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摘要：分析湿陷性黄土的特点，选择适当的施工方法；结合临大二级公路施工中，对湿陷性黄土路基利用强夯处理软土，防止路基沉降的措施，进行施工方法的探讨。
关键词：湿陷性黄土；强夯处理
Abstract: Based on the analysis of the characteristics of collapsible loess, the selection of appropriate construction method; combining face big two stage highway constructions, on collapsible loess foundation by dynamic compaction in treatment of soft soil roadbed settlement, prevent measures, construction method.
Key words: collapsible loess; dynamic compaction
中图分类号：TU475+.3文献标识码：A 文章编号
前言：目前，在我国的高等级公路施工中，经常遇到湿陷性黄土软土路基。在覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土稱为湿陷性土，属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。
公路的路基施工中，强夯处理湿陷性黄土软土路基得到了进一步应用。
一、湿陷性黄土的特点所谓湿陷性黄土就是在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉的黄土。湿陷性黄土地基在天然状态下的密度（天然容重）低，单位体积内粘土颗粒含量少,孔隙率较大（一般为35％～65％）。土体的水稳定性极差，遇水会使土粒间的毛细水表面张力丧失，在土体中起骨架作用的晶体颗粒溶解，产生地基表面垂直沉陷，导致建筑物、构筑物的破坏。因此，在高速公路路基施工中，采取何种方案处理,必须优化方案、做经济比较、施工时间的比较，沉降值保证在规范值内，保证高速公路建成以后正常的运营年限，降低公路养护成本具有重大意义。
二、湿陷性黄土低级的湿陷等级及处理深度
1. 黄土地区场地的湿陷性类型按实测自重湿陷量或室内压缩试验累计的计算自重湿陷量判定。当实测或计算自重湿陷量不超过70mm时，应定为非自重湿陷性黄土场地；当实测或计算自重湿陷量超过70mm时，应定为自重湿陷性黄土场地。
2. 湿陷性黄土低级的湿陷等级，应根据基底下各层累计的总湿陷量和计算自重湿陷量的大小等因素按下表判定。
湿陷性黄土地基的湿陷等级
注：当300mm＜△S≤500 mm，70 mm＜△ZS ≤300 mm时，定为Ⅱ级；当500mm＜△S≤600 mm，300 mm＜△ZS ≤350 mm时，定为Ⅲ级
3. 高速公路和一级公路通过湿陷性黄土和压缩性较高的黄土地段时，可根据路堤填高、受水浸湿的可能性及湿陷后的危害程度和修复的难易程度，按下表确定湿陷性黄土地基的处理深度。
湿陷性黄土地基处理深度
注：与桥台相邻路基、高挡土墙路基（墙高大于6m）应消除地基的全部湿陷量或穿透全部湿陷性土层
三、处治方案
根据湿陷性黄土一般分布在表层，厚度一般在5~6m以内，采用强夯法进行处理可消除黄土的湿陷性。
（1）夯击能量
主、副夯宜采用2000KN·m夯击能量，满夯采用1000KN·m夯击能量。
（2）夯点布置
采用等边三角形布点，夯点间距为4.0m。满夯时彼此搭接1/4。
（3）夯击数和夯击遍数
单点夯击数和夯击遍数通过试夯确定。且同时满足下列条件：单点夯击次数一般按最后两击之差3~5cm控制，夯击遍数以夯坑周围地面不发生过大隆起，不因夯坑过深而发生起锤困难，不出现“翻浆”或“橡皮土”为宜。第一遍：主夯，按规定间距；第二遍：副夯，按规定间距在主夯点位中间穿插进行；第三遍：满夯，夯印彼此搭接1/4。
（4）间歇时间
间歇时间由试夯时孔隙水压力消散过程的观测资料来确定，对渗透性较差的地基间歇时间应长一些，对渗透性较好的地基间歇时间，一般采用3d。
四、强夯施工机理 湿陷性黄土主要最佳含水量不易控制，一般压路机碾压，无法使路基达到规定的密实度要求。
强夯法［3］是1969年法国Menard技术公司首创的一种地基加固方法，［4］这种方法是用巨锤(我国常用锤重为80～250kN，世界最大锤重为2000kN)从高处自由下落(落距一般为8～40m)对地基施加巨大的冲击能及冲击波，使土中出现很大的冲击应力，土体产生瞬间变形，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂缝，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性，而且还能改善砂类土抵抗振动液化的能力，消除湿陷性黄土的湿陷性。
五、施工季节的选择强夯的最不利季节为冬夏两季。夏季雨水多，土层中的水分不易析出，夯击时容易形成橡皮泥，无法达到最佳的密实效果。由于冬季土层容易冻结成硬块，使得冻块部分不能夯击密实，并且毛细水容易冻结成冰，不易析出蒸发，达不到很好的夯实效果。
强夯施工的最佳施工季节应选择干旱少雨的春、秋最佳，适合土壤中水分的析出和蒸发。
六、强夯施工工艺
1. 强夯施工步骤：
第一步：清除杂物，用平地机平整场地，并用压路机碾压。
第二步：夯点放样，用石灰标明第一遍夯点（主夯）的位置，并测量地面高程。
第三步：夯击就位，使夯锤对准夯点位置。
第四步：采用2000KN·m夯击能量控制，将夯锤起吊至预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，如锤顶倾斜，应及时将坑底整平。
第五步：重复步骤四，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯实。
第六步：现场记录，强夯施工时应对每一个夯点的夯击能量、夯击次数及夯沉量做好详细记录。
第七步：移动位置，进行下一个夯点的夯击，直至完成第一遍全部夯击。
第八步：主夯完成后，静置72h以上，用推土机将夯坑填平，压路机静压一遍，然后测量夯后的地面高程。
第九步：重新放线定位，按主夯的施工步骤进行第二遍（副夯）的夯击施工，副夯与主夯施工方法相同。
第十步：副夯完成后，静置72h以上，用推土机将夯坑填平，按规定进行最后一遍满夯，满夯采用1000kN· m夯击能量控制，夯锤单点1击，并且夯印彼此搭接1/4。强夯完成后，推土机整平，压路机静压一遍，然后测量场地高程。
2. 强夯施工过程的监测工作：
（1）开夯前应检查锤重和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求；
（2）在每遍夯击前，对夯点放样进行复核，夯完后检查行坑位置，发现偏差或漏夯及时纠正；
（3）按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。
3. 施工控制：施工过程中由专业人员对每次锤击深度进行测量，并对各项参数及施工情况进行详细记录。派专人察看现场，监理派人旁站，设专人做好记录。在纵向每打完10m左右，旁站监理用水准仪抽检一次锤击深度，检查与施工记录是否相符，并根据每次的锤击变化，了解填土高度及地基强度，认真做好强夯记录。
七、路基处理过程
1. 原地面
原地面处理主要是地表草皮、腐殖土的清除及耕地填前夯压密实。一般地段的地表腐殖土层较薄，路基清表可按地基清表层土能够碾压密实，并且表土中有机质含量不超過5%进行控制。清表土方集中堆放，工后用于边坡和中央分隔带绿化。
路基填前强夯工作面宽度，为路基坡脚外1m范围内，地表横坡缓于1∶5时，在清除地表草皮、腐殖土后，原地面可直接进行处理，然后进行路堤填筑。对于地面横坡陡于1∶5时，原地面开挖台阶，台阶宽度不小于2m，先填筑第一个台阶，使形成宽度不小有4m的工作平台后再进行强夯。基岩面上的覆盖层较薄时，宜先清除覆盖层再挖台阶。
2. 挖方路槽
对于挖方路槽进行强夯处理，处理宽度为路槽范围，同时对路槽不再进行超挖处理。挖方时预留出50cm（经试夯确定）的强夯沉降量，即比设计少挖一定深度。
4. 半填半挖路基
横向半填半挖路基：为保证填挖过渡段路基的稳定和路面平顺，避免严重的不均匀沉降，纵向填挖交界处，沿路基垂直方向开挖台阶，台阶宽度2.0m台阶底做成向内倾斜4.0%的坡度，并采用强夯进行处理，以消除路基填挖的差异沉降。
纵向填挖交界路基：填挖交界处设置15m过渡段，对于土质地段采用级配较好的砂类土、砾类土、碎石填筑，岩质地段过渡段采用填石路堤，并采用强夯处理，以消除路基填挖间的差异沉降。
5. 施工注意事项
①对于原地面坡度陡于1∶5，需开挖台阶的路段，开挖成宽度不小有2m的台阶，先填筑第一个台阶，形成宽度不小有4m的工作平台后再进行强夯。
②桥涵台背15m范围内不得进行强夯，15m以外采用夯击能1000KN·m进行强夯，25m以外按正常路段强夯；暗桥涵顶部一般不宜强夯，必须采用时，可在拱顶填高大于8m时，用夯击能1000KN·m进行强夯。强夯路段横向距民房25m内时，不得采用强夯。
③密切注意夯击中的异常变化，在构造物顶面强夯作业时，加强观察，一旦发现危及构造物的安全时立即停打，通知总监办、建管处、设计人员研究处理。
④强夯前，查明场地范围内的地下构造物和各种地下管线（尤其是通讯电缆）的位置及标高，并采取必要的措施，以免强夯施工而造成损坏。
八、结语
强夯处理不但在湿陷性黄土的软土路基上得到了很好应用，而且为了防止高填方路基下沉，在路基填筑过程中也得到了很好的应用。
关键词：湿陷性黄土；强夯处理
Abstract: Based on the analysis of the characteristics of collapsible loess, the selection of appropriate construction method; combining face big two stage highway constructions, on collapsible loess foundation by dynamic compaction in treatment of soft soil roadbed settlement, prevent measures, construction method.
Key words: collapsible loess; dynamic compaction
中图分类号：TU475+.3文献标识码：A 文章编号
前言：目前，在我国的高等级公路施工中，经常遇到湿陷性黄土软土路基。在覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土稱为湿陷性土，属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。
公路的路基施工中，强夯处理湿陷性黄土软土路基得到了进一步应用。
一、湿陷性黄土的特点所谓湿陷性黄土就是在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉的黄土。湿陷性黄土地基在天然状态下的密度（天然容重）低，单位体积内粘土颗粒含量少,孔隙率较大（一般为35％～65％）。土体的水稳定性极差，遇水会使土粒间的毛细水表面张力丧失，在土体中起骨架作用的晶体颗粒溶解，产生地基表面垂直沉陷，导致建筑物、构筑物的破坏。因此，在高速公路路基施工中，采取何种方案处理,必须优化方案、做经济比较、施工时间的比较，沉降值保证在规范值内，保证高速公路建成以后正常的运营年限，降低公路养护成本具有重大意义。
二、湿陷性黄土低级的湿陷等级及处理深度
1. 黄土地区场地的湿陷性类型按实测自重湿陷量或室内压缩试验累计的计算自重湿陷量判定。当实测或计算自重湿陷量不超过70mm时，应定为非自重湿陷性黄土场地；当实测或计算自重湿陷量超过70mm时，应定为自重湿陷性黄土场地。
2. 湿陷性黄土低级的湿陷等级，应根据基底下各层累计的总湿陷量和计算自重湿陷量的大小等因素按下表判定。
湿陷性黄土地基的湿陷等级
注：当300mm＜△S≤500 mm，70 mm＜△ZS ≤300 mm时，定为Ⅱ级；当500mm＜△S≤600 mm，300 mm＜△ZS ≤350 mm时，定为Ⅲ级
3. 高速公路和一级公路通过湿陷性黄土和压缩性较高的黄土地段时，可根据路堤填高、受水浸湿的可能性及湿陷后的危害程度和修复的难易程度，按下表确定湿陷性黄土地基的处理深度。
湿陷性黄土地基处理深度
注：与桥台相邻路基、高挡土墙路基（墙高大于6m）应消除地基的全部湿陷量或穿透全部湿陷性土层
三、处治方案
根据湿陷性黄土一般分布在表层，厚度一般在5~6m以内，采用强夯法进行处理可消除黄土的湿陷性。
（1）夯击能量
主、副夯宜采用2000KN·m夯击能量，满夯采用1000KN·m夯击能量。
（2）夯点布置
采用等边三角形布点，夯点间距为4.0m。满夯时彼此搭接1/4。
（3）夯击数和夯击遍数
单点夯击数和夯击遍数通过试夯确定。且同时满足下列条件：单点夯击次数一般按最后两击之差3~5cm控制，夯击遍数以夯坑周围地面不发生过大隆起，不因夯坑过深而发生起锤困难，不出现“翻浆”或“橡皮土”为宜。第一遍：主夯，按规定间距；第二遍：副夯，按规定间距在主夯点位中间穿插进行；第三遍：满夯，夯印彼此搭接1/4。
（4）间歇时间
间歇时间由试夯时孔隙水压力消散过程的观测资料来确定，对渗透性较差的地基间歇时间应长一些，对渗透性较好的地基间歇时间，一般采用3d。
四、强夯施工机理 湿陷性黄土主要最佳含水量不易控制，一般压路机碾压，无法使路基达到规定的密实度要求。
强夯法［3］是1969年法国Menard技术公司首创的一种地基加固方法，［4］这种方法是用巨锤(我国常用锤重为80～250kN，世界最大锤重为2000kN)从高处自由下落(落距一般为8～40m)对地基施加巨大的冲击能及冲击波，使土中出现很大的冲击应力，土体产生瞬间变形，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂缝，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性，而且还能改善砂类土抵抗振动液化的能力，消除湿陷性黄土的湿陷性。
五、施工季节的选择强夯的最不利季节为冬夏两季。夏季雨水多，土层中的水分不易析出，夯击时容易形成橡皮泥，无法达到最佳的密实效果。由于冬季土层容易冻结成硬块，使得冻块部分不能夯击密实，并且毛细水容易冻结成冰，不易析出蒸发，达不到很好的夯实效果。
强夯施工的最佳施工季节应选择干旱少雨的春、秋最佳，适合土壤中水分的析出和蒸发。
六、强夯施工工艺
1. 强夯施工步骤：
第一步：清除杂物，用平地机平整场地，并用压路机碾压。
第二步：夯点放样，用石灰标明第一遍夯点（主夯）的位置，并测量地面高程。
第三步：夯击就位，使夯锤对准夯点位置。
第四步：采用2000KN·m夯击能量控制，将夯锤起吊至预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，如锤顶倾斜，应及时将坑底整平。
第五步：重复步骤四，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯实。
第六步：现场记录，强夯施工时应对每一个夯点的夯击能量、夯击次数及夯沉量做好详细记录。
第七步：移动位置，进行下一个夯点的夯击，直至完成第一遍全部夯击。
第八步：主夯完成后，静置72h以上，用推土机将夯坑填平，压路机静压一遍，然后测量夯后的地面高程。
第九步：重新放线定位，按主夯的施工步骤进行第二遍（副夯）的夯击施工，副夯与主夯施工方法相同。
第十步：副夯完成后，静置72h以上，用推土机将夯坑填平，按规定进行最后一遍满夯，满夯采用1000kN· m夯击能量控制，夯锤单点1击，并且夯印彼此搭接1/4。强夯完成后，推土机整平，压路机静压一遍，然后测量场地高程。
2. 强夯施工过程的监测工作：
（1）开夯前应检查锤重和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求；
（2）在每遍夯击前，对夯点放样进行复核，夯完后检查行坑位置，发现偏差或漏夯及时纠正；
（3）按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。
3. 施工控制：施工过程中由专业人员对每次锤击深度进行测量，并对各项参数及施工情况进行详细记录。派专人察看现场，监理派人旁站，设专人做好记录。在纵向每打完10m左右，旁站监理用水准仪抽检一次锤击深度，检查与施工记录是否相符，并根据每次的锤击变化，了解填土高度及地基强度，认真做好强夯记录。
七、路基处理过程
1. 原地面
原地面处理主要是地表草皮、腐殖土的清除及耕地填前夯压密实。一般地段的地表腐殖土层较薄，路基清表可按地基清表层土能够碾压密实，并且表土中有机质含量不超過5%进行控制。清表土方集中堆放，工后用于边坡和中央分隔带绿化。
路基填前强夯工作面宽度，为路基坡脚外1m范围内，地表横坡缓于1∶5时，在清除地表草皮、腐殖土后，原地面可直接进行处理，然后进行路堤填筑。对于地面横坡陡于1∶5时，原地面开挖台阶，台阶宽度不小于2m，先填筑第一个台阶，使形成宽度不小有4m的工作平台后再进行强夯。基岩面上的覆盖层较薄时，宜先清除覆盖层再挖台阶。
2. 挖方路槽
对于挖方路槽进行强夯处理，处理宽度为路槽范围，同时对路槽不再进行超挖处理。挖方时预留出50cm（经试夯确定）的强夯沉降量，即比设计少挖一定深度。
4. 半填半挖路基
横向半填半挖路基：为保证填挖过渡段路基的稳定和路面平顺，避免严重的不均匀沉降，纵向填挖交界处，沿路基垂直方向开挖台阶，台阶宽度2.0m台阶底做成向内倾斜4.0%的坡度，并采用强夯进行处理，以消除路基填挖的差异沉降。
纵向填挖交界路基：填挖交界处设置15m过渡段，对于土质地段采用级配较好的砂类土、砾类土、碎石填筑，岩质地段过渡段采用填石路堤，并采用强夯处理，以消除路基填挖间的差异沉降。
5. 施工注意事项
①对于原地面坡度陡于1∶5，需开挖台阶的路段，开挖成宽度不小有2m的台阶，先填筑第一个台阶，形成宽度不小有4m的工作平台后再进行强夯。
②桥涵台背15m范围内不得进行强夯，15m以外采用夯击能1000KN·m进行强夯，25m以外按正常路段强夯；暗桥涵顶部一般不宜强夯，必须采用时，可在拱顶填高大于8m时，用夯击能1000KN·m进行强夯。强夯路段横向距民房25m内时，不得采用强夯。
③密切注意夯击中的异常变化，在构造物顶面强夯作业时，加强观察，一旦发现危及构造物的安全时立即停打，通知总监办、建管处、设计人员研究处理。
④强夯前，查明场地范围内的地下构造物和各种地下管线（尤其是通讯电缆）的位置及标高，并采取必要的措施，以免强夯施工而造成损坏。
八、结语
强夯处理不但在湿陷性黄土的软土路基上得到了很好应用，而且为了防止高填方路基下沉，在路基填筑过程中也得到了很好的应用。