公路施工過程中黃土濕陷性問題探析

何 越

（甘肅省交通科學研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000）

公路施工過程中黃土濕陷性問題探析

何 越

（甘肅省交通科學研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000）

公路是我國重要的交通樞紐，隨著我國交通壓力的不斷增加，國家在公路等交通基礎設施的建設方面加大力度。濕陷性黃土是一種非飽和狀態(tài)的特殊土種，遇水會產(chǎn)生濕陷得問題，引起濕陷變形。為了保證公路施工質量，確保公路地基具有良好的穩(wěn)定性，就要對黃土濕陷性問題進行有效的加固處理，降低濕陷變形的發(fā)生。對公路施工過程中黃土濕陷問題進行分析，并提出采用強夯法對濕陷性黃土地基進行加固處理，以有效的提高地基的穩(wěn)定性，保證公路的施工質量。

公路；黃土；濕陷性；強夯法

公路作為我國的重要交通樞紐對各地之間的經(jīng)濟、文化和物質的交流起著非常重要的作用，隨著公路承載力的不斷增加，對公路施工的質量也提出了更高的要求。黃土在眾多土種中具有其自身的特殊性，當其遇水浸濕后，會具有濕陷性。濕陷性黃土是一種特殊的欠壓密土，具有非飽和性，其中含有大量的粉圖、硫酸鹽和碳酸鹽，天然空隙大，節(jié)理呈垂直型，有的大空隙憑肉眼就可以看出。濕陷性黃土在天然濕度條件下，具有較高的強度和較低的壓縮性，但是當濕陷性黃土遇到水的浸濕作用后，其強度會明顯的降低，壓縮性增加，在其自重壓力加上附加壓力的共同作用下，很容易發(fā)生濕陷變形。在公路施工過程中，黃土濕陷變形通常是局部突然發(fā)生變形，具有不均勻的特點，往往表現(xiàn)為快速的下沉失穩(wěn)，對公路路基具有嚴重的危害。

1 黃土濕陷變形的影響因素

黃土發(fā)生濕陷變形是指在壓力不變的情況下，黃土受到水的浸濕作用達到飽和狀態(tài)所發(fā)生的失穩(wěn)變形。黃土濕陷系數(shù)即為土樣在浸水作用下比原來的高度的變形量。通過對濕陷性黃土含水量、壓力以及濕陷系數(shù)之間的關系的研究發(fā)現(xiàn)，土壤在自然濕度條件下，自身的含水量越大，在浸水后飽和度變化就越小，相應的濕陷量也就越小，相反則越大。同時經(jīng)試驗研究發(fā)現(xiàn)，黃土濕陷量的大小與飽和后所承載的壓力大小有直接的關系。隨著濕陷性黃土承受的壓力不斷增加，其濕陷系數(shù)就會出現(xiàn)一個峰值，而此時所受的壓力即為黃土濕陷壓力的峰值。

濕陷性黃土濕陷量的大小與所承載的上方壓力有直接的關系，在公路施工的過程中，黃土地基多為自然環(huán)境下的黃土地基，為了保證路面的水平性，填土高度是不均勻的，如果黃土地基的載荷壓力不在濕陷壓力與終止壓力的范圍之內，則必須對黃土地基的載荷量加以充分的考慮。從理論的角度來看，黃土地基受到的載荷壓力與其濕陷量之間的關系是明確的，但是從公路施工的實際情況來看，會受到多種因素的影響，有的可能當時并不能被發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過多年應用之后，當有局部地基黃土與路堤之間發(fā)生脫離的情況時才發(fā)現(xiàn)黃土的自重濕陷所帶來的影響。理論上，填土最高的部分，發(fā)生濕陷的可能性越大，而在實際的工程中發(fā)現(xiàn)，濕陷問題多發(fā)地方卻是公路地基半填半挖的路段，這與濕陷性影響因素的理論是相悖的。因此在實際的施工時，不能完全拘泥于理論，要根據(jù)實際施工條件的需要對黃土地基的濕陷性給予全面的考慮。

2 公路黃土邊坡支護與黃土浸水問題

不同的公路施工隊地基的要求也不盡相同，對于公路地基自然可允許沉降的程度要求自然也是不同的。公路的用途決定了公路地基受到的壓力影響主要來自于上方的垂直壓力，因此公路施工考慮的重點應該放在其柔韌性方面，公路地基在柔韌性方面要求較高。

黃土在浸水的作用下，會降低自身的強度，隨著浸水量的不斷增加，黃土地基所具有的抗剪強度就會出現(xiàn)大幅度的降低。但是到目前為止，對于黃土濕陷所帶來的影響和危害還沒有一個系統(tǒng)的衡量標準。黃土在浸水后就會產(chǎn)生濕陷性，開始收縮，而砌石護坡對于水浸卻沒有任何的影響，因此就會發(fā)生地基與護坡脫離的情況。而如果在二者脫離的空隙中繼續(xù)有水不斷的浸入，那么即使較小的水量也會對砌石護坡造成嚴重的不利影響，對此中問題必須對此給予充分的重視。必要情況下可配合黃土地基采用土釘或者錨桿的方法進行護坡，以避免砌石護坡與地基脫離帶來的危險。

3 強夯法在濕陷性黃土地基加固中的應用

濕陷性黃土地基具有較強的壓縮性和濕陷性，當路堤的自重和外在壓力的共同作用超出了其所允許的承受能力時，濕陷性黃土地基就會發(fā)生下沉變形。當這種情況發(fā)生時，一方面要采取必要的措施防止有水繼續(xù)下滲，另一方面要根據(jù)公路工程的特點采用有效的措施對地基進行加固處理。強夯法又稱為動力加固法，采用強夯法對濕陷性黃土地基進行加固施工，不僅操作簡單而且效率高、效果好同時具有很高的經(jīng)濟性。地基在經(jīng)過強夯施工后，穩(wěn)定性、牢固性和均勻性都會得到有效的提升，能夠進一步滿足公路施工中對地基的基本要求。

3.1 強夯法施工工藝

采用強夯法對地基進行加固施工，是利用起重機將重錘掉到一定的高度，從高處自由落下，在此過程中會產(chǎn)生強大的振動力和沖擊力，對地基進行強夯，是地基在壓力的作用下更加牢固，增強地基的強度和穩(wěn)定性。采用強夯法先要對現(xiàn)場進行考查和試驗獲取施工參數(shù)和相關的數(shù)據(jù)，在結合工程特點、水文條件、地質條件等各方面的特點和要求，設計強夯法的各項技術參數(shù)。強夯法施工工藝要求首先經(jīng)過試驗確定單點的最佳夯擊能量，在根據(jù)工程目標值來確定夯擊的次數(shù)。然后布置夯點，對各個夯點之間的距離加以確定。取得強夯效果后，采用儀器對有效加固深度、密度、地基沉降變形等進行現(xiàn)場的檢測。

3.2 強夯法的技術關鍵點

根據(jù)不同的基地特點和要求，對夯機能量和次數(shù)加以確定并做好記錄，可先進行試夯，然后進行檢測，用以作為接下來的正式夯擊進行調整的依據(jù)；場地平整度要求小于±10cm；對夯擊點采用方格線的方法在線內進行布點，在用強夯機進行單點夯擊。在對濕陷性黃土地基進行加固的處理中，強夯法相比于其它處理措施，加固效果更高，而且操作簡單，投入成本較低，既可達到理想的加固效果，又可減少工程的造價，有效的提高濕陷性黃土地基的施工質量。、

［1］孫愛斌,吳連海.大運高速公路濕陷性黃土路基設計和施工試驗[J].鐵道工程學報,2013.

［2］王建東.重錘強夯法在濕陷性黃土路基地基處理工程中的應用[J].通標準化,2012,137(1).

［3］張平倉,汪念.強夯法施工實踐中加固深度問題淺析[J].巖土力學,2014,21(1).

［4］GB50025-2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].中華人民共和國建設部，2004.

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