湿陷性黄土地基处理（强夯法）

湿陷性黄土地基处理（强夯法）

梁金山1 ,孙文强2 ,李嘉3

中国建筑第八工程局有限公司西北分公司  陕西省西安市 710000

摘要：建设项目中如果遇到湿陷性黄土，会由于土层的不均匀沉降，导致项目建筑物本身、室外道路及地坪等受到干扰，发生局部下沉与裂缝等情况。为克服此种土体带来的建设风险，需对地基加固处理，以消除处理深度范围内土质的湿陷性。基于此，本文章简单介绍了湿陷性黄土，并结合西安咸阳国际机场三期扩建工程货运区工程东货运区施工总承包项目具体情况，探讨了强夯法在湿陷性黄土地基处理中的应用，从而保证强夯法的应用价值，以供讨论参考。

关键词：强夯法；湿陷性；黄土地基

引言：近几年，全国基础建设工作迅猛发展，而建设过程中遇到的地质问题极其复杂。湿陷性黄土被水浸湿，地基土强度会被严重减弱，出现明显沉陷现象，影响施工质量和安全。强夯法是对湿陷性黄土地基较为有效的处理方法，近年来得到了很好的推广应用，并且都取得了良好的技术经济效果，为国家节省了巨额基础工程费用。

1. 湿陷性黄土概述

从本质上分析，湿陷性黄土主要是由小颗粒骨架构成，处于干燥或者是半干燥环境下，小颗粒骨架之间的黏结性比较低，形成了大小、形状不同的孔隙，所以湿陷性黄土也被称为大孔土。黄土在被水浸湿之后，就会变得更加松散，在很大程度上减小了土体强度，甚至失去稳定性，从而导致土体结构出现下沉或是被破坏，为工程建设埋下严重的安全隐患。针对湿陷性黄土地基的处理，必须达到的基本要求就是破坏湿陷性黄土原来的大孔结构，重新塑造土体结构，优化土体物理性质，增强土体结构的承载力与稳定性[1-2]。

2. 强夯法处理湿陷性黄土地基的机理

因土层中的可压缩气孔较多，受到一定的夯击能与冲击波影响，土体便会出现沉降，土体实际的结构也会被破坏，局部还可能会产生明显的液化情况，夯击点周边易出现裂缝，使得水压力逐步的消散，黏土也会体现出实际的蠕变性，夯击的过程中，土体强度明显提升。从宏观的层面上分析，加固区域的土体一旦受到应力波以及冲击波的作用，土体的密度便会明显提高，强度也会随之提升；从微观层面上分析，冲击波的影响之下，土体微观结构易产生明显的变化，颗粒重新排列，从而体现出相对饱满以及密实的状态，强度也会随之提高。

3. 湿陷性黄土地基的强夯法处理分析

3.1处理方案设计

本项目强夯法施工范围为室外道路及地坪局部地基处理，黄土湿陷性等级为Ⅳ级，处理深度为4m。选择强夯法应当提前设定诸多要素参数。以单点夯击为例，其产生的效能关系到加固深度及施工效果，越接近锤体的土层加固处理效果越佳，相应的施工强度及承载力改善效果越明显。另外，夯击产生的能量和锤体自重及起吊高度有关，如果夯击能量不适宜，会对项目质量产生负面影响。因此，需结合土层物理力学设定符合施工标准的最高夯击能量。在项目的参数设定上，包括间隔距离及夯击时间等。具体来讲，首先，强夯作业的范围。基于最新的相关建筑标准，此项目需要实施强夯处理的地基为室外区，选择点夯1500kN·m 与 满夯1000kN·m 夯击能的处理规格。其次，夯击参数。实际确定的夯击参数应当利用试验设置，实际涉及的参数也较多。根据项目的现场试夯结果，最终设定的参数为，在 1500kN·m 条件下，单点的夯击次数是 6-8次，施工处理两遍，相邻处理点位的距离为 5m，控制规格为最后两击的平均夯沉量不大于50mm；在 1000kN·m 条件下，最后以低能量满夯1遍,满夯的夯击次数是 2次.采用轻锤或低落距锤多次夯击，锤印搭接为1/3夯锤直径。二者点位均采取等腰直角三角形布置，并且在控制夯击处理质量的标准上，最后两下的夯沉量按照双控的标准进行。最后，各次夯击施工的时间间隔，一般不会超过 7d，具体按照项目实况调节。

3.2施工机具准备

施工机具重点涵盖着吊车、夯锤和辅助机械等，除去选择施工机具外，还应该关注后续的保养，操作过程中也需重视安全。强夯法属于重型施工，体现出极为明显的危险性，非相关人员不可随意地进入到施工区域，还需施工人员严格遵循规范执行任务，以免出现多重安全问题。

3.3现场点夯处理

在本项目针对湿陷性黄土的地基强夯点夯处理，分成两遍作业施工。首先在现场实施点位放样，基于等腰直角三角形的处理部署方式，第二遍强夯点位需位于第一遍各强夯点之间。在第一遍1500kN·m 强夯点夯处理中，确定各点位的距离为 5m，1000kN·m强夯满夯处理中则对应 5m，画点人员需借助石灰粉标出相应的作业轮廓线和中心点。接着，需要现场测绘人员准确测定各作业点位的高程，再安排施工机械就位。技术员准确调度脱钩装置后，操作人员将夯锤上升至设定位置，打开脱钩装置，让夯锤实现自由落体，缓慢下放吊钩，不断重复脱钩、自由落体、起吊的操作，并在点夯过程中精细测量锤定的高程数据，保留好相关数据。现场单点的夯击次数设定值为 6-8 次[3]具体以外最后两击的平均夯沉量不大于50mm，作为停夯条件，还需把握好夯击程度，基于双控标准确定现场的强夯量均值，要满足设定参数的规范区间，借此确保单点强夯处理的有效性。下一步，调整强夯机械的位置，依次完成所有点位的处理，在完成一遍夯击处理后，应当将形成的坑体全部填平，并再度测量各位置的高程，以备遍次夯击。施工队按照上述处理环节进行二遍夯击，同样借助夯锤实现，基于前期设计标准及次数，针对各标定点位进行有效夯击，注重测定坑体的横纵尺寸。在保证达到设计标准后，才能开始下一个点位的处理，直至全部点位夯击处理结束。待全部处理结束后，测量现场的高程，对比先前的测量数据记录确定作业的夯沉量，以方便后续的作业安排。

3.4满夯、平整碾压

具体施工过程如下 ：①对于满夯而言，选择1 000 kN • m进行夯击，相互搭接1/3夯锤直径[4]。②在夯击就位之后，对落距进行锁定。③根据规定的相应次数完成夯击。④在夯击结束后，对场地进行整平处理，并对标高进行测量。⑤针对施工现场中的表层松土，完成满夯加固处理，并选择推土机对场地进行推平处理，然后利用压路机完成压实。

3.5土工试验及标准贯入试验检测

对于该场地内湿陷性黄土来说，含水率接近最优含水率的区域，在强夯影响深度内干密度增长较大，土体孔隙比夯后比夯前减少明显，湿陷系数与自重湿陷系数全部消除，在影响深度以下逐渐与天然土接近。在一定影响范围内，标准贯入试验的实测击数均明显增大。从试验数据统计该场地内的强夯影响深度为 4-5m 满足要求[5]。

结束语：若是不能有效处理湿陷性黄土，就会导致黄土地基出现不均匀沉降或者是坍塌问题，从而严重影响工程建设质量。经过实践应用与分析可知，在湿陷性黄土地基处理中应用强夯法，不仅施工简单，而且能够切实增强黄土地基承载力与稳定性，从而使其达成工程建设标准要求。随着强夯法的不断完善与创新，其在湿陷性黄土地基处理中将发挥出更大的作用。

参考文献：

[1]马军.黄土湿陷性道路路基强夯治理措施[J].工程技术研究,2021,6(8):69-70.

[2]腊润涛,张荣.强夯法处理湿陷性黄土地基的效果评价[J].公路,2020,65(1):54-57.

[3]刘永垒.强夯法在湿陷性黄土路基中的应用及数值模拟[D].石家庄:石家庄铁道大学,2020. 21（08）：225-226.

[4]李阳阳，李延民，徐竹芳，等．强夯法处理湿陷性黄土地基的研究[J]．湖北工程学院学报，2021，39（03）：104-108．

[5]黄英汉，付敏冬．研究湿陷性黄土地基应用重锤强夯法处理效果[J]．黑龙江交通科技，2020，37（09）：37，39．