淺談西長(zhǎng)鳳高速公路濕陷性黃土路基處置

張 兵

（甘肅省公路航空旅游投資集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州730030）

0 引言

濕陷性黃土是我國(guó)分布較廣泛的區(qū)域性土，尤其是在甘肅慶陽(yáng)一帶，地勢(shì)平緩，屬于十分典型的黃土塬地形，塬面區(qū)排水困難，一到雨季，特別是在暴雨集中時(shí)，路基會(huì)因水流大量匯聚造成土體性狀變化而產(chǎn)生大量沉陷，造成交通中斷。西長(zhǎng)鳳高速公路是慶陽(yáng)地區(qū)的首條高速公路，為此，在設(shè)計(jì)和施工階段對(duì)公路路基的濕陷性黃土采取有效處置措施降低其濕陷性，保證了路基的安全穩(wěn)定非常有必要。本文結(jié)合西長(zhǎng)鳳高速公路的實(shí)際情況，對(duì)其濕陷性路基的處理過(guò)程和方法進(jìn)行淺述。

1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目區(qū)黃土發(fā)育，顏色多以淺黃色為主，具有較強(qiáng)的濕陷性和易溶蝕、易沖刷、各向異性等工程特征。項(xiàng)目全線黃土路段經(jīng)實(shí)驗(yàn)計(jì)算后的具有濕陷性的段落共有40公里。

2 處置措施

由于項(xiàng)目區(qū)沿線都是民居，且大部分都是土質(zhì)窯洞，若采用強(qiáng)夯等處置措施，強(qiáng)夯引起的振動(dòng)會(huì)對(duì)民居造成較大影響，因此，本項(xiàng)目采用的是以沖擊碾壓為主，結(jié)合水泥土隔水墻并完善的防排水系統(tǒng)的綜合處置措施。具體措施如下：

2.1 沖擊碾壓

（1）處置方案

對(duì)濕陷性等級(jí)在Ⅰ～Ⅱ級(jí)的路段，在路基填筑前采用25KJ沖擊壓實(shí)機(jī)對(duì)基底沖壓20遍；對(duì)濕陷性等級(jí)在Ⅱ～Ⅲ級(jí)的路段，在填筑前采用25KJ沖擊壓實(shí)機(jī)對(duì)基底沖壓40遍。

（2）施工前準(zhǔn)備

在施工前制訂相關(guān)安全保障措施，查明沖壓范圍內(nèi)的地下管線及附近各種構(gòu)造物，對(duì)擬保護(hù)的構(gòu)造物，在保護(hù)范圍的外圍設(shè)置明顯的標(biāo)記物。

（3）試驗(yàn)段施工

為了更好的指導(dǎo)全線濕陷性黃土路基的施工，本項(xiàng)目選取了具有代表性的試驗(yàn)路段施工，在試驗(yàn)路段施工過(guò)程中，重點(diǎn)是對(duì)碾壓遍數(shù)、壓實(shí)度等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，試驗(yàn)段數(shù)據(jù)分析如下（表1表2）：

表1 各層面沖擊不同遍數(shù)后壓實(shí)度平均值的差值

表2 不同沖壓遍數(shù)的壓實(shí)度縱向平均值

針對(duì)以上數(shù)據(jù)，得出試驗(yàn)段的沖擊碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度關(guān)系曲線如下圖1：

圖1 沖擊碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度關(guān)系曲線

通過(guò)對(duì)上述數(shù)據(jù)分析來(lái)看，沖擊碾壓一定遍數(shù)后與未沖擊碾壓前的壓實(shí)度相比較，各個(gè)層面的壓實(shí)度都有了顯著提高，離表層20cm處最為明顯，沖壓40遍后的壓實(shí)度增值達(dá)到了10個(gè)點(diǎn)以上，離表層80cm處的壓實(shí)度在沖壓40遍后也有7.8的增值點(diǎn)；由此可見(jiàn)，沖擊碾壓施工工藝對(duì)濕陷性黃土地基表層下80cm之內(nèi)的壓實(shí)度有明顯的改善效果。

（4）沖擊壓實(shí)施工

施工機(jī)械采用沖擊壓路機(jī)，行駛速度為10～12km／h，每碾壓6遍用平地機(jī)刮平。沖擊碾壓距路肩外邊緣保持1m的安全間距。若工作面起伏過(guò)大，應(yīng)停止沖壓，用平地機(jī)刮平后再繼續(xù)施工。沖擊碾壓時(shí)還應(yīng)注意沖擊波峰，錯(cuò)峰壓實(shí)，沖壓5遍后應(yīng)改變沖壓方向。

（5）施工難點(diǎn)、要點(diǎn)控制

1）碾壓速度：對(duì)壓實(shí)度影響較大的因素之一就是碾壓速度，只有保證碾壓速度保持勻速，才能保證沖擊碾壓的效果。

2）含水量：如果路基現(xiàn)場(chǎng)的天然含水量較大，則不宜馬上沖擊，需待含水量散發(fā)降低后方可沖擊碾壓，當(dāng)天然含水量較低時(shí)，需提前灑水悶料后再進(jìn)行沖擊碾壓。一般情況下，當(dāng)細(xì)粒土含量大于等于50%時(shí)，含水量（w）范圍：最佳含水量-4%≤w≤最佳含水量+2%。

2.2 完善防排水系統(tǒng)

濕陷性黃土路基路段的施工還應(yīng)著重做好防排水措施，完善整個(gè)路基體系內(nèi)的防排水系統(tǒng)，防止路側(cè)積水并防止積水下滲，在路基坡腳外20～30m范圍內(nèi)，需仔細(xì)整平地表不使出現(xiàn)積水，對(duì)原有的積水洼地和地表裂縫要進(jìn)行填平、夯實(shí)，并設(shè)置必要的排水設(shè)施。

由于本項(xiàng)目區(qū)位于隴東黃土高原，屬溫帶半濕潤(rùn)性氣候，四季分明，降水稀少，多為夏秋季短時(shí)暴雨形成的短歷時(shí)洪水，同時(shí)，本項(xiàng)目地勢(shì)平緩，排水十分困難。因此，本項(xiàng)目為減少積水對(duì)路基邊坡的集中沖蝕，采取了以散排方式為主，引、排、蒸、滲相結(jié)合的綜合排水措施：在有條件的路段，設(shè)置了有利于環(huán)保和綠化的生態(tài)型排水設(shè)施，各種排水設(shè)施的尺寸和形式根據(jù)降雨量、匯水面積等實(shí)際情況靈活選擇；在水流較為集中區(qū)域的路側(cè)按照匯水面積的不同設(shè)置了不同形式的蒸發(fā)池匯聚地表水流，通過(guò)蒸發(fā)下滲使之消散。因本項(xiàng)目黃土濕陷性強(qiáng)烈，為防止蒸發(fā)池內(nèi)積水下滲引起黃土濕陷沉降影響到路基的穩(wěn)定性，蒸發(fā)池一般設(shè)置于距路基排水溝外邊緣不小于20m，并種植樹(shù)木加以遮擋。蒸發(fā)池大小以及蓄水深度應(yīng)根據(jù)實(shí)際地形開(kāi)挖，蒸發(fā)池迎水面設(shè)置消力坎防止排水溝水形成沖刷，蒸發(fā)池一級(jí)沉淀池內(nèi)種植蘆葦，二級(jí)沉淀池種植樹(shù)木，坡面草皮綠化，以使蒸發(fā)池園林化；在自然坡面匯水無(wú)法排入天然溝渠且不宜設(shè)置蒸發(fā)池時(shí)，設(shè)置集水窖以匯集部分水流，集水窖內(nèi)的積水可在公路養(yǎng)護(hù)及綠化時(shí)加以利用，也可用于當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利灌溉。為保證集水窖的使用效果，窖內(nèi)積水最好在雨季或連續(xù)陰雨天前用完。

2.3 水泥土隔水墻

為防止雨水或路基坡腳積水下滲后引起的黃土濕陷，路側(cè)較大的排水溝渠需進(jìn)行防滲加固。因此，本項(xiàng)目在路基坡腳易積水側(cè)設(shè)置了寬1m、深1.5m的水泥土隔水墻（水泥含量6%）。在設(shè)置水泥土隔水墻的路段，需先將隔水墻埋入相應(yīng)位置后再進(jìn)行路基填筑施工。

3 結(jié)語(yǔ)

采用沖擊碾壓法對(duì)處置黃土路基的濕陷性效果良好，對(duì)路基的長(zhǎng)久安全穩(wěn)定起到了很好的作用，但僅靠某種工程措施難以完全消除黃土地區(qū)路基的濕陷性，應(yīng)在加強(qiáng)沖擊碾壓等工程措施措施處理的同時(shí)，做好路基的防排水措施，防止路側(cè)積水以及積水下滲。在勘察設(shè)計(jì)階段，應(yīng)對(duì)沿線的積水情況進(jìn)行深入詳細(xì)的調(diào)查，完善防排水的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并做好防滲加固措施；在施工階段，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和黃土特性，修建臨時(shí)性的排水設(shè)施，防止水流侵入施工場(chǎng)地地基。