淺談濕陷性黃土路基設(shè)計與處理措施

李方根

摘要：本文對濕陷性黃土路基設(shè)計與處理措施進(jìn)行了全方位的分析，首先簡要概述了黃土工程的特性，其次詳細(xì)深入剖析了當(dāng)前我國濕陷性黃土路基中存在的問題，接著筆者在進(jìn)行了客觀全面反思總結(jié)的基礎(chǔ)上提出了幾點(diǎn)行之有效的解決對策，旨在從整體上提升濕陷性黃土路基的穩(wěn)定性與堅固性。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土;路基設(shè)計;處理措施;探究分析

1 黃土工程的特性

滲水性，黃土具有空隙垂直、膨脹和收縮性，如果降水會下滲到裂縫中而增長滲透深度，其粘粒含量也較多，會出現(xiàn)不透水的不良狀況;二是濕陷性，由于黃土往往受到外部施加的荷載而具有自身的重量，當(dāng)被水濕潤后會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞而發(fā)生下沉;三是縮脹性，該特性若多次循環(huán)往復(fù)會縮減公路的年限和使用壽命，黃土先遇水體積脹大而導(dǎo)致路基隆起，干燥后會體積收縮而出現(xiàn)所謂的路基下沉;四是多孔裂隙性，黃土是一種很特殊的黏土，它的含沙量高達(dá)50%左右，同時它的空隙度也較高，其中的空隙往往以傾斜或垂直的狀態(tài)呈現(xiàn)，且大多以上下貫通為主。

2 濕陷性黃土路基中存在的問題

滲流問題，往往濕陷性黃土路基的滲流量或水力比降超過固定值時會引發(fā)較為嚴(yán)重的水量災(zāi)害，直接造成路基失穩(wěn)與路面破壞，還會引發(fā)工程安全事故;二是沉陷問題，路基在多年的靜荷載和動荷載作用下會產(chǎn)生變形，最典型的是水平位移，同時當(dāng)路基的壓實度不夠時，含水率會超過規(guī)定允許最大值而出現(xiàn)不均勻沉陷;三是路基的承載力和穩(wěn)定性問題，如果承載力不達(dá)標(biāo)，路基會有不同程度的剪切破壞，此外水和壓力的作用是產(chǎn)生濕陷的外部條件，而黃土的結(jié)構(gòu)特征及物質(zhì)組成是內(nèi)在因素，它受到環(huán)境的影響較大。

3 促進(jìn)濕陷性黃土路基設(shè)計與處理的有效措施

3.1 加強(qiáng)挖方和填方路段的控制

在中濕路段中，濕陷性黃土地基強(qiáng)夯處理要求路基頂面以下30厘米土基采用8%的灰土改良處理，路基頂面自上而下分別采用滿足設(shè)計要求的土或改良土回填，還應(yīng)根據(jù)邊坡具體變形的原因和類型，在設(shè)計階段要根據(jù)以往公路的建設(shè)經(jīng)驗選定合理的邊坡形式，同時根據(jù)水流來源、水量大小來增加設(shè)計必要的攔排水設(shè)施。如果雨水對路堤邊坡坡面表面的沖擊量過大，速度較快時，應(yīng)采用攔水帶和急流槽結(jié)合的設(shè)計和施工方式，將水流集中到坡面并排除到路基以外，逐步降低雨水對于路基的侵蝕作用，例如在邊坡坡頂設(shè)計截水溝、采用封閉處理等措施。

3.2 做好地基處理

3.2.1 強(qiáng)夯法與重錘表層夯實法

強(qiáng)夯法是借助重錘給予地基沖擊和振動，致力于改善土的振動液化條件來增大壓實度，并逐步消除濕陷性黃土的不良特性，該過程使土體發(fā)生一系列的物理變化，強(qiáng)調(diào)讓一定范圍內(nèi)的地基強(qiáng)度提高、孔隙擠密，從而排水固結(jié)、壓密及觸變恢復(fù)的過程。此外，重錘表層夯實適用于處理飽和度低于50%的濕陷性黃土地基，它在夯實層的范圍內(nèi)，土的力學(xué)、物理性質(zhì)都能獲得顯著改善，還應(yīng)輔助以化學(xué)加固法，它主要采用注入水玻璃的辦法，而混合攪拌法使在路基深部將立黏土和水泥強(qiáng)制攪拌，使其硬結(jié)成具有水穩(wěn)定性、整體性和一定強(qiáng)度的路基土，還可以采取超壓固結(jié)法，應(yīng)在路基上堆載超過路基計算壓力值一定量的荷載，還要確保有充足的時間。

3.2.2 淺層換填法

該方法是先將基礎(chǔ)下的濕陷性黃土一部分或全部挖除，后用素土或灰土分層夯實做成墊層，以此消除地基的濕陷量，并減小地基的壓縮變形且提高承載力，同時要求增強(qiáng)水穩(wěn)定性時應(yīng)采用局部或整片灰土墊層予以處理，墊層設(shè)計的原則要考慮整片墊層的平面處理范圍，每邊超出建筑物外墻基礎(chǔ)外緣的寬度應(yīng)大于2厘米，還要設(shè)置局部墊層不考慮防水、隔水作用。

3.2.3 樁基法與擠密法

樁基法是將上部荷載傳遞給樁側(cè)和樁底端以下的土層，并在成孔過程中將土排出孔外，通常當(dāng)樁周土受水浸濕后，樁側(cè)阻力會減小，產(chǎn)生自重濕陷時，樁側(cè)的正摩擦力會迅速轉(zhuǎn)化為負(fù)摩擦力，同時樁底端以下的受力層應(yīng)為壓縮性較低的非濕陷性土層，不僅能滿足設(shè)計要求，還能保證建筑物的安全。所謂的擠密法是在基礎(chǔ)平面位置布置樁孔并成孔，將備好的素土在最優(yōu)含水量下分層填入樁孔內(nèi)，并分層夯實至設(shè)計標(biāo)高，該方法大多適用于地下水位以上含水量20%的濕陷性黃土，要求原來處于樁孔部位的土全部被擠入周圍土體，從而徹底改變土層的濕陷性質(zhì)并提高其承載力。

3.3 預(yù)浸水法

該方法是充分利用黃土浸水產(chǎn)生濕陷的特點(diǎn)，要求在建筑施工前預(yù)先對濕陷性黃土場地大面積浸水，使土體產(chǎn)生自重濕陷，從而起到消除深層黃土濕陷的目的，該方法需要滿足以下規(guī)定：一是浸水坑內(nèi)的水頭高度不應(yīng)該小于3分米，連續(xù)浸水時間應(yīng)以濕陷變形穩(wěn)定為準(zhǔn);二是浸水坑的邊長應(yīng)大于濕陷性黃土層的厚度，同時要分段進(jìn)行浸水;三是浸水坑邊緣至既有建筑的距離應(yīng)大于500分米，全面保障好場地邊坡的穩(wěn)定安全性，并且浸水前應(yīng)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。

4 結(jié)語

濕陷性黃土的地質(zhì)當(dāng)遇到一定的壓力，內(nèi)部的土體結(jié)構(gòu)會迅速瓦解而發(fā)生下沉或產(chǎn)生變形、開裂與凹陷，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致道路邊坡發(fā)生剝落、坍塌等，通常在一分鐘內(nèi)濕陷量可以達(dá)到60%，從而威脅到公路建設(shè)，這就必須要求不斷優(yōu)化升級濕陷性黃土路基的設(shè)計與處理模式，在提升工程質(zhì)量與進(jìn)度的同時減少資金成本的損耗，進(jìn)而提高路基的耐久性。

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