公路工程濕陷性黃土地基處理

摘 要：濕陷性黃土對公路工程危害嚴(yán)重，主體工程施工前必須對地基進行科學(xué)處治。此處對公路工程中常用的墊層法、強夯法和擠密樁法作簡要介紹，同時對因施工時間長等不利因素而較少采用但處理徹底、處治深度大的預(yù)浸水法也作了概要介紹。

關(guān)鍵詞：公路;黃土;濕陷性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.095

0 引言

濕陷性黃土指在上覆土的自重應(yīng)力作用下，或在上覆土的自重應(yīng)力與外荷引起的附加應(yīng)力的共同作用下，受水浸濕后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著附加下沉的天然黃土。由于濕陷變形往往是局部的、突然發(fā)生的，而且通常很不均勻，對公路路基、構(gòu)造物等破壞很大，危害嚴(yán)重，必須進行準(zhǔn)確評價、科學(xué)處理。

在采取工程措施處治前，對黃土的濕陷性評價需要查明黃土的濕陷性、濕陷性黃土場地的濕陷類型和濕陷性黃土地基的濕陷等級。如果對濕陷性評價不當(dāng)，就會造成技術(shù)、經(jīng)濟上的不合理，造成事故或者浪費。

1 處理措施

在公路工程濕陷性黃土地基處理時，應(yīng)依據(jù)濕陷性黃土的特征、施工條件和當(dāng)?shù)夭牧希M行綜合技術(shù)經(jīng)濟比選后確定。此處只介紹常用的墊層法、強夯法和擠密樁法，同時對預(yù)浸水法也作簡要介紹。

1.1 墊層法

墊層法是一種淺層處治濕陷性黃土地基的傳統(tǒng)方法，具有因地制宜、施工簡便等特點。處理厚度一般為1-3m，超過3m時，挖填方工程量大、施工周期長且質(zhì)量不易保證，選用時應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較。

墊層施工時，應(yīng)先將擬處理的濕陷性黃土全部挖除，并打底夯或壓實，然后根據(jù)所選材料不同，利用基坑內(nèi)的黃土或就近挖出的其他粘性土、砂石材料、灰土作填料，在接近最佳含水量下分層回填、壓實。

1.2 強夯法

強夯法是將10-20t（最重可達(dá)200t）的重錘起吊到10-20m（最高可達(dá)40m）的高處，再自由下落，對土進行反復(fù)強力夯實，以提高其強度、降低其壓縮性，消除濕陷性黃土的濕陷性。

采用強夯法處理濕陷性黃土地基，應(yīng)先選擇代表性路段進行試夯或試驗性施工，確定夯錘質(zhì)量、落距、夯點布置、夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)等參數(shù)，正式施工時以上參數(shù)宜與試夯選定的相同。

強夯法的優(yōu)點是施工簡單、效率高、工期短，處理濕陷性效果明顯、處理深度較大（一般可達(dá)8-10m）。缺點是振動和噪聲大，在建筑物密集地區(qū)和有精密設(shè)備的房屋及其他淺基礎(chǔ)構(gòu)造物附近，應(yīng)慎重采用或采取行之有效的防振或隔振措施。

1.3 擠密樁法

素土（灰土）擠密樁法是利用成孔時的側(cè)向擠壓作用，使樁間土得以擠密，然后將樁孔用素土或灰土分層夯填密實。共同點是對土的側(cè)向深層擠密加固，其上部荷載由樁體和樁間擠密土共同承擔(dān)。當(dāng)以消除地基濕陷性為主要目的時，宜選用素土樁;當(dāng)需要提高地基承載力或增強水穩(wěn)定性時，宜選用灰土樁。

采用擠密樁處理濕陷性黃土地基一般采用群樁處理。根據(jù)有關(guān)試驗實測，相鄰兩樁間擠密效果產(chǎn)生疊加效應(yīng)，樁距越小，疊加效應(yīng)越明顯。當(dāng)然，樁距過小也不經(jīng)濟。同時，土的原始含水量對擠密效果也有顯著影響。當(dāng)含水量過低時，土呈較堅硬狀態(tài)，塑性小，有效擠密區(qū)相應(yīng)縮小。而含水量過高時，樁間土擠密效果差，而且成孔時容易出現(xiàn)縮頸、回淤等情況。所以土的含水量接近其最佳含水量效果最好。施工時，成孔后孔底在填料前必須夯實。填料分層回填夯實時，其壓實系數(shù)須滿足設(shè)計要求。在寧夏東毛高速公路濕陷性黃土地基處理時，還增加了擠密樁處治前先對地基進行碾壓的工序，效果良好。

素土（灰土）擠密樁適于處理厚度較大的濕陷性黃土地基，處治深度宜為5-15m，在國外有處理深度達(dá)18-25m的。

1.4 預(yù)浸水法

預(yù)浸水法是在工程施工前預(yù)先對自重濕陷性黃土場地大面積浸水，使土體在飽和自重壓力作用下發(fā)生濕陷產(chǎn)生壓密，以消除全部黃土層的自重濕陷性和深部土層的外荷濕陷性。

浸水前宜通過現(xiàn)場試坑浸水試驗確定浸水時間、耗水量和濕陷量等，處理時浸水坑內(nèi)的水頭高度不應(yīng)小于0.3m，連續(xù)浸水時間以濕陷變形達(dá)到穩(wěn)定為標(biāo)準(zhǔn)，《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）規(guī)定“穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為最后5d的平均濕陷量小于1mm/d”。地基預(yù)浸水結(jié)束后，應(yīng)進行補充勘察，重新評定地基的濕陷性。同時，預(yù)浸水施工完成后，地基上部土層仍具有外荷濕陷性，還需用墊層法或擠密樁等其他方法對上部土層的濕陷性進行處理。由于浸水時會造成場地周圍地表下沉開裂，所以浸水坑邊緣至既有建筑物的距離按規(guī)范要求不宜小于50m，并應(yīng)防止因浸水影響附近建筑物的穩(wěn)定性。

預(yù)浸水法適用于處理濕陷等級為Ⅲ級或Ⅳ級的自重濕陷性黃土地基，可消除地表6m以下黃土層的全部自重濕陷性，處理徹底、處治厚度大。不利因素是用水量大，一般處理1m2面積至少需要5m3以上的水，需有充足的水源保證。而且場地從浸水起至下沉穩(wěn)定以及土的含水量降低到一定要求時所需時間，一般要1年左右。

2 結(jié)語

在進行濕陷性黃土地基處理時，還必須同時做好防水措施，如濕陷性黃土地基的處理寬度應(yīng)延伸至路基邊溝外沿，有條件的可延伸至公路用地范圍內(nèi)全寬，易積水的路段還應(yīng)設(shè)置隔水墻。在濕陷性黃土地基采用砂礫填筑的路基，處理地基后應(yīng)設(shè)置高出原地面的灰土墊層，并應(yīng)加強排水等。

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作者簡介：張剛（1974-），男，寧夏吳忠人，工學(xué)碩士，高級工程師，研究方向：道路工程、交通安全工程。endprint