濕陷性黃土路基的施工處理

林家海

(新疆道路橋梁工程總公司第二工程處)

濕陷性黃土路基的施工處理

林家海

(新疆道路橋梁工程總公司第二工程處)

在公路工程中，濕陷性黃土地基較為特殊，這種地基在經(jīng)過積水浸濕后，很容易造成結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)，下面針對濕陷性黃土的破壞機(jī)理，提出相應(yīng)的施工預(yù)防和處理措施，以保證公路工程的平穩(wěn)性和使用質(zhì)量。

濕陷性黃土;路基施工;技術(shù)處理

1 濕陷性黃土的特性和破壞機(jī)理

1.1 濕陷性黃土的特性

濕陷性黃土的顏色主要為黃色、褐黃色或者灰黃色。其顆粒的成份主要為粉粒狀，濕陷性黃土的孔隙率較大，通常的大孔隙使用肉眼就可能看見。濕陷性黃土往往含有較多的可溶鹽。濕陷性黃土一般為豎直節(jié)理發(fā)育，這樣能保證直立的天然邊坡在正常狀態(tài)下不容易破壞。通常濕陷性黃土按照其濕陷性的強(qiáng)弱情況可分為弱濕陷、濕陷性和強(qiáng)濕陷性3種，按其重力特性分又可分為自重濕陷黃土和非自重性濕陷黃土。

1.2 濕陷性黃土路基的沉降分析

在公路工程中，路基是公路的重要組成部分，它的質(zhì)量對公路路面的使用質(zhì)量和整體壽命有著的較大的影響，所以公路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性必須要滿足公路工程的整體需要。路基發(fā)生沉降問題的原因很多，在濕陷性黃土地區(qū)最主要的原因就是路基本身產(chǎn)生的壓縮沉降和地基的沉陷。路基填料選擇的不合適、路基壓實(shí)度不到位、壓實(shí)方法不正確等原因是造成路基自身壓縮沉降的主要原因;路基土的特性是導(dǎo)致地基沉陷的主要原因，在各種路基土當(dāng)中，濕陷性黃土對路基沉陷造成的危害最大。由于濕陷性黃土非常容易造成地基沉陷，所以對于濕陷性黃土的濕陷機(jī)理和濕陷性原因進(jìn)行分析尤其重要。通過以往的經(jīng)驗(yàn)表明濕陷性黃土是由土顆粒和可溶性膠結(jié)物所組成的，其中土顆粒以粉粒為主，粉粒之間可以通過可溶性鹽膠結(jié)在一起，進(jìn)而形成一定數(shù)量的架空孔隙。雖然在干燥的狀態(tài)下，這種結(jié)構(gòu)體系對自重壓密的影響不大，但是濕陷性黃土通常會在水的浸濕和一定壓力的作用下，使其結(jié)構(gòu)受到迅速的破壞，可溶性膠結(jié)物會被水迅速溶解，粉粒之間的連接力就會下降，導(dǎo)致孔隙空間架空，使得土體的結(jié)構(gòu)受到破壞，進(jìn)而產(chǎn)生嚴(yán)重的附加下沉黃土。在天然狀態(tài)下，濕陷性黃土的密度較低，其孔隙率較大。濕陷性黃土的水穩(wěn)定性較差，在遇水時(shí)，土粒之間的毛細(xì)水表面張力會喪失，而在土體中起到骨架作用的晶體也會溶解，這種現(xiàn)象集合在一起就會造成地基表面的垂直沉降，如果地基上有建筑物或者結(jié)構(gòu)物，就很容易造成對地表物的結(jié)構(gòu)破壞。

2 濕陷性黃土路基的施工處理技術(shù)

2.1 地基處理技術(shù)

(1)強(qiáng)夯法施工：強(qiáng)夯法主要就是針對濕陷性黃土的特點(diǎn)，采用大噸位的超重機(jī)夯錘對地基進(jìn)行沖擊夯強(qiáng)，以達(dá)到幫壓縮土體、消除濕陷性的目的，進(jìn)而使地基土的強(qiáng)度增加、穩(wěn)定性提高。重錘的沖擊可以使土顆粒發(fā)生破碎或者相對移位，使其微結(jié)構(gòu)受到一定程度的破壞，也能夠?qū)⒖紫吨械目諝馀懦?，使孔隙體積變小形成具有一定的密度土結(jié)構(gòu)。強(qiáng)夯法具有經(jīng)濟(jì)、施工方便、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，所以對濕陷性黃土地基的處理，采用此種方法比較合理。采用強(qiáng)夯法對濕陷性黃土地基進(jìn)行處理時(shí)，其單擊的能量、夯點(diǎn)的布置、夯點(diǎn)間距以及夯擊的遍數(shù)等參數(shù)都可以在實(shí)際工程中，經(jīng)過計(jì)算和分析來確定。

(2)沖擊碾壓法：應(yīng)用沖擊碾壓法對濕陷性黃土進(jìn)行處理時(shí)，其處理的深度相對較淺。所以，這種方法應(yīng)該對較淺的濕陷性黃土層比較有效。采用沖擊碾壓法處理過的地基，其壓實(shí)度會有一定的提升，這種方法可以使路基的強(qiáng)度增加，還可以有效降低路基施工后的沉降率，使路基的穩(wěn)定性和承載力得到大大提高。沖擊碾壓的方法所使用的碾壓機(jī)械對施工速度有很好的保障作用，所以沖擊碾壓施工工期較短，工程造價(jià)也相對較低，在公路的路基施工中應(yīng)該較為廣泛。采用沖擊壓實(shí)法所需要注意的是，必須在施工前對路基土的含水量和壓實(shí)度進(jìn)行檢測和試驗(yàn)以便對沖擊壓實(shí)機(jī)械的型號和速度進(jìn)行確定。壓實(shí)工作通常都是由線路的中間向兩側(cè)開始進(jìn)行，且壓實(shí)的遍數(shù)不能低于設(shè)計(jì)要求。

(3)擠密法：擠密法比較適合應(yīng)用在非飽和濕陷性黃土地基中，其處理的深度可在5～15 m，通?？刹扇〕煽讛D密和夯實(shí)擠密，按施工材料分也可分為土擠密樁和灰土擠密樁。采用擠密法施工，就是將成孔沉管打入到黃土層內(nèi)部，使沉管周圍的土體受到來自于沉管的水平壓力，將土顆粒間的空隙減小，使其干密度增加，使?jié)裣菪渣S土性能得到改善。然后再將所選擇的材料進(jìn)行配比后混合夯實(shí)，進(jìn)而形成擠密樁組成的復(fù)合地基，這樣不但可以有效提高地基的承載力，也能夠盡量減少工后的沉降量。擠密法在施工之前需要對地基土進(jìn)行試驗(yàn)施工，以確定其中各項(xiàng)參數(shù)。

2.2 排水處理

由于黃土在浸水以后，會產(chǎn)生濕陷效果，使地基土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性受到影響，所以有效的排水措施也是保證地基穩(wěn)定性的重要方式之一。如果地基的排水措施不到位，不但容易對路基造成沖刷和侵蝕，如果積水滲透到地基，將給路基帶來嚴(yán)重的損害。路基排水的主要措施有兩種，一種是針對地面的排水措施，可采取攔截、匯集和分散的方法，將水快速的排除到路基范圍以外，其主要目的是防止水的沖刷和滲透對路基路面造成破壞。這種方法通常采用的排水設(shè)施是邊溝、截水溝、急流槽和排水管等，也可以適當(dāng)需要設(shè)置相應(yīng)的隔水墻;另外一種排水方法是針對地下排水采取的滲透式排水措施，其主要設(shè)施是盲溝、滲井等，如果降雨量較大，則可適當(dāng)增加帶滲水管的滲溝。

2.3 邊坡的防護(hù)處理

在濕陷性黃土中，路基邊坡的病害形式多種多樣，如果路基邊坡受到破壞，就很容易造成路基沉降現(xiàn)象的發(fā)生。如果邊坡的穩(wěn)定性不足，且排水設(shè)施不完善，邊坡受到雨水沖刷后，很容易使雨水滲透到路基當(dāng)中，使路基的穩(wěn)定性降低，所以路邊坡的強(qiáng)度和穩(wěn)定性非常重要。路邊坡的常用加固方法是植物防護(hù)、工程防護(hù)、沖刷防護(hù)和支擋防護(hù)，至于在施工過程中使用哪種防護(hù)措施，需要結(jié)合工程的實(shí)際情況來具體確定。

［1］路躍軍.淺談濕陷性黃土地區(qū)高速公路路基沉降控制技術(shù)［J］.科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010，20(36)：144-146.

［2］吳志芳.淺談濕陷性黃土路基強(qiáng)夯法［J］山西建筑，2011，37(14)：147-148.

［3］蘇春良，夏海軍.高速公路濕陷性黃土路基施工技術(shù)［J］.江西建材，2011，(4)：231.

U416.1

C

1008-3383(2012)06-0025-01

2011-12-28

林家海(1979-)，男，助理工程師，從事公路行業(yè)施工。