摘要：隨著我省高速公路建設(shè)持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展,濕陷性黃土地基處理技術(shù)也逐漸成熟。許多經(jīng)濟(jì)有效的地基處理新方法應(yīng)運(yùn)而生。本文通過對高速濕陷性黃土中常見的地基處理方法及在工程中的應(yīng)用進(jìn)行了簡單的介紹。

　　關(guān)鍵詞：高速公路,地基處理方法,工程應(yīng)用

　　隨著我省高速公路建設(shè)持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展,濕陷性黃土地基處理技術(shù)也逐漸成熟。許多經(jīng)濟(jì)有效的地基處理新方法應(yīng)運(yùn)而生。尤其是近十多年來,我省對交通基礎(chǔ)設(shè)施諸如道路和橋梁的投入加大,高速公路的設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)水平,都有較大程度的提高。

　　選擇地基處理方法，應(yīng)根據(jù)建筑物的類別和濕陷性黃土的特性，并考慮施工設(shè)備、施工進(jìn)度、材料來源和當(dāng)?shù)丨h(huán)境等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析比較后確定。常用的地基處理方法見下表：

　　名稱適應(yīng)條件可處理的濕陷性黃土層厚度（m）

　　墊層法地下水位以上，局部或整片換填1-3

　　強(qiáng)夯法地下水位以上，Sr≤60%的濕陷性黃土，局部或整片處理3-12

　　擠密法地下水位以上，Sr≤65%的濕陷性黃土5-15

　　預(yù)浸水法自重濕陷性黃土場地，地基濕陷等級為Ⅲ級或Ⅳ級，可消除地面下6m以下濕陷性黃土層的全部濕陷性6m以上尚須采用墊層法或其他方法處理

　　其他方法經(jīng)試驗(yàn)研究或工程實(shí)踐證明行之有效

　　墊層法

　　墊層法包括土墊層和灰土墊層。當(dāng)僅要求消除基地下1~3m濕陷性黃土的濕陷性黃土的濕陷量時(shí)易采用局部（或整片）土墊層進(jìn)行處理，當(dāng)同時(shí)要求提高墊層土的承載力及增強(qiáng)水穩(wěn)定性時(shí)，易采用整片灰土墊層進(jìn)行處理。

　　土或灰土墊層的承載力應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場原位實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定，當(dāng)無實(shí)驗(yàn)資料時(shí)，對土墊層不宜超過180KPa，對灰土墊層不宜超過250KPa。

　　強(qiáng)夯法

　　強(qiáng)夯法又名動力固結(jié)法或動力壓實(shí)法。這種方法是反復(fù)將夯錘提到一定高度使其自由落下，給地基以沖擊和振動能量，從而提高地基的承載力并降低其壓縮性，改善地基性能。

　　夯錘：目前常用的夯錘在8-25T，多采用以鋼板為外殼內(nèi)灌混凝土的錘，也可澆注成能在混凝土的錘上能臨時(shí)裝配鋼板的組合錘，以方便運(yùn)輸。夯錘底面有圓形和方形兩種，由于圓形定位方便，穩(wěn)定性和重合性好，采用較廣。

　　夯擊能：單點(diǎn)夯擊能為錘重×落距。最佳夯擊能是地基中的空隙水壓力等于土自重時(shí)的夯擊能，即無超空隙水壓力。超過最佳夯擊能說明土層對能量的吸收已達(dá)飽和。采用最佳夯擊能，能保證加固能量的有效利用。

　　落距：夯錘確定后，根據(jù)需要的單點(diǎn)夯擊能量，就能確定夯錘的落距，國內(nèi)常用的落距為8-25m，對相同的夯擊能量，宜選用大落距的施工方案。

　　強(qiáng)夯加固深度跟夯擊能有關(guān)系，即夯錘重量、落距在一定深度內(nèi)成正比例關(guān)系，強(qiáng)夯創(chuàng)始人梅那（Menard）曾提出下式來估算影響深度H:

　　H≈α／Mh,式中H為有效加固深度（m），M為夯錘質(zhì)量（Kg），h為夯錘落距（m），α為有效加固深度折減系數(shù)。

　　采用強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基，消除濕陷性黃土層的有效深度，應(yīng)根據(jù)試夯測試結(jié)果確定，在有效深度內(nèi)，土的濕陷系數(shù)均應(yīng)小于0.015。

　　擠密樁法

　　擠密樁法包括灰土擠密樁法和土擠密樁法，當(dāng)以消除地基土濕陷性為主要目的時(shí)，宜采用土擠密樁法，當(dāng)以提高地基土的承載力或增強(qiáng)其水穩(wěn)性為主要目的時(shí)，宜采用灰土擠密法。當(dāng)?shù)鼗�土含水量大�?4%后者飽和度大于65%時(shí)，不宜選用土擠密樁法或灰土擠密樁法。

　　目前高速公路常用的是灰土擠密樁。灰土擠密樁通過成孔過程中的橫向擠壓作用，樁孔內(nèi)的土被擠向周圍，使樁間土得以擠密，然后將備好的灰土分層填入樁孔內(nèi)，并分層搗實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，石灰樁樁體吸水后膨脹。對樁邊一定范圍內(nèi)的土體顯示了較好的加固效果。

　　預(yù)浸水法

　　預(yù)浸水法宜用于處理濕陷性黃土層厚度大于10m，自重濕陷量的計(jì)算值不小于500mm的場地。浸水前宜通過現(xiàn)場試坑浸水試驗(yàn)確定浸水時(shí)間、耗水量和濕陷量等。此方法在高速公路工程實(shí)例中較少應(yīng)用。

　　濕陷性地基處理方法在西咸北環(huán)線中的應(yīng)用

　　西咸北環(huán)線沿線地基大部分表層黃土具輕微至嚴(yán)重濕陷性，全長82.42公里，其中按濕陷性黃土地基處理的路段長度為68.92公里。根據(jù)濕陷等級、濕陷起始壓力、濕陷土層厚度及層位分布，結(jié)合路基填土高度、地基受水浸濕可能性大小，地基處理措施采用灰土墊層、強(qiáng)夯和灰土擠密樁，消除土層的濕陷性和高壓縮性。

　　灰土墊層法

　　對于挖方路段非自重濕陷性黃土，路床范圍超挖、加強(qiáng)基底碾壓后采用灰土處理路床，其中路床下部采用40cm厚5%灰土墊層，路床上部采用40cm厚8%灰土墊層。

　　對于填方路段路堤高度1.16m＜H＜3.0m且場地為自重濕陷、1.16m＜H＜4.0m且場地為Ⅱ級非自重濕陷和1.16m＜H＜6.0m且場地為Ⅰ級非自重濕陷的路段，地基均采用50cm厚的8%灰土墊層處理。

　　強(qiáng)夯法

　　對于挖方路段自重濕陷性黃土，路床范圍超挖后強(qiáng)夯，并采用灰土處理路床，其中基底采用能量級為80T·m的強(qiáng)夯處理，然后填筑路床下部40cm厚5%灰土墊層和路床上部40cm厚8%灰土墊層。

　　對于填方路段路堤高度0＜H≤1.1m的各類濕陷性黃土低填路段，處理措施為地表超挖一定深度后采用能量級為80T·m的強(qiáng)夯處理，然后填筑8%的摻灰黃土至路床頂面。在路基距離建筑物較近（如小于150m）或地基土層含水量較大（飽和度大于75%）的路段，地基不宜強(qiáng)夯時(shí)，加強(qiáng)基底碾壓后填筑50～80cm（取值與路基填高有關(guān)）厚8%的灰土至路床頂面。

　　對于填方路段路堤高度H＞1.16m的路段，當(dāng)適宜于強(qiáng)夯時(shí)，均采用強(qiáng)夯處理。其中路堤高度H≤4.0m的非自重濕陷性黃土地基，采用能量級為80T·m的強(qiáng)夯處理；H≤4.0m的自重濕陷或H＞4m的非自重濕陷性黃土地基，采用能量級為100T·m的強(qiáng)夯處理；H≥4m的自重濕陷性黃土地基，采用能量級為120T·m的強(qiáng)夯處理。強(qiáng)夯后采用5%摻灰黃土將夯沉坑分層回填至原地表。

　　為了防止或減小強(qiáng)夯對周圍構(gòu)造物（房屋、管道等）的影響，路基距離構(gòu)造物小于150m時(shí)地基不宜采用強(qiáng)夯處理；對于地基土層含水量較大（飽和度大于60%）路段，也不宜采用強(qiáng)夯處理。

　　灰土擠密樁法

　　對于不宜強(qiáng)夯的濕陷性黃土場地，在路堤高度H≥3m的自重、H≥4m的Ⅱ級非自重和H≥6.0m的Ⅰ級非自重濕陷性黃土路段，地基采用灰土擠密樁和灰土墊層處理，擬消除不小于4m深度范圍土層的濕陷性，并且處理后復(fù)合地基的承載力不小于200kPa。灰土擠密樁采用樁徑40cm，樁心距100cm（適用于非自重濕陷）或90cm（適用于自重濕陷），等邊三角形布置，采用沖擊成孔，樁孔采用12%灰土分層回填、夯實(shí)，保證樁體內(nèi)平均壓實(shí)系數(shù)不小于97%，灰土樁施工完成后，在樁頂設(shè)置40cm厚8%灰土墊層，其壓實(shí)系數(shù)不小于96%。成孔和孔內(nèi)夯實(shí)時(shí)，宜從外向里（或中間）間隔1～2孔進(jìn)行施工。

　　本文選自國家級期刊《建筑知識》，《建筑知識》是由中國建筑學(xué)會主辦、中國建設(shè)部主管的建筑刊物，國內(nèi)統(tǒng)一刊號：CN11-1243/TU，國際標(biāo)準(zhǔn)刊號：ISSN1002-8544）。中國知網(wǎng)全文收錄。《建筑知識》雜志論文刊登范圍涉及建筑理論與設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑節(jié)能、園林綠化、工程管理、工程質(zhì)量與管理、建設(shè)經(jīng)濟(jì)、建筑工程施工、工程技術(shù)、公路橋梁、建筑遺產(chǎn)等