濕陷性黃土地區(qū)路基病害處理方法探索

文 / 江西省現(xiàn)代路橋工程集團(tuán)有限公司 梅梓喻

為了改善濕陷性黃土的粘土性質(zhì)，提高路基工程項(xiàng)目的承載力，本文籍此對(duì)濕陷性黃土地區(qū)路基病害處理技術(shù)進(jìn)行研究，以期尋找出科學(xué)有效的技術(shù)方案。文章結(jié)合實(shí)際，在論述濕陷性黃土內(nèi)涵以及特征的同時(shí)，對(duì)常見的病害問題進(jìn)行了探討，最后對(duì)濕陷性黃土路基病害防治思路進(jìn)行研究，希望論述后，可以給該領(lǐng)域的工作者提供參考。

引言

濕陷性黃土地區(qū)施工經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)路基下沉以及路基開裂等問題，會(huì)給工程項(xiàng)目的開展造成一定的影響。并且，因?yàn)闈裣菪渣S土的含水量比較高，如果沒有采取有效的措施進(jìn)行處理，路基下沉病態(tài)愈發(fā)嚴(yán)重，給項(xiàng)目的開展造成了很大的威脅。因此對(duì)濕陷性黃土地區(qū)路基病害問題進(jìn)行研究，尋找出科學(xué)有效的技術(shù)處理方案，對(duì)推進(jìn)我國交通事業(yè)的發(fā)展有著非常重要的幫助。

濕陷性黃土概述

概述

黃土主要是顆粒性的物質(zhì)，其孔隙較大，內(nèi)部分布著豎向節(jié)理，含水量比較少，主要的特性就是密度低、孔隙多，受到外部作用力的影響之下，會(huì)出現(xiàn)變形等問題；干旱或者半干旱地帶條件會(huì)形成黃土，水分流失比較快，鹽類物質(zhì)直接析出，從而增大黏聚力。

黃土濕度較小的情況下，上覆土的結(jié)構(gòu)無法克服其內(nèi)部的加固黏聚力，會(huì)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成欠壓壓密的條件，只要是有水浸入到內(nèi)部，加固黏聚力會(huì)消失，從而形成濕陷狀態(tài)。

特征

第一，濕陷性。自然環(huán)境之下，黃土受到水電的侵蝕作用，熔鹽會(huì)出現(xiàn)溶解的情況，造成顆粒間受力發(fā)生損壞，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)形成蜂窩狀。在水分持續(xù)性進(jìn)入到黃土結(jié)構(gòu)內(nèi)，空隙會(huì)快速的變大，就會(huì)在黃土內(nèi)形成較大的孔隙陷穴，在受到外力持續(xù)作用和影響下，土體結(jié)構(gòu)受力損壞，進(jìn)而產(chǎn)生較大的變形問題，強(qiáng)度下降比較嚴(yán)重，形成濕陷性狀態(tài)。

第二，崩解性。在黃土濕陷性狀態(tài)發(fā)生之后，再次有水進(jìn)入會(huì)導(dǎo)致崩解問題的發(fā)生，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性會(huì)持續(xù)降低。與其他土體的性質(zhì)對(duì)比分析，濕陷性黃土結(jié)構(gòu)處理變得難度更高，操作也更加復(fù)雜，需要付出較長的時(shí)間，特別是對(duì)于水利壩體等大面積的結(jié)構(gòu)，要想進(jìn)行土質(zhì)夯填作業(yè)就需要先判斷結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定。

第三，膨脹性。黃土發(fā)生濕陷性反應(yīng)后，遇水膨脹反應(yīng)比較明顯，隨著水分逐步流失，土層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)干燥反應(yīng)而收縮，經(jīng)過反復(fù)多次的變化會(huì)逐步的剝落，給路面以及路基造成很大的影響。

濕陷性黃土地區(qū)路基病害分析

路堤沉陷變形

路堤發(fā)生沉陷性變形后，主要是有人為、地基兩個(gè)方面原因所影響的。人為因素就是路堤填筑作業(yè)并未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而誘發(fā)沉陷變形。地基原因是結(jié)構(gòu)自重、車輛荷載碾壓的持續(xù)性作用，導(dǎo)致固結(jié)沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，濕陷性黃土有水分進(jìn)入后發(fā)生濕陷變形。為了能夠減小變形量，要結(jié)合工程特點(diǎn)、路堤高度等采取必要應(yīng)對(duì)措施。

路堤坍塌與邊坡滑動(dòng)

如果出現(xiàn)了路堤塌陷或者邊坡滑動(dòng)的問題，路基地基結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生軟化問題，在路堤高度達(dá)到臨界參數(shù)值之后，會(huì)導(dǎo)致其發(fā)生整體滑動(dòng)性反應(yīng)；路堤填筑作業(yè)壓實(shí)度沒有達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)；邊坡受到雨水的嚴(yán)重沖刷作用，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部逐步被掏空而導(dǎo)致坍塌、邊坡滑動(dòng)等問題的發(fā)生；路堤排水結(jié)構(gòu)的壓實(shí)度效果較差，工程質(zhì)量不合格，受到雨水侵入影響而發(fā)生濕陷變形的問題，損壞排水結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)問題更加嚴(yán)重。

黃土路塹邊坡剝落、沖刷、滑塌

路塹邊坡主要是在地面表層設(shè)置的結(jié)構(gòu)，在開挖工作結(jié)束后，其直接暴露在空氣環(huán)境中，人為、自然因素的持續(xù)作用影響，導(dǎo)致其出現(xiàn)損害變形的問題。因?yàn)辄S土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能較差、節(jié)理裂隙比較多，在受到?jīng)_刷影響比較嚴(yán)重時(shí)，水土流失嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較多的沖溝。

濕陷性黃土路基施工工藝原理

濕陷性黃土地區(qū)的地質(zhì)條件下，建設(shè)高速公路項(xiàng)目必須進(jìn)行地質(zhì)條件處理，如果使用單一處理方式根本不能達(dá)到黃土路基施工質(zhì)量要求。某高速公路項(xiàng)目是濕陷性黃土地質(zhì)特點(diǎn)，在布置了防排水結(jié)構(gòu)后，可以有效的避免雨水侵蝕后產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損壞的問題。首先采用科學(xué)合理的處理方法，主要是從濕陷性黃土地區(qū)的地基處理、壓實(shí)、防排水等方面出發(fā)，消除濕陷性黃土的問題，提高結(jié)構(gòu)壓實(shí)度要求，避免發(fā)生濕陷性的問題，滿足工程運(yùn)行的要求。

濕陷性黃土路基病害防治措施

提前完善防排水設(shè)施

濕陷性黃土路基的結(jié)構(gòu)在開始施工環(huán)節(jié)，挖方結(jié)構(gòu)部分需要先布置截水溝設(shè)施，防止產(chǎn)生嚴(yán)重沖刷影響而發(fā)生損壞的問題，會(huì)產(chǎn)生空洞、陷穴的病害。所以在施工前，需要先開挖排水溝，將地表水直接排出去，保證排水系統(tǒng)達(dá)到通暢性的標(biāo)準(zhǔn)。地上與地下排水結(jié)構(gòu)都要進(jìn)行防滲處理，不會(huì)出現(xiàn)沉降的問題。路基結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)，確定最佳的防排水結(jié)構(gòu)，不會(huì)發(fā)生路基浸泡的問題，從而防止發(fā)生沖刷的問題。

對(duì)原地表進(jìn)行強(qiáng)夯處理

強(qiáng)夯施工就是通過設(shè)備吊起一定重量的夯錘，提升到規(guī)定高度，然后讓夯錘自由落下完成夯擊處理，在下部形成規(guī)定深度的土層結(jié)構(gòu)，達(dá)到密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，可以防止出現(xiàn)濕陷性問題，提高壓縮效果，保證承載性能合格。強(qiáng)夯施工方法操作簡(jiǎn)單，處理效果好，是目前經(jīng)濟(jì)性非常好的地基加固處理方式。

灰土擠密樁法

灰土擠密樁是目前在地下水位以上的結(jié)構(gòu)進(jìn)行濕陷性黃土地基的主要方式，其通過錘擊的方式，在土體結(jié)構(gòu)上形成樁孔的形式，然后通過分層填入的方式補(bǔ)充材料，再進(jìn)行夯實(shí)作業(yè)，達(dá)到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能要求。在施工中，原結(jié)構(gòu)的樁孔土體全都擠入到周圍空間中，在周邊區(qū)域內(nèi)形成了密實(shí)土體結(jié)構(gòu)，從而可以去除結(jié)構(gòu)的濕陷性，保證承載性能滿足要求。濕陷性黃土的地質(zhì)條件下，通過灰土擠密樁處理厚度較大的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，效果非常好，經(jīng)濟(jì)性、質(zhì)量水平都比較高，安全性較高，從而保證地基結(jié)構(gòu)承載性能合格，所以是應(yīng)用廣泛的地基處理方法。

灰土路基施工

1.石灰土施工工藝參數(shù)確定

灰土混合料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，保證技術(shù)參數(shù)合格，經(jīng)過擊實(shí)試驗(yàn)確定最佳含水量與最大干密度，在工程開始前進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，明確工藝技術(shù)參數(shù)，保證符合工程的要求。

在施工中，需要使用的機(jī)械設(shè)備較多，比如推土機(jī)、路拌機(jī)、壓實(shí)機(jī)械等。在施工中合理使用各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備，做好技術(shù)參數(shù)的控制，保證混合料的性能合格，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；確定施工工藝和工序，嚴(yán)格落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)管理控制措施，消除任何可能產(chǎn)生的危害與不利影響。

2.備料

按照結(jié)構(gòu)層厚度、寬度、松鋪系數(shù)等指標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，計(jì)算確定每個(gè)施工結(jié)構(gòu)部分的干土數(shù)量，以準(zhǔn)備充足施工材料。按照料場(chǎng)土的含水量以及運(yùn)輸車的運(yùn)載能力，計(jì)算確定各個(gè)材料的堆放間距。每一個(gè)施工路段的車輛卸車容量符合要求，上料之前要進(jìn)行地表結(jié)構(gòu)的濕潤處理，但是濕度不能過大。

3.土料攤鋪

應(yīng)用推土機(jī)與平地機(jī)把材料均勻攤鋪到規(guī)定的部位上，表面達(dá)到平整度的要求，路拱符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。攤鋪環(huán)節(jié)，如果發(fā)現(xiàn)有直徑較大的塊石，需要進(jìn)行破碎處理。攤鋪工作結(jié)束后，如果含水量沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，應(yīng)該進(jìn)行灑水悶料8h的作用。

4.石灰攤鋪

在整平工作結(jié)束后，在表面使用白灰畫上方格線，在各個(gè)位置都要進(jìn)行面積、厚度、配合比、干密度的檢測(cè)，確保所有部分的質(zhì)量合格。通過計(jì)算分析可以確定每個(gè)方格的卸料量，使用平直的刮板進(jìn)行均勻攤鋪，保證方格內(nèi)全部填滿，石灰劑量達(dá)到精度的要求。拌和環(huán)節(jié)，由專職人員檢查確定，隨時(shí)檢查確定拌和深度，保證攤鋪質(zhì)量合格。

5.悶料

石灰和土經(jīng)過全面的拌和之后，達(dá)到均勻性狀態(tài)，然后經(jīng)過整平處理，為了達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)要求，需要進(jìn)行悶料處理，3h左右即可。石灰土充分混合后，會(huì)發(fā)生較大的反應(yīng)，由于消解而產(chǎn)生較大的水化熱，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)膨脹變大，對(duì)于工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，需要做好水化熱的控制，不會(huì)給結(jié)構(gòu)性能造成過大影響。

6.碾壓

悶料工作完成之后，要再次進(jìn)行含水量的檢查，如果處于最佳含水量±2%的區(qū)間內(nèi)，即可開始碾壓作業(yè)。碾壓環(huán)節(jié)，嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝的要求，從兩側(cè)到中心的順序進(jìn)行碾壓，各個(gè)部分碾壓質(zhì)量符合要求。相鄰結(jié)構(gòu)碾壓輪的重疊寬度為1/3-2/3的輪寬即可，但是不能小于0.5m。碾壓遍數(shù)以實(shí)際情況確定，保證表面沒有輪跡，達(dá)到壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。

7.壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)

灰土路基施工環(huán)節(jié)需要重點(diǎn)檢查松浦厚度、含水量、灰劑量的檢測(cè)，完成后要檢查壓實(shí)度，保證結(jié)構(gòu)性能符合標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)語

綜上所述，我國的地域面積比較大，很多地區(qū)都是黃土地質(zhì)條件，給高速公路項(xiàng)目建設(shè)產(chǎn)生不利影響。在工程實(shí)施前，進(jìn)行全面地質(zhì)勘查，采取必要的應(yīng)對(duì)措施，消除黃土不良地質(zhì)的影響，提高結(jié)構(gòu)的承載性能、強(qiáng)度、剛性等，滿足運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。