黄土地区路基边坡设计与养护

摘要：我国是世界上黄土面积分布最广泛的国家之一，其中约占3/4的黄土为湿陷性黄土。其最主要的特性是在土的白重压力或自重压力与附加压力共同作用下受水浸湿而产生的大量而急剧的附加下沉，会在桩侧表面产生的负摩阻力。负摩阻力会成为附加于桩侧表面的下曳荷载。在一定压力下受水浸湿结构迅速破坏而发生显著下沉， 因此在建筑上研究湿陷性黄土地基的处理十分重要。湿陷性黄土的地基处理措施是采取人为的手段对基础和建筑物下一定范围的湿陷性黄土层进行加固处理或置换原地基土， 以改变其物理力学性质、达到消除湿陷性、减少压缩性和提高承载能力的目的。

关键词：黄土路基设计 养护

中图分类号：U213文献标识码： A

引言：黄土是一种以粉粒为主，多孔隙、天然含水量小，呈黄色、褐黄色，含钙质的黏质土，是第四纪的一种特殊堆积物。黄土浸水后在外荷载或土自重的作用下发生的下沉现象，称为湿陷。湿陷性黄土可分为自重湿陷和非自重湿陷两类。自重湿陷是指土层浸水后仅仅由于土的自重发生的湿陷；非自重湿陷是指土层浸水后，由于土自重及附加压力的共同作用而发生的湿陷。黄土的湿陷特性，是引起路基破坏的主要因素。

黄土的主要特征为黄色，有灰黄、褐黄等色；并含有55%以上的粉粒；孔隙比在1左右，肉眼可见；无层里，垂直节理发育；湿陷性、易溶蚀、易冲刷、各向异性。划分黄土地区场地湿陷类型主要是按实测自重湿陷量或室内压缩试验累积的计算自重湿陷量判定。当自重湿陷量大于70mm时为自重湿陷性黄土，而小于70mm时为非自重湿陷性黄土场地。并按下表来判定湿陷性黄土地基的湿陷等级。

在湿陷性黄土地区， 采用的地基处理方法有重锤表层夯实、强夯、垫层、挤密桩、热处理、预浸法、水下爆破、化学加固和桩基础等， 我国又以重锤表层夯实、土（或灰土）垫层、土（或灰土） 桩挤密和桩基础用的较多， 经验也比较丰富。认为重锤表层夯实、土（或灰土） 垫层和土（ 或灰土） 桩挤密可分别适用于消除 1 m～ 1. 5 m，1 m～ 3 m 和 5 m～ 10 m 厚湿陷性黄土层的湿陷性。桩基础适用于消除全部湿陷性黄土层的湿陷性， 其中爆扩桩一般适用于穿透不大于 8 m 厚的湿陷性黄土层。在非自重湿陷性黄土场地， 应支承在压缩性较低的非湿陷性土层上； 在自重湿陷性黄土场地， 应支承在密实的非湿陷性土层上。机械或人成孔的灌注桩可用于穿透厚度较大的湿陷性黄土层。扩底灌注桩的支承条件， 应与爆扩桩的要求相同； 不扩底灌注桩应支承在密实的非湿陷性土层上。预制桩可用于穿透厚度较大的湿陷性黄土层， 并应打入密实的非湿陷性黄土层中。预浸水法可用于处理厚度大、自重湿陷性强烈的湿陷性黄土场地， 若处理后距地表一定深度内的土层仍具有湿陷性则必须另做处理。在具体选用上述地基处理方法时， 应根据场地的湿陷类型、湿陷等级和工程要求， 考虑因地制宜和就地取材的原则以及施工条件的可能性等， 通过技术经济综合比较后予以选用， 必要时也可以几种方法结合采用。

黄土地区路基设计的重点是应首先查明黄土分布范围、厚度及其变化规律；路线所处的地貌单元及地表水、地下水等情况；沿线黄土的成因类型和底层特征；黄土的力学、物理性质、湿陷等级和湿陷类型；而后再进行路基设计。黄土地区强夯处理措施须由试验后再确定，避免施工场地浸水或排水不畅，注意做好排水工作。设置有利于水土保持的综合排水设施及防护工程，并采取分散、拦截的处理原则，处理好农田水利设施与路基的干扰问题。

软土地基处治，为了避免桩基沉降，消减桩基负摩擦力，在钻孔灌注桩施工之前，先在桥台软土地基地段实施处治，以减少由于软土沉降对桥台桩基产生的负摩擦力，达到减少负摩擦力的目的。工程中一般采用以下几种措施以减少可能产生的负摩阻力：

1承柱桩法，增大桩断面来承受负摩擦力。

2群桩法，增加桩数来体现群桩效应，减少负摩擦力。

3涂层法，对于预制打入桩，打桩前中性点以上桩身涂1 mm厚的沥青，涂层产生剪应变，降低桩表面负摩擦力。

4地基浸水法，使地基先浸水，增加孔隙水压力，降低桩侧摩擦力。

5分段施工法，将桩基施工一段时间后，再继续其上部的结构施工，可以缓解负摩擦力的作用。

6黄土路基挖方边坡防护

在挖方边坡的碎落台两泄水槽之间进行绿化带的布置，绿化带缘石高出碎落台5cm。防护边坡平台采用25cm厚浆砌片石，并设置浆砌片石纵向流水槽。对于两级、三级的边坡在第一级设置六角网格防护。对于四级以上边坡，在第一、二级边坡内进行六角网格防护。植草等措施用来对黄土挖方边坡坡面进行绿化，采用植树、种植爬墙虎、种花等措施进行坡脚碎落台绿化带的绿化。

7黄土路基边坡坡面的养护。

挖台阶办法清除沟壑边坡的疏松土质拍打密实疏松坡面当雨量适宜，黄土边坡缓于1：1时可以采用种草或铺草皮的办法。对于降水少，冲刷不严重的黄土边坡可以抹草泥。三合土或四合土抹面加固雨雪量大的黄土路基地区。植物防护高路堤黄土边坡。地表水侵蚀，路肩上出现坑凹：可用砂土混合料来改善表层；也可用沥青表处等进行路肩硬化。

8 黄土段的路基排水

路基排水系统是用浆砌石或混凝土预制块来砌筑的，边沟、泄水槽、截水沟等排水的构造物在底部要设置15cm厚灰土垫层起到隔水的作用，灰土垫层的体积比为2:8或3:7。对于路堤边沟和截水沟，涂沥青的土工布应铺设在灰土垫层下面。

湿陷性黄土地基病害的主要形式可归纳为:路基沉陷、路基陷穴、边坡滑塌等。

1对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽；排除地表水。同事降低地基表层部分的含水率。以保障施工机械通行。为了发挥开挖的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性的砂砾或碎石。

2当地基持力层的承载力和变形满足不了设计要求，而软弱土层的厚度又不是很大时，一般采用把一定厚度的弱土层挖除，然后分层换填强度较大的砂或其他性能稳定、无侵蚀性的材料，并压实至要求的密实为止。

3对于地基上部软土层极薄且含水量大时,在软土地基上敷垫0.5-1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层,使砂垫层起到上部排水层作用;同时,砂垫层又成为填土内的地下排水层,以降低填土内的水位;在进行填土及地基处理施工时,为施工机械提供良好的通行条件。

4对于表层为粘性土时,在表层粘性土内渗入添加剂,改善地基的压缩性能和强度特性。以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰,熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌,除了降低土壤含水量、产生团粒效果外,对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结,使粘土成分发生质的变化,从而促进土体稳定。

5加固土桩法

用带有回转、翻松、喷粉与搅拌功能的机械,将软土地基局部范围的某一深度、某一直径内的软土用固化材料予以改良、加固,形成加固土桩体,例如:粉喷桩、旋喷桩。施工速度快、加固深度大、效果好

参考文献

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