阅读说明：本技术 一种强夯联合固化处理湿陷性黄土路基的方法 (Method for treating collapsible loess subgrade through dynamic compaction and curing ) 是由 邓永锋 吴军 谈云志 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种强夯联合固化处理湿陷性黄土路基的方法,把湿陷性黄土深部用强夯处理,强夯后的表层松土喷洒适量的高分子复合材料搅拌碾压,所用高分子复合材料由聚丙烯酰胺和石灰及水组成,其中石灰含量为30～40%,水的含量为59.99～69.98%,聚丙烯酰胺含量为0.005～0.02%。本发明将强夯和固化两种方法组合进行湿陷性黄土路基处理,使黄土的湿陷性、震陷性及液化势一次性消除,既提高了黄土路基处理效果,又降低了路基全部采用化学固化处理的高成本,从而系统解决工程的安全性与防灾减灾的有效性、耐久性。(The invention discloses a method for treating collapsible loess subgrade by combining dynamic compaction and solidification, which comprises the steps of carrying out dynamic compaction treatment on the deep part of collapsible loess, loosening the soil on the surface layer after dynamic compaction, spraying a proper amount of polymer composite material, stirring and rolling, wherein the polymer composite material consists of polyacrylamide, lime and water, the lime content is 30-40%, the water content is 59.99-69.98%, and the polyacrylamide content is 0.005-0.02%. The invention combines the dynamic compaction method and the solidification method to process the collapsible loess subgrade, so that the collapsible property, the seismic subsidence property and the liquefaction potential of the loess are eliminated at one time, thereby not only improving the processing effect of the loess subgrade, but also reducing the high cost of the subgrade which is completely processed by chemical solidification, and systematically solving the safety of the engineering, the effectiveness of disaster prevention and reduction and the durability of the disaster reduction.)

一种强夯联合固化处理湿陷性黄土路基的方法

技术领域

本发明涉及土木工程和交通运输工程路基处理技术领域，尤其涉及一种强夯联合固化处理湿陷性黄土路基的方法。

背景技术

黄土是第四纪堆积的，以粉土颗粒为主、富含碳酸盐、具有大孔性的黄色松散沉积物。黄土在一定的压力作用下或受水浸湿，土结构迅速破坏而发生显著下沉的性质即为黄土的湿陷性。由于黄土具有湿陷性，会使路基产生不均匀沉降，影响公路的强度及稳定性。建筑在湿陷性黄土地区的工程时常会发生与其相关的病害。黄土地区修建高等级公路路基建设是需要关注的问题之一。

纵观国内外研究现状，当前湿陷性黄土路基的常用处理方法包括垫层法、灰土桩、水泥土桩、CFG桩、化学加固法、强夯等措施。垫层法适用于地下水位以上，小面积的处理，土层厚度为1～3m。灰土桩挤密法能有效地消除黄土的湿陷性，处理深度一般在5～15m，但要求所处理土层在地下水位以上，同时含水率在14～23%之间；CFG桩法在房屋建筑工程黄土地基处理中运用较多，但大多数针对的是非湿陷性黄土地基；化学加固法依靠固化剂产生凝胶将松散的颗粒胶结为整体来提高黄土的强度，降低透水性，消除湿陷性，效果较好，但是化学成分成本高，不适宜大规模应用。强夯法处理湿陷性黄土路基时被广泛采用，适用于地下水位以上且饱和度≤60%的湿陷性黄土，可处理的土层厚度为3～12m，通过重锤自由下落对土体进行夯实，以提高土体强度且降低其压缩性。该方法施工设备简易、投资省、适用广泛，原理直观，特别对非饱和土加固效果明显。但是强夯法处理黄土路基的突出问题是，路基不能防水，必须采取防水和排水相结合的工程措施，故也限制了其使用。

针对强夯法处理过的路基抗水性、抗震性及动力特性均较差这一现状。如果将深层湿陷性黄土强夯处理，表层喷洒固化材料搅拌再夯实，将这两种方法结合，既消除了黄土的湿陷性、抗震性及液化势，还提高了路基处理效果，成本也比化学加固法低。因此夯击固化法是强夯法与化学加固法相结合以发挥两者综合作用的设计理念。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种强夯联合固化处理湿陷性黄土路基的方法，该方法技术合理、质量可控，可延长工程的使用寿命，还有效控制了成本，是一种兼具工程适用性和经济性的湿陷性黄土路基处理模式。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：

一种强夯联合固化处理湿陷性黄土路基的方法，包括以下步骤：

1）按照黄土性质及地区经验进行试夯，然后依据试夯结果取适当参数进行强夯；

2）根据黄土湿陷程度添加不同比例固化材料，配制成高分子复合材料浆液，置于喷射壶中；

3）表层黄土刨松后喷洒适量高分子复合材料，原位搅拌均匀后得到改性黄土层；

4）采用振动压路机对路基进行碾压；

5）碾压完毕后，养护3～7天，进行下一道工序。

进一步的，所述步骤1）中的强夯单击夯击能为5000～8000kN·m，夯击点间距为3.5～4.5m，夯击遍数为2～3遍，夯击间歇时间为2～-3周，锤底面积为4～6m²。

进一步的，所述步骤2）中的高分子复合材料由聚丙烯酰胺和石灰及水组成，其中石灰含量为30～40%，水的含量为59.99～69.98%，聚丙烯酰胺含量为0.005～0.02%。

进一步的，所述步骤3）中的喷洒高分子复合材料单位面积剂量为1.5～1.8kg/m²。

进一步的，所述步骤4）中的压实机具为10～15t振动压路机，钢轮振动频率为25～35HZ，碾压时直线段由路边向路中进行，曲线段由内侧向外侧碾压。

进一步的，所述步骤4）中的碾压方法为每一施工段上的固化黄土推平以后，用压路机静压一遍，振动碾压3～6遍，再静压一遍，碾压速度控制在3～4km/h，行与行轮距重叠为20～50cm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、把强夯法和高分子复合材料固化法结合在一起，同时发挥两种方法的优点，技术合理，满足功能要求，具有一定的创新性；

2、强夯固化法可彻底处理湿陷性黄土路基，既消除了黄土的湿陷性、抗震性及液化势，且大大降低后期养护费用；

3、可明显延长路基工程的使用寿命；

4、材料环保，便于操作。

附图说明

图1为本发明一种强夯联合固化处理湿陷性黄土路基的方法的工艺流程图。

图2为本发明一种强夯联合固化处理湿陷性黄土路基的防水功能示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图所示，本发明提供一种强夯联合固化处理湿陷性黄土路基的方法，把湿陷性黄土深部用强夯处理，强夯后的表层松土喷洒适量的高分子复合材料搅拌碾压，将强夯和固化两种方法组合进行湿陷性黄土路基处理，使黄土的湿陷性、震陷性及液化势一次性消除，既提高了黄土路基处理效果，又降低了路基全部采用化学固化处理的高成本，从而系统解决工程的安全性与防灾减灾的有效性、耐久性，可推广到其他类型对水稳性要求高的特殊地基、路基的改良。

实施例1：

一种强夯联合固化处理湿陷性黄土路基的方法，包括以下步骤：

（1）按照黄土性质及地区经验进行试夯，根据试夯结果确定强夯参数：单击夯击能为5000kN·m，夯击点间距为3.5m，夯击遍数为2遍，夯击间歇时间为3周，锤底面积为6m2；

（2）进行强夯，具体流程为：平整场地→标第一遍夯点位置，并测场地高程→起重机就位，夯锤置于夯点位置→测量夯前锤顶高程→将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程→重复上步，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击→换夯点，重复上述步骤，完成第一遍全部夯点的夯击，强夯完成后用10～15t压路机静压一遍，使夯后路基平整；

（3）购置工业级别纯净聚丙烯酰胺和石灰，按照石灰含量为30%，水的含量为69.98%，聚丙烯酰胺含量为0.02%配置成高分子复合材料浆液，并在搅拌机中搅拌20分钟后置于喷洒壶中，喷洒壶出水孔径应满足浆液流动性要求；

（4）将夯后路基表层黄土刨松后按1.5kg/m2单位剂量密度喷洒高分子复合材料浆液，喷洒过程中要保证均匀性，原位搅拌后摊铺得到改性黄土层；

（5）采用振动压路机对路基进行二次碾压，压实机具为10t振动压路机，钢轮振动频率为25～35HZ，碾压时直线段由路边向路中进行，曲线段由内侧向外侧碾压，碾压方法为每一施工段上的固化黄土基本推平以后，用压路机静压一遍，振动碾压6遍，再静压一遍。碾压速度控制在3km/h，行与行轮距重叠为30cm；

（6）碾压完毕，养护3天，进行下一道工序。

实施例2：

一种强夯联合固化处理湿陷性黄土路基的方法，包括以下步骤：

（1）按照黄土性质及地区经验进行试夯，根据试夯结果确定强夯参数：单击夯击能为6000kN·m，夯击点间距为3.8m，夯击遍数为3遍，夯击间歇时间为2周，锤底面积为5m2；

（2）进行强夯，具体流程为：平整场地→标第一遍夯点位置，并测场地高程→起重机就位，夯锤置于夯点位置→测量夯前锤顶高程→将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程→重复上步，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击→换夯点，重复上述步骤，完成第一遍全部夯点的夯击，强夯完成后用10～15t压路机静压一遍，使夯后路基平整；

（3）购置工业级别纯净聚丙烯酰胺和石灰，按照石灰含量为34.985%，水的含量为65%，聚丙烯酰胺含量为0.015%配置成高分子复合材料浆液，并在搅拌机中搅拌18分钟后置于喷洒壶中，喷洒壶出水孔径应满足浆液流动性要求；

（4）将夯后路基表层黄土刨松后按1.7kg/m2单位剂量密度喷洒高分子复合材料浆液，喷洒过程中要保证均匀性，原位搅拌后摊铺得到改性黄土层；

（5）采用振动压路机对路基进行二次碾压，压实机具为12t振动压路机，钢轮振动频率为25～35HZ，碾压时直线段由路边向路中进行，曲线段由内侧向外侧碾压，碾压方法为每一施工段上的固化黄土基本推平以后，用压路机静压一遍，振动碾压5遍，再静压一遍。碾压速度控制在3.8km/h，行与行轮距重叠为40cm；

（6）碾压完毕，养护5天，进行下一道工序。

实施例3：

一种强夯联合固化处理湿陷性黄土路基的方法，包括以下步骤：

（1）按照黄土性质及地区经验进行试夯，根据试夯结果确定强夯参数：单击夯击能为7000kN·m，夯击点间距为4.2m，夯击遍数为2遍，夯击间歇时间为3周，锤底面积为4.5m2；

（2）进行强夯，具体流程为：平整场地→标第一遍夯点位置，并测场地高程→起重机就位，夯锤置于夯点位置→测量夯前锤顶高程→将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程→重复上步，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击→换夯点，重复上述步骤，完成第一遍全部夯点的夯击，强夯完成后用10～15t压路机静压一遍，使夯后路基平整；

（3）购置工业级别纯净聚丙烯酰胺和石灰，按照石灰含量为40%，水的含量为59.99%，聚丙烯酰胺含量为0.01%配置成高分子复合材料浆液，并在搅拌机中搅拌13分钟后置于喷洒壶中，喷洒壶出水孔径应满足浆液流动性要求；

（4）将夯后路基表层黄土刨松后按1.6kg/m2单位剂量密度喷洒高分子复合材料浆液，喷洒过程中要保证均匀性，原位搅拌后摊铺得到改性黄土层；

（5）采用振动压路机对路基进行二次碾压，压实机具为13t振动压路机，钢轮振动频率为25～35HZ，碾压时直线段由路边向路中进行，曲线段由内侧向外侧碾压，碾压方法为每一施工段上的固化黄土基本推平以后，用压路机静压一遍，振动碾压4遍，再静压一遍。碾压速度控制在3.3km/h，行与行轮距重叠为20cm；

（6）碾压完毕，养护7天，进行下一道工序。

实施例4：

一种强夯联合固化处理湿陷性黄土路基的方法，包括以下步骤：

（1）按照黄土性质及地区经验进行试夯，根据试夯结果确定强夯参数：单击夯击能为8000kN·m，夯击点间距为4.5m，夯击遍数为3遍，夯击间歇时间为2周，锤底面积为4m2；

（2）进行强夯，具体流程为：平整场地→标第一遍夯点位置，并测场地高程→起重机就位，夯锤置于夯点位置→测量夯前锤顶高程→将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程→重复上步，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击→换夯点，重复上述步骤，完成第一遍全部夯点的夯击，强夯完成后用10～15t压路机静压一遍，使夯后路基平整；

（3）购置工业级别纯净聚丙烯酰胺和石灰，按照石灰含量为38%，水的含量为61.995%，聚丙烯酰胺含量为0.005%配置成高分子复合材料浆液，并在搅拌机中搅拌10分钟后置于喷洒壶中，喷洒壶出水孔径应满足浆液流动性要求；

（4）将夯后路基表层黄土刨松后按1.8kg/m2单位剂量密度喷洒高分子复合材料浆液，喷洒过程中要保证均匀性，原位搅拌后摊铺得到改性黄土层；

（5）采用振动压路机对路基进行二次碾压，压实机具为15t振动压路机，钢轮振动频率为25～35HZ，碾压时直线段由路边向路中进行，曲线段由内侧向外侧碾压，碾压方法为每一施工段上的固化黄土基本推平以后，用压路机静压一遍，振动碾压3遍，再静压一遍。碾压速度控制在4km/h，行与行轮距重叠为50cm；

（6）碾压完毕，养护6天，进行下一道工序。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。