黃土地區(qū)壩式路堤地基處理的探討

王亞龍

（定西市農(nóng)村公路建設養(yǎng)護管理處，甘肅　　定西　743000）

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黃土地區(qū)壩式路堤地基處理的探討

王亞龍

（定西市農(nóng)村公路建設養(yǎng)護管理處，甘肅定西743000）

摘要：黃土地區(qū)地形起伏較大，地貌、地層較復雜，黃土梁茆、溝源密布、沖溝發(fā)育，壩式路堤較普通高填方路堤和橋梁工程而言，對于甘肅省干旱和半干旱黃土地區(qū)具有集水和改善生態(tài)環(huán)境的作用，在黃土地區(qū)修建高等級公路時，采用壩式路堤跨越溝谷,對于改善當?shù)厝罕娚钌a(chǎn)及出行十分有利。目前，壩式路堤已普遍存在于甘肅公路建設項目中，如G312、G211、巉柳高速、馬隴公路等。為確保壩式路堤穩(wěn)定性和耐久性，必須進行地基處理，根據(jù)筆者實際參建的通渭至榜羅革命遺址公路建設項目中14處平均填筑高度30 m以上的高填路堤，及6處黃土地區(qū)壩式路堤地基處理經(jīng)驗，對于黃土地區(qū)壩式路堤地基處理措施和設計具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：壩式路堤；黃土；地基處理

0　　引言

黃土空隙大,結(jié)構(gòu)疏松、孔隙發(fā)育、壓縮性強、弱膠結(jié)的沉積物，富含碳酸鹽,在路堤和活載作用下產(chǎn)生壓縮會導致下沉。黃土地區(qū)壩式路堤的地基處理關(guān)系到整個路基工程的穩(wěn)定性、沉降和耐久性，關(guān)系到滲水量的大小，地基處理不當，會引起壩式路堤工后不均勻沉降，邊坡失穩(wěn)溜塌，甚至是安全事故和質(zhì)量事故，所以必須重視地基的處理工作。

1　　現(xiàn)場勘察

壩式路堤對地質(zhì)以及地形地貌條件有較高要求和規(guī)定，比如地基承載力的一般要求：當最大填高20～25 m時，不應小于175 kPa；最大填高25 m以上時，不應小于200 kPa。淤泥、地下水滲流、泉眼等特殊地基，應根據(jù)承載力試驗結(jié)果，地質(zhì)勘探報告綜合分析按設計要求進行地基處理，地質(zhì)勘察工作應進行地基承載力試驗、螺旋壓板載荷試驗和旁壓試驗，查明壩式路堤地基范圍內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、危害程度和具體分布范圍；確定場地內(nèi)濕陷性黃土的土體性質(zhì)、含水量、濕陷類型和濕陷等級的分布情況；確定地基基底類型。然后根據(jù)當?shù)厮乃Y料預估地下水位季節(jié)性的變化幅度及其升降的可能性，結(jié)合壩式路堤的實際情況，對地基作出初步評價。

2　　黃土地區(qū)壩式路堤地基處理措施

2.1墊層法

墊層法屬于換填法，換填厚度一般為1.0～3.0 m，一般適用于淺層黃土處理。該方法的原理是挖除原地面較淺的黃土層，換填相應材料后進行分層碾壓或夯實，回填的材料類型包括砂礫、碎石、粉煤灰、干渣、石灰土、工業(yè)廢渣、二灰土和素土等。墊層法可提高壩式路堤基底的承載力，減少沉降量，消除或部分消除黃土的自重及濕陷性，減輕或避免了地基附加應力引起的濕陷，施工工藝簡單便于操作，且效果顯著，是一種在甘肅黃土地區(qū)常用的地基淺層黃土處理或部分處理的方法。開挖基底至設計標高時出現(xiàn)地下滲水一般采用片石拋投，拋投1 m以上再換填卵礫石。工程實例：通渭至榜羅革命遺址公路建設項目K42+832-K42+993段一處中心最大填筑高度為56 m的壩式路堤，溝底換填1.5 m卵礫石，換填所用的卵礫石粒徑3～5 cm，砂礫中泥沙含量不得大于5%且粒徑>20 mm，顆粒含量應不小于50%，并在基底每填高5 m處進行強夯點夯處治，以減少路基工后沉降。

2.2強夯夯實法

強夯夯實法簡稱強夯法，可短時間內(nèi)提高地基承載力，適用于處理土層厚度為3～6 m的濕陷性黃土地基。強夯的有效加固處理深度,可根據(jù)梅納公式進行估算，它的作用機理是利用重錘自由落體的強大勢能，在極短的時間內(nèi)對地基土體施加一次巨大的夯擊，使得土體迅速發(fā)生力學變化，加速土體結(jié)構(gòu)的液化、排水固結(jié)及觸變恢復等，現(xiàn)已廣泛應用與黃土地基的處理中。工程中夯點宜采用矩形布置，間距為4 m，單點擊實次數(shù)為5～10次，第一遍、第二遍單擊夯擊能芏3 000 kN·m，第三遍采用滿夯單擊一次夯擊能芏1 200 kN·m。強夯法具有施工簡易、地基處理效果好、造價低等優(yōu)點。但強夯法對周圍環(huán)境影響大，施工時即便設置隔震溝，也會產(chǎn)生巨大的噪音和較大振動，或溝壁松動土體崩塌造成安全事故，在人口密集的地區(qū)不易使用，溝壑發(fā)育不良、溝底橫向坡度偏大或溝壁陡縱向距離較小時不易采用。另外，對于1.0～1.5 m深度內(nèi)的濕陷性黃土，為減少成本亦可用重錘夯實代替，一般設計采用重錘為14～40 kN，落高為2.5～4.5 m。

2.3擠密樁法

擠密樁法適用于地下水位以上，5～10 m深度內(nèi)的濕陷性黃土地基，當基礎荷載較大，有可靠的持力層時處理深度可達30 m及以上。其作用機理是通過擠密、沖擊和振動的方法將粉煤灰、石灰等粒料分層擠入地基，使深層黃土密實，并在地基范圍內(nèi)形成直徑較大的樁體，與原地基一起作用形成復合地基，較大限度地提高地基承載力，使周圍土地變密實，加速固結(jié)，有效減少沉降量，防止黃土液化失穩(wěn)，可消除或部分消除黃土的濕陷性。工程中在現(xiàn)場用試驗確定擠密樁所采用的樁的直徑及樁間距離，要求黃土地基在擠密范圍邊緣上干密度達到16.0 kN/m3以上，一般采用0.3～0.5 m，樁間距選用0.75～1.5 m，用螺旋鉆、沖擊鉆或爆擴等方式在土中成孔，或者將未閉合套管壓入土體中，然后將混和后的石灰與粉煤灰灌入樁孔，分層夯填而成樁。同時，當我們選擠密樁處理濕陷性黃土地基時，地基表層應采取表層夯實等防水措施。

2.4土工織物法

土工織物屬于土工合成材料，是由高分子聚合物制成的纖維制品，也稱為土工薄膜或土工纖維，至今只有70多年的歷史，現(xiàn)已廣泛應用于民用建筑、土建工程、水利水電及軍事等領(lǐng)域，具有高抗拉強度、耐久性、質(zhì)量輕，施工造作簡單方便，抗拉強度高、耐腐蝕性好，抗微生物侵蝕能力強等優(yōu)點。工程中宜采用多層土工織物，合理選擇土工織物撕破強度、刺破強度、CBR頂破強度等指標，基底可鋪設20 cm以上砂礫或碎石墊層找平和加固，層間填以中、粗砂，不僅能增加土工織物的延伸率和層間摩擦力，使上部負荷分散、分布較均勻，增強原地基承載能力和穩(wěn)定性，地基承載力要求250 kP以上時一般應設置4層土工織物。施工時一定要注意接縫的連接處理，鋪設時應平整均勻，端部先進行鋪填，中間后填，端部錨固必須十分牢固，出現(xiàn)損壞或缺陷時應予立即修補。因此，土工織物法是在淺層黃土地基中常用的處理方法之一，甘肅公路壩式路堤多數(shù)采用此法，效果很好，應該提倡應用。

3　　結(jié)束語

（1）黃土地區(qū)壩式路堤必須進行地基處理，對穩(wěn)定的老黃土地基可不做處理；

（2）黃土地區(qū)壩式路堤常用地基處理方法有：墊層法、強夯夯實法、擠密樁法、土工織物法等，其他方法有超載預壓法、預浸水法等；

（3）正確選擇壩式路堤的地基處理措施，注重防排水設計，嚴格控制每一道工序，完善施工工藝，采用新技術(shù)、新材料、新設配，結(jié)合實際工程中的經(jīng)驗，并設置穩(wěn)固的防護工程和支擋工程至關(guān)重要。

參考文獻：

［1］ 長安大學公路學院,甘肅省交通廳.黃土地區(qū)特殊路基合理斷面形式研究［R］，2002.

［2］ 景宏君，張斌.黃土地區(qū)公路路基沖擊壓實試驗［J］.長安大學學報（自然科版），2004，24（1）：25-29.

［3］ 吳培熙，張留城.聚合物共混改性原理及工藝［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1984.

［4］ 高大釗，袁聚云.土質(zhì)學與土力學計算［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［5］ 李峻利，姚代錄.路基設計原理及計算［M］.北京：人民交通出版社，2003.

［6］ 胡長順，黃輝華.高等級公路路基路面施工技術(shù)［M］.北京：人民交通出版社，1994.

［7］ 劉巽伯.上海市粉煤灰應用技術(shù)手冊［M］.上海：同濟大學出版社，1995.

中圖分類號：U416.1

文獻標識碼：A

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.06.010

收稿日期：2016-3-30

作者簡介：王亞龍（1988-），男，漢族，甘肅定西人，大學本科，助理工程師，主要研究方向：公路建設與養(yǎng)護。