公路濕陷性黃土路基分析與處理

劉天林/濰坊市坊子區(qū)公路局

公路濕陷性黃土路基分析與處理

劉天林/濰坊市坊子區(qū)公路局

在我國的部分地區(qū)存在著濕陷性黃土的地質(zhì)現(xiàn)象，在這些地區(qū)開展公路工程建設(shè)時往往需要面臨較大的路基處理施工難題。這是由濕陷性黃土路基的力學性質(zhì)所決定的。但是若不對其進行有效處理，由會嚴重影響到公路工程施工質(zhì)量，因而必須要對實際工況進行全面分析并采取有效地基處理措施。

公路；濕陷性黃土；路基；處理

所謂濕陷性黃土，就是指在干燥的環(huán)境中，該土質(zhì)的強度很大，壓縮性較低，然而一旦遇水后，該土質(zhì)的強度就會大幅度下降，壓縮性高，易出現(xiàn)沉陷變形的情況。尤其是外力作用下，這種變形程度會更大，從而給地面上的建筑、公路等工程帶來嚴重危害。

一、公路濕陷性黃土路基沉陷的成因分析

就目前來講，公路濕陷性黃土路基出現(xiàn)沉陷的現(xiàn)象主要有兩種，分別是新填土部分出現(xiàn)自沉現(xiàn)象，以及原地基出現(xiàn)沉陷問題。其中前者所引起的沉陷變形一般不會對公路產(chǎn)生太大的影響，但是后者所引起的沉陷變形則會對公路路面造成嚴重破壞。其各自的沉陷成因分別如下所示：

1.新填土的自沉成因。公路路基上部的新填土出現(xiàn)沉陷變形情況一般都不是驟然沉陷的，而是經(jīng)過一段時間后逐漸沉陷的。在公路通車前，該沉陷多為黃土自重引起的沉陷。而公路通車后加上行車荷載，又會產(chǎn)生一定的沉陷。但是在施工中一般都會對新填土進行壓實處理，使得新填土層的密度較大，所以即使有沉陷變形，沉陷量也不大，變形程度不高。

2.原路基的沉陷成因。原路基沉陷是造成路面破壞的主要原因，其沉陷量一般較大，且沉陷速度也相對較快，是公路工程中最需要重視的一種沉陷變形情況。原路基之所以會出現(xiàn)變形情況，主要是因為路基土體受到了較大的外力，同時土層內(nèi)部存在空隙。

二、路基破壞機理分析

在分析濕陷性黃土對路基產(chǎn)生的破壞機理時，首先要明確其沉陷機理。事實上，濕陷性黃土本身就是一種相對較新的土質(zhì)，生成時間只有短短的幾百年歷史，因而其自身固結(jié)能力較差，使得其結(jié)構(gòu)較為松散，土質(zhì)之間的空隙較大，強度不高。但是在未遇水之前，其內(nèi)部土體顆粒會形成一定的機械咬合作用和分子之間的膠結(jié)作用，使得土層的強度還相對較大。但也經(jīng)不起過大外力的作用，因為外力作用過大時就會破壞顆粒間的機械咬合，使得土層骨架斷裂，造成土體沉陷。而一旦遇水后，土體顆粒就會被軟化而潰散，強度大大降低，從而引起較大的沉陷變形。

而一旦土層發(fā)生沉陷變形，就會給路基造成嚴重破壞。這是因為在濕陷性黃土地段，填筑路基的抗剪性能很差，在沉陷量嚴重不一致時，路基將形成斷裂。部分軟弱地段的地基經(jīng)過換填、擠密、強夯、膠結(jié)等方法處理后，其土層結(jié)構(gòu)中的孔隙減少，土層致密，使地基承載力及抗壓縮性都顯著提高，經(jīng)過處理的土體將不再具有濕陷性和明顯的壓縮性。此時地基的壓縮量與未經(jīng)處理的地基銜接處將形成明顯的沉陷差，使路基斷裂。另外，路基與一般構(gòu)筑物銜接處也存在不均勻沉陷的情況。

三、公路濕陷性黃土路基的處理技術(shù)措施

基于上述分析可得知，公路工程若經(jīng)過濕陷性黃土地段，就需要提前做好路基處理工作，以免在公路施工完成后投入使用時發(fā)生沉陷現(xiàn)象。若此時再進行修補加固處理，不但會增大施工成本，降低公路運行效率，而且還可能會引起傷亡。那么在施工中采用哪些處理技術(shù)才不能避免這些問題的發(fā)生呢？在此筆者認為應(yīng)該根據(jù)實際情況選擇合理的措施，可以采用下述幾種處理技術(shù)方法：

1.超壓固結(jié)技術(shù)。超壓固結(jié)是以時間充裕為前提的，新填筑路基完成后，在路基上堆載超過路基計算壓力值一定量值的荷載，對路基進行預(yù)壓一段時間（此時間參數(shù)一般按超壓值來確定）的超壓值P‘與路基填土引起的壓力值P相比，乘以超壓時間加上路基本身預(yù)壓時間t`，應(yīng)為T=P'（P'/P）×t`，一般為一年到一年半的時間。

2.強夯處理技術(shù)。選用強夯處理時，應(yīng)先進行現(xiàn)場實驗，強夯地基的黃土飽和度不應(yīng)大于80%；強夯位置距離居民區(qū)不小于150m；橫路基向強夯范圍至征地邊界；對于黃土飽和度大于80%或距離居民區(qū)小于150m的路段，按設(shè)計文件中要求考慮使用灰土樁處理或換填50cm后5%灰土處理。一般路基強夯范圍為用地界，夯點間距4m，正三角形布置，間隔挑夯，單擊夯能視地基濕陷性類型，濕陷等級以及濕陷性黃土厚度綜合確定，單擊最后兩擊夯沉量不大于5m m。點夯以后將地面平整，以1000 kN.m夯擊能滿夯，夯印彼此搭接，滿夯兩遍，每次滿夯后都應(yīng)將地面重新平整。點夯次數(shù)、沉降量由試驗段施工確定。施工時滿夯結(jié)束平整后，以每100m2不少于1點的頻率檢驗沉降值。

3.擠密處理技術(shù)。擠密樁處理適合于需處理地段不大的場所或不適合強夯處治的場所，擠密樁可采用振動碎石，打入粘土或灰土等形式。例如采用灰土樁時，樁徑應(yīng)采用40cm，三角形布置，路基基底處理樁心距為1.5m，橋臺及臺后灰土樁樁心距根據(jù)承載力要求采用1.0m～1.3m，樁體灰與土體積配合比2：8，壓實度不小于97%，樁間土平均壓實度不小于93%。樁孔深度視填土高度，地基濕陷類型、濕陷等級以及濕陷性黃土厚度綜合確定，地基處理寬度為護坡道外緣。施工過程中，工藝控制、數(shù)據(jù)指標均應(yīng)通過試驗段施工來確定。施工結(jié)束后，由施工單位和監(jiān)理進行數(shù)點不小于3%的點挖驗檢測。

4.化學加固技術(shù)?；瘜W加固地基是一種效果明顯的處治辦法，目前國外主要采用注入水玻璃的辦法，效果較為理想。以上方法外，還有預(yù)浸水法、重錘夯擊法、增加板結(jié)層等，但經(jīng)驗不太成熟時，宜慎采用。

5.采用支擋與防護措施。在濕陷性黃土路基的處理中，還可以通過采取支擋或防護的方式來實現(xiàn)有效處理。但從目前情況來看存在類型單一、工程措施力度不足、對局部位置沒有進行綜合處治、徹底根除隱患等不足，影響公路，尤其是干線公路運輸?shù)恼w效益。應(yīng)進一步加強此方面的研究和應(yīng)用。

四、結(jié)束語

總之，在公路工程建設(shè)施工中，若需要經(jīng)過濕陷性黃土地段，必須要對其進行有效壓實或加固處理，做好防治工作，最大的程度避免的路基沉陷所引起的破壞發(fā)生，以保證公路的正常運行，提高公路的行車安全性。

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[3]陳龍，杜靜軒.濕陷性黃土路基施工技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2013（03）.