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河南省弘阳高速公路有限公司 河南三门峡 472000
摘要：在高速公路的施工中，在高速公路的施工中，路基施工是一个施工要点。由于湿陷性黄土具有较低的承载力，容易产生沉降变形，必须对其进行加固处理。强夯处理法是对实践性黄土地区路基加固的一种主要技术。本文结合工程实例，对强夯施工技术及其优缺点进行了简要的介绍，并对高速公路实现性黄土地区路基强夯施工技术的施工过程和要点进行了分析。
关键词：高速公路；湿陷性黄土；强夯施工技术
强夯法又称为动力固结法，高速公路实践性黄土地区的路基处理中应用得比较广泛，在当前我国的深层地基处理方法中，强夯法具有应用范围广、施工较为经济的特点。经过强夯技术处理之后，湿陷性黄土地区的路基能够得到不同程度的加固，从而保障高速公路行车的安全性。
1.路基强夯施工技术及其特点
本文以某高速公路的某路段为例，该路段为湿陷性黄土地区，施工区段超过两千米。该路段地处黄土高原，地势比较平坦，主要施工方法为钱挖和填方。该地区的土质结构致密、比较均匀，基本为浅黄色粉质低液限粘土，其中还有少量的蜗牛壳碎片和钙质结核。土壤的塑性指数约为12.6至15.6，呈硬塑状态。
1.1强夯施工技术
在本次高速公路湿陷性黄土地区，路基施工中主要使用的是强夯施工技术。强夯施工技术主要是利用起重机械，将夯锤吊到一定的高度，再使其呈自由落体落下，从而用强大的冲击能量对地基进行夯击。使地基中产生冲击应力和冲击波，从而实现土地孔隙的压缩和局部液化。这样一来，土体中就会形成排水通道，将空气中的气体和水分排出，重新排列土体，从而使土体达到固结的目的，使湿陷性黄土的地基承载力得到提高。一般情况下夯锤的重量能够达到100至400千牛，起吊高度能够达到10至25米。当前在我国的高速公路湿陷性黄土地区的路基处理施工中，强夯技术的应用最为广泛。其能够在极短的时间内用巨大的冲击能量来冲击地基土体，土体在这个作用下会产生物理变化，包括触变恢复、排水固结压密、土体结构液化或破坏等，从而使土体的孔隙挤密，消除黄土的湿陷性，提高地基的强度[1]。
1.2强夯施工技术的优点
①工艺简单，施工设备简便。在高速公路的施工中，使用强夯施工技术只需配备一台重锤和一台起重机，而且强夯施工技术的工艺也比较简单，操作比较简便，比较容易进行施工管理，也能够比较容易地进行质量控制。
②施工速度快、效率高。
③具有良好的加固效果。高速公路的湿陷性黄土路基经过强夯处理之后，其压缩性可降低2至10倍，其强度可以提高2至5倍。强夯的加固影响深度最高能够达到10米，施工期间的成交量能够达到百分之六十至九十的设计荷载沉降量，能够使湿陷性的湿陷等级降低，甚至完全消除湿陷性黄土的湿陷性。
④适用范围广。在高速公路施工中，以湿陷性黄土为代表的软弱地基均可以使用强夯施工技术进行施工，在碎石料填土地基中也能够使用强夯施工技术[2]。
1.3强夯施工技术的缺点
强化施工技术最大的缺点在于夯锤会产生巨大的冲击波和冲击能，对地基表面进行反复的夯击，从而产生巨大的振动波和噪音，对施工现场周围的居民正常生活和建筑物的安全均会产生一定的影响。因此，在施工现场60米范围内的建筑必须加挖隔震沟，避免对周边建筑造成损坏。
2.强夯施工技术的施工工艺
2.1强夯施工的原理
在高速公路的湿陷性黄土地区施工中，由于湿陷性黄土具有松散多孔、垂直打孔的结构，土颗粒之间的凝聚力一旦遇水就会消失或者降低，这也造成了黄土的湿陷性。水和压力是发生湿陷的两个外部条件，因此必须对湿陷性黄土的路基进行施工处理。通过强夯法能够对土体的结构和性质进行改善，减少土体的压缩性和渗水性，从而对其湿陷性进行控制。在重锤的冲击下土地颗粒之间会产生位移或者造成土体颗粒的破碎，破坏了原来的微结构，空气中的气体被排出，从而使湿陷性黄土形成比较密实的土体结构[3]。
2.2做好施工的准备工作
强夯施工的准备工作包括设置计划进度、施工总平面布置、强夯方法的选择、起重机行走路线的制定、人员组织、机具选择等等，要做好强夯施工组织设计的编制工作。在进行地基处理之前，要对地基范围内的墓穴、废弃窑洞、水井、洞穴、沟壕进行排查，并采取相应的措施，以免影响强夯施工。为了保障强悍效果，要将高速公路表面的腐殖土层和草皮清除掉，并且将翻浆涂层和淤泥挖出，如果路段中存在积水，还要进行排水处理，并翻松土体进行晾晒。工程技术人员要对排水设施进行排查和完善，为了使雨水能够及时排出，应该将临时排水沟设置在强夯区的四周。如果高速公路施工中地形存在较大的起伏，还要对地形进行平整，这样才能使用振动压路机进行充分的压实，保障强夯的效果。
2.3采集数据
主要是对公路施工现场不同深度处原状土的湿陷性技术、地基承载力、天然含水量、天然密度进行采集，并且做好土体的液塑限试验。要以不同的夯击次数和夯击能为基础来对地基进行处理。要分别选取土样进行密实度试验和固结实验，了解不同深度处土体的地基承载力。要以实验数据为依据来决定合理的夯击沉量和夯击数，以及应该达到的承载力和干密度。在数据采集阶段要制定施工的控制指标，主要包括承载力、干密度、最佳夯击数对应的夯击沉量等等[4]。
3.路段施工的强夯实验
根据设计图纸选择合适的试验路段，从而确定黄土湿陷的等级，以设计图纸为依据，对强夯试验段进行夯击次数和夯击能的实验施工。进行实验施工的主要目的是判断在不同夯击次数和不同夯击能的前提下，不同深度土的夯沉量、湿陷系数、含水量、地基承载力和干密度，并判断消除湿陷的深度以及是否能够消除湿陷。这样才能将合适的施工工艺和施工机械选择出来，并对高程和总沉降量进行详细的记录。
要根据土质的均匀性、地基的复杂程度以及设计要求来决定试夯点的数量。如果同一路段的土质存在明显的差异，就要分别进行试夯。在试夯时必须对每一个夯击次数的夯沉量进行精确的测量。结束试夯之后，在夯前原地面上每隔0.5至1米深就要取一次土样，直至其下4米深处。要通过试验来确定土的湿陷系数和干密度，如有需要还可以进行原位测试或者静载试验。如果试夯中发现与设计要求存在较大的差距，要对夯点间距、夯击次数、落距和夯锤质量进行调整，然后进行重新试夯。要在试夯中得出不同夯击能对于不同深度的湿陷性黄土的作用，从而将施工参数提供出来，保障强夯方案的经济合理性和技术先进性。要按照相应的试夯结果，将夯沉量和夯击次数的关系曲线图绘制出来，以此作为最后的夯沉量和夯击次数。在达到了预期的夯击效果之后不要继续进行夯击，以免夯松表层土，难以增大湿陷性的消除深度。
4.结语
在高速公路的施工中，湿陷性黄土往往造成路基的承载力较低以及不规则沉降等问题，必须对其进行有效的处理。强夯施工技术在高速公路湿陷性黄土地区应用的比较广泛，也取得了良好的地基处理效果，对路基的深层和浅层都进行了不同程度的加固。在应用强夯施工技术时要了解强夯施工技术的优缺点，做好试夯工作，切实有效地提高高速公路湿陷性黄土地区路基强夯施工技术的施工效果。
参考文献：
[1] 雷胜友，李志远，王吉庆，刘昭.含水量对非饱和黄土强度的影响（英文）[J].交通运输工程学报.2012（01）
[2] 李建辉.浅谈湿陷性黄土地区路基施工控制要点及处理方法[J].甘肃科技.2010（08）
[3] 吴延兵.公路施工中路基加固的几种方法[J].中国产业.2012（09）
[4] 宋艳荣.浅析公路施工中路基加固技术的要点[J].黑龙江科学.2014（03）
摘要：在高速公路的施工中，在高速公路的施工中，路基施工是一个施工要点。由于湿陷性黄土具有较低的承载力，容易产生沉降变形，必须对其进行加固处理。强夯处理法是对实践性黄土地区路基加固的一种主要技术。本文结合工程实例，对强夯施工技术及其优缺点进行了简要的介绍，并对高速公路实现性黄土地区路基强夯施工技术的施工过程和要点进行了分析。
关键词：高速公路；湿陷性黄土；强夯施工技术
强夯法又称为动力固结法，高速公路实践性黄土地区的路基处理中应用得比较广泛，在当前我国的深层地基处理方法中，强夯法具有应用范围广、施工较为经济的特点。经过强夯技术处理之后，湿陷性黄土地区的路基能够得到不同程度的加固，从而保障高速公路行车的安全性。
1.路基强夯施工技术及其特点
本文以某高速公路的某路段为例，该路段为湿陷性黄土地区，施工区段超过两千米。该路段地处黄土高原，地势比较平坦，主要施工方法为钱挖和填方。该地区的土质结构致密、比较均匀，基本为浅黄色粉质低液限粘土，其中还有少量的蜗牛壳碎片和钙质结核。土壤的塑性指数约为12.6至15.6，呈硬塑状态。
1.1强夯施工技术
在本次高速公路湿陷性黄土地区，路基施工中主要使用的是强夯施工技术。强夯施工技术主要是利用起重机械，将夯锤吊到一定的高度，再使其呈自由落体落下，从而用强大的冲击能量对地基进行夯击。使地基中产生冲击应力和冲击波，从而实现土地孔隙的压缩和局部液化。这样一来，土体中就会形成排水通道，将空气中的气体和水分排出，重新排列土体，从而使土体达到固结的目的，使湿陷性黄土的地基承载力得到提高。一般情况下夯锤的重量能够达到100至400千牛，起吊高度能够达到10至25米。当前在我国的高速公路湿陷性黄土地区的路基处理施工中，强夯技术的应用最为广泛。其能够在极短的时间内用巨大的冲击能量来冲击地基土体，土体在这个作用下会产生物理变化，包括触变恢复、排水固结压密、土体结构液化或破坏等，从而使土体的孔隙挤密，消除黄土的湿陷性，提高地基的强度[1]。
1.2强夯施工技术的优点
①工艺简单，施工设备简便。在高速公路的施工中，使用强夯施工技术只需配备一台重锤和一台起重机，而且强夯施工技术的工艺也比较简单，操作比较简便，比较容易进行施工管理，也能够比较容易地进行质量控制。
②施工速度快、效率高。
③具有良好的加固效果。高速公路的湿陷性黄土路基经过强夯处理之后，其压缩性可降低2至10倍，其强度可以提高2至5倍。强夯的加固影响深度最高能够达到10米，施工期间的成交量能够达到百分之六十至九十的设计荷载沉降量，能够使湿陷性的湿陷等级降低，甚至完全消除湿陷性黄土的湿陷性。
④适用范围广。在高速公路施工中，以湿陷性黄土为代表的软弱地基均可以使用强夯施工技术进行施工，在碎石料填土地基中也能够使用强夯施工技术[2]。
1.3强夯施工技术的缺点
强化施工技术最大的缺点在于夯锤会产生巨大的冲击波和冲击能，对地基表面进行反复的夯击，从而产生巨大的振动波和噪音，对施工现场周围的居民正常生活和建筑物的安全均会产生一定的影响。因此，在施工现场60米范围内的建筑必须加挖隔震沟，避免对周边建筑造成损坏。
2.强夯施工技术的施工工艺
2.1强夯施工的原理
在高速公路的湿陷性黄土地区施工中，由于湿陷性黄土具有松散多孔、垂直打孔的结构，土颗粒之间的凝聚力一旦遇水就会消失或者降低，这也造成了黄土的湿陷性。水和压力是发生湿陷的两个外部条件，因此必须对湿陷性黄土的路基进行施工处理。通过强夯法能够对土体的结构和性质进行改善，减少土体的压缩性和渗水性，从而对其湿陷性进行控制。在重锤的冲击下土地颗粒之间会产生位移或者造成土体颗粒的破碎，破坏了原来的微结构，空气中的气体被排出，从而使湿陷性黄土形成比较密实的土体结构[3]。
2.2做好施工的准备工作
强夯施工的准备工作包括设置计划进度、施工总平面布置、强夯方法的选择、起重机行走路线的制定、人员组织、机具选择等等，要做好强夯施工组织设计的编制工作。在进行地基处理之前，要对地基范围内的墓穴、废弃窑洞、水井、洞穴、沟壕进行排查，并采取相应的措施，以免影响强夯施工。为了保障强悍效果，要将高速公路表面的腐殖土层和草皮清除掉，并且将翻浆涂层和淤泥挖出，如果路段中存在积水，还要进行排水处理，并翻松土体进行晾晒。工程技术人员要对排水设施进行排查和完善，为了使雨水能够及时排出，应该将临时排水沟设置在强夯区的四周。如果高速公路施工中地形存在较大的起伏，还要对地形进行平整，这样才能使用振动压路机进行充分的压实，保障强夯的效果。
2.3采集数据
主要是对公路施工现场不同深度处原状土的湿陷性技术、地基承载力、天然含水量、天然密度进行采集，并且做好土体的液塑限试验。要以不同的夯击次数和夯击能为基础来对地基进行处理。要分别选取土样进行密实度试验和固结实验，了解不同深度处土体的地基承载力。要以实验数据为依据来决定合理的夯击沉量和夯击数，以及应该达到的承载力和干密度。在数据采集阶段要制定施工的控制指标，主要包括承载力、干密度、最佳夯击数对应的夯击沉量等等[4]。
3.路段施工的强夯实验
根据设计图纸选择合适的试验路段，从而确定黄土湿陷的等级，以设计图纸为依据，对强夯试验段进行夯击次数和夯击能的实验施工。进行实验施工的主要目的是判断在不同夯击次数和不同夯击能的前提下，不同深度土的夯沉量、湿陷系数、含水量、地基承载力和干密度，并判断消除湿陷的深度以及是否能够消除湿陷。这样才能将合适的施工工艺和施工机械选择出来，并对高程和总沉降量进行详细的记录。
要根据土质的均匀性、地基的复杂程度以及设计要求来决定试夯点的数量。如果同一路段的土质存在明显的差异，就要分别进行试夯。在试夯时必须对每一个夯击次数的夯沉量进行精确的测量。结束试夯之后，在夯前原地面上每隔0.5至1米深就要取一次土样，直至其下4米深处。要通过试验来确定土的湿陷系数和干密度，如有需要还可以进行原位测试或者静载试验。如果试夯中发现与设计要求存在较大的差距，要对夯点间距、夯击次数、落距和夯锤质量进行调整，然后进行重新试夯。要在试夯中得出不同夯击能对于不同深度的湿陷性黄土的作用，从而将施工参数提供出来，保障强夯方案的经济合理性和技术先进性。要按照相应的试夯结果，将夯沉量和夯击次数的关系曲线图绘制出来，以此作为最后的夯沉量和夯击次数。在达到了预期的夯击效果之后不要继续进行夯击，以免夯松表层土，难以增大湿陷性的消除深度。
4.结语
在高速公路的施工中，湿陷性黄土往往造成路基的承载力较低以及不规则沉降等问题，必须对其进行有效的处理。强夯施工技术在高速公路湿陷性黄土地区应用的比较广泛，也取得了良好的地基处理效果，对路基的深层和浅层都进行了不同程度的加固。在应用强夯施工技术时要了解强夯施工技术的优缺点，做好试夯工作，切实有效地提高高速公路湿陷性黄土地区路基强夯施工技术的施工效果。
参考文献：
[1] 雷胜友，李志远，王吉庆，刘昭.含水量对非饱和黄土强度的影响（英文）[J].交通运输工程学报.2012（01）
[2] 李建辉.浅谈湿陷性黄土地区路基施工控制要点及处理方法[J].甘肃科技.2010（08）
[3] 吴延兵.公路施工中路基加固的几种方法[J].中国产业.2012（09）
[4] 宋艳荣.浅析公路施工中路基加固技术的要点[J].黑龙江科学.2014（03）