤密后桩周土形成的超孔隙水压力消散困难，导致承载力不升反降。 

4 结束语 

道路的建设是一项重大工程，湿陷性黄土路基处理方案的确定需要考虑相当多的因素，不但有技术上的，而且还有社会、经济上的，包括场地土层的特点，构筑物对承载力及变形的要求，施工工期，造价，技术可靠度，施工质量控制以及环境影响等诸多因素。 因此，对高速公路湿陷性黄土路基处理方案的优化选择，必须进行多目标的综合分析，在所考虑的目标中，既有定量的，也有定性的。定量目标中，有的越大越好，有的反之，有的评价标准不一样。有的指标带有模糊性。高速公路湿陷性黄土路基处理方案的比选不仅要有定量的计算方法，而且需要专家的实践经验、理论知识并将其量化，同时还应将不确定性及模糊因素的影响计入目标函数中，更好地反映客观实际。 用经典的数学方法来研究多目标评价问题，以明确的边界代替了实际上为模糊的界线，人为地夸大了相邻目标之间的差别。简单地量化得出的结果势必会损失一些中间信息，造成综合评价的偏差。 因此必须寻求一种建立在严格科学基础上的综合评价数学模型，以适应工程建设的实际需要。