研究濕陷性黃土地區(qū)路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)

高倩

臨汾市交通勘察設(shè)計(jì)院 山西臨汾 041000

隨著公路里程的不斷增加，公路建設(shè)所面臨的環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，其中最常見(jiàn)的情況就是在黃土地區(qū)進(jìn)行公路建設(shè)，黃土一旦具有濕陷性將對(duì)路基施工造成很大影響，因此需要進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)。

1 工程概況

某公路工程全長(zhǎng)可達(dá)100km，線路范圍內(nèi)基本都是黃土地區(qū)，而且還有一定濕陷性。對(duì)于濕陷性黃土，不僅有普通黃土所具有的全部特性，還有一定濕陷性，對(duì)路基有很多危害，最直接的就是容易使路基產(chǎn)生下沉和變形，或?qū)е逻吰聸_蝕。公路所在黃土區(qū)中，分布有大面積新黃土，其孔隙比和含水量都很大，導(dǎo)致承載力低，整體結(jié)構(gòu)松散，所有黃土基本都具有一定濕陷性，并且局部還存在坍塌、陷穴及暗溝?，F(xiàn)圍繞該公路段落實(shí)際情況，對(duì)其路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)做如下深入分析。

2 設(shè)計(jì)原則

在黃土地區(qū)中開(kāi)展路基設(shè)計(jì)，需要考慮以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：其一，路堤設(shè)計(jì)；其二，路塹設(shè)計(jì)；其三，防排水設(shè)計(jì)；其四，地基處理設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)開(kāi)始前，應(yīng)先確定黃土屬于哪種類型，并明確其濕陷程度，找出路基病害成因，再有針對(duì)性的制定消除措施[1]。

3 路塹設(shè)計(jì)

在黃土地區(qū)的路塹設(shè)計(jì)中，需要確定邊坡的形式與坡率，并制定邊坡的防護(hù)或加固措施?？紤]到該段公路需要從重丘區(qū)中穿過(guò)，有很多的黃土峁，這樣會(huì)使路塹邊坡的坡高很大，最高可達(dá)43m。對(duì)此，根據(jù)勘測(cè)階段對(duì)路線范圍內(nèi)地質(zhì)條件進(jìn)行的分析，在初步選擇斷面形式的基礎(chǔ)上，驗(yàn)算邊坡的穩(wěn)定性。最終確定如下：對(duì)于坡高在30m 以內(nèi)的邊坡，作常規(guī)設(shè)計(jì)，而對(duì)于坡高超過(guò)30m的邊坡，每10m 設(shè)置一個(gè)平臺(tái)，從上到下第一和第二個(gè)平臺(tái)的寬度按3m 控制，從第三個(gè)開(kāi)始向上所有平臺(tái)的寬度都按5m 控制，坡率為1：1。如為對(duì)黃土路塹邊坡予以有效防護(hù)，受水的作用和影響，將產(chǎn)生破壞。因此，需要以邊坡的形式與坡高為依據(jù)，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于坡高較小的邊坡，只對(duì)坡腳處2m 高以內(nèi)的部分實(shí)施防護(hù)，而對(duì)于坡高較大的邊坡，需采用工程措施來(lái)防護(hù)，如采用漿砌片石砌筑護(hù)面墻等[2]。

4 路堤設(shè)計(jì)

該公路沿線內(nèi)存在大量溝壑，路堤設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮高路堤。對(duì)于黃土高路堤，其首要病害為工后沉降，其次則是邊坡沖刷與滑塌。考慮到線路所在地區(qū)的降水和氣候都良好，故可采用植物來(lái)防護(hù)，適當(dāng)結(jié)合圬工防護(hù)。最主要的問(wèn)題還是路堤沉降。導(dǎo)致黃土高路堤產(chǎn)生沉降的原因?yàn)槭苌喜亢奢d作用和降水影響使路堤自身產(chǎn)生一定程度的壓縮，或天然地基被壓縮或產(chǎn)生濕陷變形等。路堤填高和工后沉降之間存在直接關(guān)系，在設(shè)計(jì)中要對(duì)填土沉落予以充分考慮，對(duì)于坡高超過(guò)20m 的路堤，路基面寬度以坡高為基礎(chǔ)預(yù)留一定加寬值，在單側(cè)分別加寬0．4-0．6m。為避免路堤產(chǎn)生滑塌，并提高其整體穩(wěn)定性，邊坡需采用土工格柵進(jìn)行加固，按照從下到上的順序以0．5m 的間隔距離鋪設(shè)土工格柵，對(duì)于水平方向上的鋪設(shè)寬度，按3m 控制即可。對(duì)于新黃土，可通過(guò)對(duì)壓實(shí)度的控制來(lái)保證壓實(shí)質(zhì)量。要想從根本上解決天然地基自身壓縮性與濕陷性，必須先確定黃土所屬哪種類型，還要確定濕陷程度，同時(shí)采取合理可行的防排水措施及地基處理方法[3]。

5 防排水設(shè)計(jì)

在黃土地區(qū)中，路基病害的發(fā)生和水有十分密切的關(guān)系，所以在設(shè)計(jì)中就必須認(rèn)真做好防排水。對(duì)此，路基設(shè)計(jì)中，不僅要按照常規(guī)要求開(kāi)展防排水設(shè)計(jì)，對(duì)于高度較大的路塹邊坡及其平臺(tái)應(yīng)采用排水溝來(lái)進(jìn)一步促進(jìn)排水，確保坡面上的積水能夠及時(shí)且徹底的排走，以此減小水對(duì)邊坡造成的沖刷與下滲，從而防止病害的發(fā)生。

6 地基處理設(shè)計(jì)

在地基處理設(shè)計(jì)中，應(yīng)針對(duì)黃土具有的濕陷性制定合理可行的措施，減小或避免地基沉降而導(dǎo)致的路基下沉，保證路基整體穩(wěn)定性。對(duì)此，應(yīng)先確定適宜的處理范圍與厚度，需根據(jù)地基土類型、濕陷程度與公路的技術(shù)等級(jí)等基本情況進(jìn)行。對(duì)于I 級(jí)和II級(jí)自重濕陷性黃土地基與III 級(jí)非自重濕陷性黃土地基，如果只是去除部分濕陷量，則可通過(guò)上層處理來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于處理的厚度，在非自重濕陷性黃土地基中，按1．5-2．0m 的范圍控制，而在自重濕陷性黃土地基中，需按照1-3m 的范圍控制；如果要去除所有濕陷性，則可通過(guò)墊層、強(qiáng)夯來(lái)實(shí)現(xiàn)[4]。當(dāng)黃土地基的濕陷性為非自重時(shí)，若濕陷性為I 級(jí)，則無(wú)需對(duì)地基進(jìn)行處理；若濕陷性為II 級(jí)，則按照1．0-1．5m 的厚度來(lái)處理；若濕陷性為III 級(jí)，則需按照1．5-2．0m 的厚度來(lái)處理，只有這樣才能真正的避免濕陷危害的發(fā)生。當(dāng)黃土地基的濕陷性為自重時(shí)，若濕陷性為I 級(jí)，需按照1．0-1．5m 的厚度來(lái)處理；若濕陷性為II 級(jí)，需按照1．5-2．0m 的厚度來(lái)處理；而若濕陷性為III 級(jí)時(shí)，需按照2．5-3．0m 的厚度來(lái)處理。根據(jù)該公路線路地質(zhì)勘察報(bào)告對(duì)黃土濕陷性進(jìn)行的等級(jí)劃分，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需進(jìn)一步劃分黃土濕陷性的等級(jí)，充分考慮不同段落的黃土地基濕陷性，制定針對(duì)性的排水措施，同時(shí)還要對(duì)材料來(lái)源和交通運(yùn)輸情況等在內(nèi)的因素進(jìn)行考慮，對(duì)沿線范圍內(nèi)不同段落制定不同的地基處理方案。比如，對(duì)于地面上方側(cè)和坡腳相距30m 而地面下方側(cè)和坡腳相距20m 的陷穴，可通過(guò)開(kāi)挖回填夯實(shí)或灌砂或夯實(shí)來(lái)處理。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前該公路施工已經(jīng)完成，且經(jīng)施工檢驗(yàn)，其路基設(shè)計(jì)合理可行，在正式通車后得到了驗(yàn)證，可以為情況類似的黃土地區(qū)公路路基設(shè)計(jì)提供參考借鑒，不斷提高公路路基設(shè)計(jì)技術(shù)水平，解決黃土地區(qū)路基設(shè)計(jì)這一難題。