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【摘 要】黄土是一种具有大孔隙和湿陷性的特殊粘性土，由于其特殊的工程性质，容易使路基产生垂直方向的局部塌陷和不均匀沉降，从而造成路面结构层断裂、裂缝，严重的还会导致路基大面积塌陷、桥梁等构造物基础的变形破坏，影响公路效益的发挥，缩短公路的使用寿命等。为了保证路基的工程质量，减少因黄土湿陷性所引起的路基、路面及各种小构造物的病害，邯长高速公路采用强夯法处理湿陷性黄土。
【关键词】强夯法；处理；湿陷性黄土；应用
Strong punner method handles wet sink loess roadbed technique research
Geng Li-ying
(Hebei Hancpunner superhighway administrative office Shexian Hebei 056400)
【Abstract】Loess is a kind to have a big hole and wet sink of special glue soil, because of it special engineering property, easily make the roadbed produced a perpendicular direction of part fall to sink to sink to decline with asymmetry, make the road surface structure layer split thus, crack, severity of will also make the roadbed big area fallen to sink, bridge etc. structure the breakage of the transforming of thing foundation, influence a highway performance of exertive, shorten the service life of highway etc. . For promising the engineering quality of roadbed, the decrease sinks roadbed, road surface and various disease of small structure thing that causes to harm because of the wet loess, Han long the superhighway adopt a strong Punner method to handle wet sink loess.
【Key words】Strong Punner method; Handle; Wet sink loess; Applied
1. 工程概况
邯长高速公路更乐至冀晋交界段，为河北省邯郸市通往山西省长治市高速公路的连接段。该路段及其连接线于2003年4月16日动工，于2004年12月18日建成通车。路线所经地区属于太行山东麓中低山区的涉县盆地，呈不规则的宽谷类型，周围为石灰岩低山（残丘）环抱清樟河、枯河、石河。据地质矿产部河北水文地质勘察设计院《地质灾害危险性评估报告》，工程沿线分布着较大范围的湿陷性黄土，总长约计5000m左右，黄土的湿陷性为本路段的主要工程地质灾害，为了保证路基的工程质量，减少因黄土湿陷性所引起的路基、路面及各种小构造物的病害，邯长高速公路采用强夯法处理湿陷性黄土。
2. 强夯的夯实机理
强夯是用起重机械或其他起重设备，将很重的夯锤掉至一定的高度，使其自由下落，其夯击效应使地基在冲击力作用下产生较大变形，从而使地基稳定并提高承载力。
3.现场强夯试验方案的选定
根据邯长高速公路设计标准、交通量大小、路基压实度及加固处理范围等要求，在第二合同段K9+132～K9+185处、第三合同段K14+980～K15+000处分别进行了强夯试验，分述如下：
方案一:选取K9+132～K9+185为强夯试验段，强夯部位为路基中线两侧原状土地面，该段处理面积1484m2。夯击参数：点夯夯击能2000KN•.m（夯锤重180KN，落距h=11.2m），满夯夯击能1000KN•m（夯锤重1000KN，落距h=10m），夯点间距4m。夯击终止标准：最后两击平均夯沉量不大于2cm，一遍点夯，一遍满夯。
方案二:选取K14+980～K15+000为强夯试验段，该段处理面积400m2，夯击参数：点夯夯击能2000KN•m（夯锤重180KN，落距h=11.2m），满夯夯击能1000KN•m（夯锤重1000KN，落距h=10m），夯点间距4.5m。夯击终止标准：最后两击平均夯沉量不大于2cm，一遍点夯，一遍满夯。
据室内重型击实试验，K14+980～K15+000段黄土的最佳含水量是13.2%，最大干密度1.82g/cm3，夯前用环刀在原地面标高下30cm取原样，夯后用环刀在夯实表面下取样， 方案一下夯后湿陷性黄土路基的压实度平均提高了23.16% ，另外随深度的增加，压实度增量逐渐加大，而达到一定深度后呈减小趋势。 方案二下夯后湿陷性黄土路基的压实度平均提高了21.5%。另外，压实度随深度增加而呈先增加后下降趋势。根据上述结果确定方案一作
为强夯处理湿陷性黄土的最终方案。
4. 强夯前后黄土的物理力学性能参数的变化
4.1 承载力。
强夯后，土体被强力挤密，孔隙率大幅度减小，承载力提高很大。为了测定强夯后路基土体承载力的增量，现场选取了6个路段分别对强夯前后的路基土体进行动力触探试验。夯后路基土体的测试是在夯间土（两个夯点之间的土）和夯点土上进行。强夯前4个测点的平均承载力为190kPa，强夯后为250kPa，承载力提高了31.6%。强夯后夯间土承载力平均值为102.5kPa，该值小于夯前土体承载力。这种现象是因为路基土体中的孔隙为空气和水充填，在夯击瞬间，冲击波在地基中传播，波能的一部分被土体吸收，对路基土体起到了加固作用，另一部分反射回来的波能则使夯间土表层变松，承载力下降。
根据对邯长高速公路路基第二、三合同段多处路段的强夯试验结果综合统计分析，可得出二个合同段的动力触探击数和入土深度的关系曲线分别如图1（a）、（b）所示，图中虚线为夯前土，实线为夯后土，从图中趋势可以看出夯实后，要获得相同的下降深度所需触探次数比夯实前要多出一倍左右，说明夯后承载力有大幅提高。
4.2 强夯前后黄土湿陷性的对比。
根据地质矿产部水文地质勘察院《地质灾害危险性评估报告》，按地理、地貌及工程地质状况，沿线路基共分为四个区（I、II、III、IV区），每个区内黄土的湿陷性等级又有所不同。参照《湿陷性黄土地区建造规范》（GB50025）（表1）来判定研究区段黄土湿陷等级结果如表2所示。
对K6+105、K9+385处路基土进行了室内湿陷试验和浸水载荷试验，试验结果与勘察报告比较，夯前路基湿陷性系数δs＝0.068，存在明显的湿陷性；强夯后地基的湿陷性系数δs＝0.0013，湿陷性完全消除，见图2。
5. 结论和建议
从以上可以看出强夯法处理湿陷性黄土地基使黄土的湿陷性得到了消除，并在一定深度范围内加固土体，从而使得在这一深度内土层的密实度、抗渗性以及强度指标等都能达到规定要求，强夯处理后地基的承载力满足要求。从邯长高速公路通车运营3年多来，路基没有产生垂直方向的局部塌陷和不均匀沉降，路基稳定，说明强夯处理湿陷性黄土所选方案合理，在现场施工中的应用效果良好，提高了施工效率，避免了对周围建筑物的损伤和不良影响，减少了施工成本，处理效果和安全性均较好。建议强夯施工前一定要先经过现场试验场地的夯击实验，才能达到造价合理、经济适用。
［文章编号］1006-7619（2008）11-20-658
［作者简介］耿丽英(1963.2- )，女，大学本科，高级工程师。
【关键词】强夯法；处理；湿陷性黄土；应用
Strong punner method handles wet sink loess roadbed technique research
Geng Li-ying
(Hebei Hancpunner superhighway administrative office Shexian Hebei 056400)
【Abstract】Loess is a kind to have a big hole and wet sink of special glue soil, because of it special engineering property, easily make the roadbed produced a perpendicular direction of part fall to sink to sink to decline with asymmetry, make the road surface structure layer split thus, crack, severity of will also make the roadbed big area fallen to sink, bridge etc. structure the breakage of the transforming of thing foundation, influence a highway performance of exertive, shorten the service life of highway etc. . For promising the engineering quality of roadbed, the decrease sinks roadbed, road surface and various disease of small structure thing that causes to harm because of the wet loess, Han long the superhighway adopt a strong Punner method to handle wet sink loess.
【Key words】Strong Punner method; Handle; Wet sink loess; Applied
1. 工程概况
邯长高速公路更乐至冀晋交界段，为河北省邯郸市通往山西省长治市高速公路的连接段。该路段及其连接线于2003年4月16日动工，于2004年12月18日建成通车。路线所经地区属于太行山东麓中低山区的涉县盆地，呈不规则的宽谷类型，周围为石灰岩低山（残丘）环抱清樟河、枯河、石河。据地质矿产部河北水文地质勘察设计院《地质灾害危险性评估报告》，工程沿线分布着较大范围的湿陷性黄土，总长约计5000m左右，黄土的湿陷性为本路段的主要工程地质灾害，为了保证路基的工程质量，减少因黄土湿陷性所引起的路基、路面及各种小构造物的病害，邯长高速公路采用强夯法处理湿陷性黄土。
2. 强夯的夯实机理
强夯是用起重机械或其他起重设备，将很重的夯锤掉至一定的高度，使其自由下落，其夯击效应使地基在冲击力作用下产生较大变形，从而使地基稳定并提高承载力。
3.现场强夯试验方案的选定
根据邯长高速公路设计标准、交通量大小、路基压实度及加固处理范围等要求，在第二合同段K9+132～K9+185处、第三合同段K14+980～K15+000处分别进行了强夯试验，分述如下：
方案一:选取K9+132～K9+185为强夯试验段，强夯部位为路基中线两侧原状土地面，该段处理面积1484m2。夯击参数：点夯夯击能2000KN•.m（夯锤重180KN，落距h=11.2m），满夯夯击能1000KN•m（夯锤重1000KN，落距h=10m），夯点间距4m。夯击终止标准：最后两击平均夯沉量不大于2cm，一遍点夯，一遍满夯。
方案二:选取K14+980～K15+000为强夯试验段，该段处理面积400m2，夯击参数：点夯夯击能2000KN•m（夯锤重180KN，落距h=11.2m），满夯夯击能1000KN•m（夯锤重1000KN，落距h=10m），夯点间距4.5m。夯击终止标准：最后两击平均夯沉量不大于2cm，一遍点夯，一遍满夯。
据室内重型击实试验，K14+980～K15+000段黄土的最佳含水量是13.2%，最大干密度1.82g/cm3，夯前用环刀在原地面标高下30cm取原样，夯后用环刀在夯实表面下取样， 方案一下夯后湿陷性黄土路基的压实度平均提高了23.16% ，另外随深度的增加，压实度增量逐渐加大，而达到一定深度后呈减小趋势。 方案二下夯后湿陷性黄土路基的压实度平均提高了21.5%。另外，压实度随深度增加而呈先增加后下降趋势。根据上述结果确定方案一作
为强夯处理湿陷性黄土的最终方案。
4. 强夯前后黄土的物理力学性能参数的变化
4.1 承载力。
强夯后，土体被强力挤密，孔隙率大幅度减小，承载力提高很大。为了测定强夯后路基土体承载力的增量，现场选取了6个路段分别对强夯前后的路基土体进行动力触探试验。夯后路基土体的测试是在夯间土（两个夯点之间的土）和夯点土上进行。强夯前4个测点的平均承载力为190kPa，强夯后为250kPa，承载力提高了31.6%。强夯后夯间土承载力平均值为102.5kPa，该值小于夯前土体承载力。这种现象是因为路基土体中的孔隙为空气和水充填，在夯击瞬间，冲击波在地基中传播，波能的一部分被土体吸收，对路基土体起到了加固作用，另一部分反射回来的波能则使夯间土表层变松，承载力下降。
根据对邯长高速公路路基第二、三合同段多处路段的强夯试验结果综合统计分析，可得出二个合同段的动力触探击数和入土深度的关系曲线分别如图1（a）、（b）所示，图中虚线为夯前土，实线为夯后土，从图中趋势可以看出夯实后，要获得相同的下降深度所需触探次数比夯实前要多出一倍左右，说明夯后承载力有大幅提高。
4.2 强夯前后黄土湿陷性的对比。
根据地质矿产部水文地质勘察院《地质灾害危险性评估报告》，按地理、地貌及工程地质状况，沿线路基共分为四个区（I、II、III、IV区），每个区内黄土的湿陷性等级又有所不同。参照《湿陷性黄土地区建造规范》（GB50025）（表1）来判定研究区段黄土湿陷等级结果如表2所示。
对K6+105、K9+385处路基土进行了室内湿陷试验和浸水载荷试验，试验结果与勘察报告比较，夯前路基湿陷性系数δs＝0.068，存在明显的湿陷性；强夯后地基的湿陷性系数δs＝0.0013，湿陷性完全消除，见图2。
5. 结论和建议
从以上可以看出强夯法处理湿陷性黄土地基使黄土的湿陷性得到了消除，并在一定深度范围内加固土体，从而使得在这一深度内土层的密实度、抗渗性以及强度指标等都能达到规定要求，强夯处理后地基的承载力满足要求。从邯长高速公路通车运营3年多来，路基没有产生垂直方向的局部塌陷和不均匀沉降，路基稳定，说明强夯处理湿陷性黄土所选方案合理，在现场施工中的应用效果良好，提高了施工效率，避免了对周围建筑物的损伤和不良影响，减少了施工成本，处理效果和安全性均较好。建议强夯施工前一定要先经过现场试验场地的夯击实验，才能达到造价合理、经济适用。
［文章编号］1006-7619（2008）11-20-658
［作者简介］耿丽英(1963.2- )，女，大学本科，高级工程师。