摘要：隨著我省高速公路建設持續、穩定的發展,濕陷性黃土地基處理技術也逐漸成熟。許多經濟有效的地基處理新方法應運而生。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用進行了簡單的介紹。

　　關鍵詞：高速公路,地基處理方法,工程應用

　　隨著我省高速公路建設持續、穩定的發展,濕陷性黃土地基處理技術也逐漸成熟。許多經濟有效的地基處理新方法應運而生。尤其是近十多年來,我省對交通基礎設施諸如道路和橋梁的投入加大,高速公路的設計理論和施工技術水平,都有較大程度的提高。

　　選擇地基處理方法，應根據建筑物的類別和濕陷性黃土的特性，并考慮施工設備、施工進度、材料來源和當地環境等因素，經技術經濟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

　　其他方法經試驗研究或工程實踐證明行之有效

　　墊層法

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

　　土或灰土墊層的承載力應根據現場原位實驗結果確定，當無實驗資料時，對土墊層不宜超過180KPa，對灰土墊層不宜超過250KPa。

　　強夯法

　　強夯法又名動力固結法或動力壓實法。這種方法是反復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灌混凝土的錘，也可澆注成能在混凝土的錘上能臨時裝配鋼板的組合錘，以方便運輸。夯錘底面有圓形和方形兩種，由于圓形定位方便，穩定性和重合性好，采用較廣。

　　夯擊能：單點夯擊能為錘重×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，根據需要的單點夯擊能量，就能確定夯錘的落距，國內常用的落距為8-25m，對相同的夯擊能量，宜選用大落距的施工方案。

　　強夯加固深度跟夯擊能有關系，即夯錘重量、落距在一定深度內成正比例關系，強夯創始人梅那（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為夯錘質量（Kg），h為夯錘落距（m），α為有效加固深度折減系數。

　　采用強夯法處理濕陷性黃土地基，消除濕陷性黃土層的有效深度，應根據試夯測試結果確定，在有效深度內，土的濕陷系數均應小于0.015。

　　擠密樁法

　　擠密樁法包括灰土擠密樁法和土擠密樁法，當以消除地基土濕陷性為主要目的時，宜采用土擠密樁法，當以提高地基土的承載力或增強其水穩性為主要目的時，宜采用灰土擠密法。當地基土含水量大于24%后者飽和度大于65%時，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，并分層搗實至設計標高，石灰樁樁體吸水后膨脹。對樁邊一定范圍內的土體顯示了較好的加固效果。

　　預浸水法

　　預浸水法宜用于處理濕陷性黃土層厚度大于10m，自重濕陷量的計算值不小于500mm的場地。浸水前宜通過現場試坑浸水試驗確定浸水時間、耗水量和濕陷量等。此方法在高速公路工程實例中較少應用。

　　濕陷性地基處理方法在西咸北環線中的應用

　　西咸北環線沿線地基大部分表層黃土具輕微至嚴重濕陷性，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。根據濕陷等級、濕陷起始壓力、濕陷土層厚度及層位分布，結合路基填土高度、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。

　　強夯法

　　對于挖方路段自重濕陷性黃土，路床范圍超挖后強夯，并采用灰土處理路床，其中基底采用能量級為80T·m的強夯處理，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，地基不宜強夯時，加強基底碾壓后填筑50～80cm（取值與路基填高有關）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，當適宜于強夯時，均采用強夯處理。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的強夯處理。強夯后采用5%摻灰黃土將夯沉坑分層回填至原地表。

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

　　灰土擠密樁法

　　對于不宜強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，保證樁體內平均壓實系數不小于97%，灰土樁施工完成后，在樁頂設置40cm厚8%灰土墊層，其壓實系數不小于96%。成孔和孔內夯實時，宜從外向里（或中間）間隔1～2孔進行施工。

　　本文選自國家級期刊《建筑知識》，《建筑知識》是由中國建筑學會主辦、中國建設部主管的建筑刊物，國內統一刊號：cn11-1243/TU，國際標準刊號：ISSN1002-8544）。中國知網全文收錄。《建筑知識》雜志論文刊登范圍涉及建筑理論與設計、建筑結構、規劃設計、建筑節能、園林綠化、工程管理、工程質量與管理、建設經濟、建筑工程施工、工程技術、公路橋梁、建筑遺產等