基于公路施工中濕陷性黃土路基施工技術(shù)研究

張潔

摘要：在公路工程建設(shè)中，黃土濕陷性問題是造成施工困難、影響施工質(zhì)量的巨大難題。對濕陷性黃土工程地質(zhì)特點進行簡要分析，并提出公路工程中黃土濕陷性問題的具體施工處理方法，以期為我國公路工程施工質(zhì)量的提升提供有效參考。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土；強夯法；灰土擠密樁前言

在公路地基建設(shè)的過程中，一般情況下會避開黃土性質(zhì)的地段，但是因為眾多因素的限制，很多時候無法避開黃土地域，所以在黃土性質(zhì)地段進行公路地基施工，必須做好地面水和地下水的排除工作，防止出現(xiàn)濕陷的現(xiàn)象，對公路后期投入使用的過程中，造成嚴重的質(zhì)量和安全隱患。本文對高速公路建設(shè)過程中的路基技術(shù)問題進行研究和探討，為我國公路路基建設(shè)提供技術(shù)參考。

1濕陷性黃土簡介

黃土以粉土顆粒為主，具有孔隙較大、豎向節(jié)理等特征，天然含水量小，具有低密度、含水量和高孔隙的特點，在外載和自重力作用下受水浸濕后易產(chǎn)生濕陷變形：在干旱和半干旱的條件下形成的黃土，由于蒸發(fā)量大，水分不斷減少，鹽類析出，膠體凝結(jié)，產(chǎn)生了加固黏聚力。在黃土濕度較小的情況下，上覆土不足以克服土中形成的加固黏聚力，因而形成欠壓壓密狀態(tài)，一旦受水侵蝕，加固黏聚力消失，就產(chǎn)生濕陷。黃土的豎向節(jié)理特性導致黃土具有滲透性，老黃土普遍存在構(gòu)造節(jié)理，對路基邊坡的穩(wěn)定性常起控制性作用，在構(gòu)造節(jié)理的黃土層中開挖的邊坡，其破壞形式常呈沿節(jié)理面滑落，具有垂直節(jié)理的黃土邊坡，其破壞方式呈現(xiàn)為倒塌，無構(gòu)造節(jié)理的黃土邊坡破壞則主要為滑坡。

2黃土的特點

2.1崩解性黃土最大的特點

土質(zhì)疏松，空隙較大，具有較強的吸水性，并且在吸水的過程中容易出現(xiàn)崩解現(xiàn)象。但是也有很多年代較為久遠的黃土，經(jīng)過長時間的壓實，孔隙較小，但是其吸水性也較強，只是出現(xiàn)崩解現(xiàn)象的時間與孔隙大的黃土相比較晚。如果顏色為紅黃土，其孔隙非常的小，在滲水的過程中，基本不會出現(xiàn)崩解的現(xiàn)象。

2.2脹縮性

黃土遇水會發(fā)生膨脹的現(xiàn)象，使得上方的路面隆起。待黃土水分蒸發(fā)干凈，黃土的體積就會出現(xiàn)收縮，其上方的路面又會下沉。在這樣反復循環(huán)的過程中，路面就會形成較為嚴重的裂縫，直接影響公路使用的壽命，使得公路在使用的過程中出現(xiàn)質(zhì)量和安全的風險。

2.3多孔裂隙性和強度衰減性

黃土的一個顯著的特性就是空隙量較多，在這種情況下，其土質(zhì)的強度會隨著土壤水分含量的增高而降低。但是在天然含水的狀態(tài)下會呈現(xiàn)比較堅硬的狀態(tài)，且強度較高。但是在滲水的狀態(tài)下，黃土不能及時的干燥，其強度也會積聚下降。

2.4滲水性

綜上，黃土具有較強的脹縮性，并且在脹縮的過程中會使得路面出現(xiàn)裂縫，所以出現(xiàn)降雨天氣，雨水會隨著裂縫深入黃土中。黃土的縫隙呈管狀垂直狀態(tài)，所以黃土的垂直滲水性非常的大。但是有很多區(qū)域的黃土層因為粘粒含量較高，導致滲水性呈現(xiàn)不良的狀態(tài)，甚至出現(xiàn)不透水的土層。

2.5濕餡性

黃土在外加荷載有土體自重的作用下，受水侵濕后，因土體結(jié)構(gòu)破壞，而發(fā)生大量劇烈的附加下沉，即形成濕陷。

3濕陷性黃土及其危害分析

本文主要對黃土特性中的濕陷性進行分析，濕陷性的黃土具有強度高和壓縮性低的特點。所以在公路路線選擇的時候會盡量避開濕陷性黃土。如果一定要在濕陷性黃土上進行公路施工操作，則要避免濕陷性黃土與水的接觸。因為濕陷性黃土與水接觸之后，在重力的作用下，會形成一種新的巖體。對公路路基造成嚴重的破壞。所以為了保證公路路基施工的質(zhì)量，在展開施工作業(yè)之前需要對濕陷性黃土的性質(zhì)進行有效的分析，根據(jù)分析的結(jié)果，針對性的制定施工的方案。因為濕陷性的黃土安全性系數(shù)極低，所以在路基填筑材料選擇的時候一定要避免選擇具有濕陷性的材料。例如，我國很多高速公路的路線需要設(shè)置在比較偏遠的鄉(xiāng)村地區(qū)，因為缺乏專業(yè)性的監(jiān)督，施工人員經(jīng)常會在地基填筑的時候，隨意選取填筑材料，所以經(jīng)常會無意中選擇到濕陷性的填筑材料，遇水之后其遭到破壞的速度非常的快，就會對公路使用造成極大的安全風險。濕陷性黃土破壞的主要表現(xiàn)形式是公路路面的下陷。濕陷性黃土的溶解條件較低，并且因為其較多的垂直孔隙，幾乎沒有內(nèi)部凝結(jié)的能力，所以使得濕陷性黃土的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，盡量避免在公路路基建設(shè)中應(yīng)用。

4濕陷性黃土公路路基的處理方法

4.1強夯法

強夯法的主要實施原理是利用重錘對地基以較大的沖擊力，一般采用的施工機械為帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機。保證在力的作用下土質(zhì)密度增高，并且土質(zhì)輕度和密度之間成正比關(guān)系，隨著密度的增加，地基的承載力得到有效的提升。尤其在公路路基施工的過程中，經(jīng)常會遇到濕陷性黃土土質(zhì)，其土質(zhì)的結(jié)構(gòu)不均勻，結(jié)構(gòu)性能較差。所以要采取安全性較高的強夯法對其地基土層進行壓實，但是強夯法也有一定缺點，就是其在作業(yè)的時候會有較大的振動，并且伴隨著噪聲，會對施工現(xiàn)場周圍的居民造成一定的影響。

4.2換填法

換填法就是將公路路基內(nèi)的濕陷性黃土挖出，換成沒有濕陷性性質(zhì)的填充材料，一般換填土多為灰土、索土、沙石等。該方法主要適用于地下水位以上局部或整片處理，這種方法的主要優(yōu)點是施工程序較為簡單，但是缺點也較為突出，換填法一般只用于地基表層作業(yè)處理，所以在深層地基作業(yè)中不適用該種方法。該方法消除濕陷性的原理：換填土用于置換基礎(chǔ)以下適當范圍內(nèi)的濕陷性土層，以降低路基的濕陷量。

4.3灰土擠密樁法

灰土擠密樁法，主要是利用打樁機板鋼管套打入公路地基土層中，成孔至設(shè)計深度后孔底夯實，灰土料分層填筑、分層夯實，最后機具移位施作灰土墊層。這種措施的優(yōu)點非常突出，就是路基的穩(wěn)固性大幅度提升，但是這種方法的實施成本較高，且工藝較為復雜，對施工工藝要求非常的高，一旦其中一個操作程序出現(xiàn)失誤，就會導致整個施工工藝質(zhì)量出現(xiàn)問題。

4.4沖擊碾壓法

沖擊碾壓法的工作原理與強夯法有一定的相似之處，也是主要對濕陷性黃土進行壓實處理，但是沖擊碾壓法處理土層的深度一般較小，主要是對地基淺層的黃土進行壓實處理。這種方法通常應(yīng)用于路基施工完成后，出現(xiàn)沉降現(xiàn)象的時候，保證路基的強度和穩(wěn)定性，最大程度的提高路基的承載能力。

4.5深層攪拌樁法

深層攪拌樁法主要應(yīng)用于土層含水量較高的濕陷性黃土，其因為施工程序簡單、并且施工過程中產(chǎn)生的噪音較低所以在濕陷性黃土地基施工中得到了廣泛的應(yīng)用。深層攪拌樁法的具體應(yīng)用需要選擇合適的固化材料，在公路路基施工中一般選用水泥作為固化材料。其具體的工作原理是將一定比例的水泥與黏土混合，生成一種結(jié)晶化合物，最后凝固成強度較高的固體物質(zhì)，有效的提高了地基的強度和承載能力。

4.6路基排水

濕陷性黃土條件下，公路路基處理的方法還包括將濕陷性黃土與水進行分離。分離的主要措施是把黃土中的水與路基內(nèi)的滲水隔離開來，還要改變地表水流經(jīng)的方向。水是黃土發(fā)生濕陷的主要外在因素，因此合理完善的防排水措施是必不可少的，內(nèi)外兼治方能防止黃土的濕陷性在路基使用過程中產(chǎn)生的各種危害。公路路基的排水主要分為三個部分：永久性排水系統(tǒng)、臨時性排水系統(tǒng)和保護原有的水流。排水設(shè)施應(yīng)與路基同步施工，及時做好路基施工過程中臨時排水及永久性排水系統(tǒng)，并應(yīng)注意排水系統(tǒng)的銜接，及時進行管理與養(yǎng)護，保障排水系統(tǒng)水流的暢通。

5結(jié)語

黃土濕陷性問題是公路施工當中必須充分研究和妥善解決的問題之一，只有有效消除黃土地基的濕陷問題，采取適當?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，才能保證公路地基的穩(wěn)固性，確保公路施工質(zhì)量和安全。