浅析湿陷性黄土路基处理

摘要：特殊土是指具有特殊工程性质的土类，特殊土种类繁多，大部分都具有地区特点，因此又可称为区域性特殊土。我国主要的区域性特殊土种类有湿陷性黄土、膨胀土、冻土等。

本文将以介绍湿陷性黄土及其路基处理技术方法为重点。

关键词：概念；湿陷原因；处理方法

中图分类号：TU47文献标识码： A

引言：湿陷性黄土路基有多种处理的方法，在不同的地区，根据不同的路基质量和结构物，黄土路基应采用不一样的处理措施。例如，在检查时期，通过当场收集样品，再具体分析实验数据，判定其是否是自重湿陷性黄土还是非自重湿陷性黄土，还可判定黄土路基的湿陷程度、湿陷级别、种类，并通过对其经济效益的分析，结合各种各样的因素，例如技术条件、时间限制等，最终采用一个最合理的路基的处理措施，对其进行优化设计，以确保满足处理后的路基具有足够的承载力和符合变形条件的要求。

1.概念

天然黄土在一定压力作用下，并在被水浸湿后，黄土的质量会快速被破坏，并产生明显的湿陷变形，其强度也会随之降低，这种黄土称为湿陷性黄土。湿陷性黄土可以分类为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。黄土受到水的浸湿后，在上覆土层自重应力作用下发生湿陷的称自重湿陷性黄土；若在自重应力作用下不发生湿陷，而需在自重和外荷的共同影响下才导致湿陷的称为非自重湿陷性黄土。

我国湿陷性黄土分布面积很大，约占我国黄土分布总面积的60%，约为27万平方公里，其中，它们大部分在黄土中游地区，向北到长城附近，向南可达秦岭，西自乌鞘岭，东到太行山，即北纬34~41度，东经102~114度之间。

2.黄土湿陷的原因

管道（或水池）漏水、地面积水、生产和生活用水等渗入地下，或降水量较大，灌溉渠和水库的渗漏或回水使地下水位上升等原因可引起黄土湿陷。受水浸湿只是湿陷发生所必需的外界条件，而黄土的结构特征及其物质成分是产生湿陷性的内在原因。孔隙比、含水率以及所受压力的大小也对黄土湿性有影响。

3.湿陷性黄土的处理方法

3.1强夯法

强夯法处理路基从20世纪60年代出现，是法国Menard技术公司首先创用的，这种方法是将很重的锤（一般为100～400kN）从高处自由落下（落距一般为6～40m）通过给路基以冲击力和振动，来提高路基土的强度并降低其压缩性。此法最初仅用于加固砂土和碎石土路基。在十几年的应用与发展过程中，它已适用于加固从砾石到黏性土的各类路基土，这归功于施工方法的改进和排水条件的改善，强夯法有效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和节省材料等优点，因此很快传播到世界各地。

黄土是一种组成地表覆盖层的衍生物质，它广泛地分布各地。在国内黄土的覆盖而成的面积高达60万平方千米，占国土面积的6%以上，其中湿陷性黄土在国内最密集的区域是西部的黄土高原。因此，必须探讨湿陷性黄土如何经济地采用技术处理，是一个既现实又迫切需要解决的问题，在建设中，强夯法处理陷湿性黄土地路基技术大量运用并取得巨大的成就。

3.1.1强夯加固湿陷性黄土的作用机理

黄土的组成有沙砾、粗粉粒、大孔隙胶结。黄土湿陷性是由于水和外力的作用产生的明显沉降。强夯是指大吨位的重锤在起吊时从一定的高度后自由落下，在很短的时间内对路基土体给予一个巨大的冲击力，不断地冲击与其产生的压缩波、剪切波和瑞利波，使土体受到瞬间的卸荷（受拉）、加荷（受压）及剪切的重复效果，土中孔隙压缩，同时土体四周发生裂隙，孔隙的水顺流排出，土体快速凝固，使土粒原本的接触方式遭到破坏而产生位置变化，变成新的比较稳定的接触方式，于是完成增大土体的密度、提高强度的目标。

强夯法和换土法、灰土挤密桩、灰土井桩、灌注桩相比较，有着突出的优点，强夯法特别适用于土质不均匀结构、土质差异大的路基，更加安全稳定。而且更重要的是强夯法是最有经济效益和最快速的一种方法，体现在湿陷性黄土路基的处理上。其特点是可使用工场简单的常用设备；施工技术、操作容易；土体的适用范围大，稳固作用明显，可获得比较高的承载力，一般路基的硬度可提高2～4倍；压缩性可减少3～10倍，固定影响的深度可达7～10m；工作效率高，施工操作快（一般设备每月可加固5000～10000m路基），较换上回填和桩基可缩短工期一半；节省加固原材料；施工费用低，节省投资，与换土回填比较，可节省50%费用，与预制桩加固路基相比，可节省投资 50%～70%等。强夯法不仅能提高路基土的强度，降低其压缩性，而且能改善抗振动液化的能力和消除土的湿陷性，因此它不仅适用于处理碎石土、砂土、粉土、黏性土、杂填土和素填土路基，还常用于处理可液化砂土路基和湿陷性黄土路基

3.2冲击碾压

冲击碾压技术是对传统压实的一种全新改革，工作原理类似于强夯，具有强夯和传统振动压实的双重特点，当牵引车拖动冲击压路机工作时，多边非圆滚轮沿弧形轮廓曲线向前滚动，重心离地面的高度上下交替变化，形成巨大的低频大振幅冲击力，通过多变弧形轮连续均匀的冲击传向地面，使土体均匀致密，从而达到压实基础的目的，提高路基的密实度和强度均匀性，它的有效影响深度可以达到2.4m以上，影响深度可以达到5m以上。

优点：

工期较短：一般可连续作业不间断，路基处理后，后续建程可短期内可开工，还可节省建设周期；

节材：施工不使用水泥、钢材、木材等材料，节省建筑材料；

绿色环保：冲击碾压不使用三大主材和人造建材。强夯施工不排放液态废物，不污染地下水和路基土，不排放废气，不污染大气，不排放固体废物。

3.3桩基础

建筑占地面积小或上部荷载较大，路基单位面积承受荷载大，一般的浅路基和软弱路基不能满足要求，可以采用打入或压入预制桩把上部荷载传递至深部的持力层，形成预制桩基础。一般制桩的分类

按照基础的受力原理大致可分为摩擦桩和端承桩两类。

摩擦桩：是利用地层与基桩的摩擦力来承载构造物，可分为压力桩及拉力桩两类，大致用于地层无坚硬之承载层或承载层较深的情况。

端承桩：是使基桩坐落于承载层上（岩盘上）并使其可以承载构造物。

按照施工方式可分为预制桩和灌注桩两方面。

预制桩：通过打桩机将预制的钢筋混凝土桩打入地下。优点是可以省材料，强度高，适用于较高要求的建筑，缺点是施工难度高，受机械数量限制施工时间长。

灌注桩：首先在施工场地上钻孔，当达到所需深度后将钢筋放入浇灌混凝土。优点是施工难度低，尤其是人工挖孔桩，可以不受机械数量的限制，所有桩基同时进行施工，大大节省时间，缺点包括承载力低，费材料等。

特点：

桩的支承位于坚固的（比如基岩、严实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力层，拥有较高的纵向单桩的载荷力或群桩的承载力，足够承受高层建筑的所有纵向载荷（包括偏心载荷）。

桩基具有极大的纵向单桩强度（端承桩）或群强度（摩擦桩），在重量或者相邻的载荷的作用下，不会发生较大的不平衡沉降，并确定建筑物的倾斜度在允许范围内。

巨大的单桩侧向强度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，可以防御由台风或地震导致的水平载荷与力矩载荷，于是保证了高层建筑物的抗倾覆程度的稳定性。

桩身穿透可液化的地下层而支承于稳定的坚实的土层或嵌固于基石，在地震导致的浅层土体液化与地震下陷的情况发生时，桩基依靠深层的稳固土体仍然具有一定的抗压与抗拔载荷力，从而保证高层建筑的稳定，且不发生太大的沉陷和倾斜。常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩、孔灌注桩、钻（冲）预应力钢筋混凝土桩、钢管桩、人工挖孔灌注桩等，其适用环境和要求在《建筑桩基技术规范》中有明确指出。

湿陷性黄土路基处理施工可根据工程具体情况，并采取换土法、强夯法、挤密法、预浸法、化学加固法等方法因地制宜进行处理，并采取措施做好路基的防冲、截排、防渗。

4.结语

用强夯法处理浅湿性黄土路基本身具有施工工艺，设备简单，易操作和控制，工程造价低等诸多优点，是目前常用的一种路基处理方法，但其本身也有它的局限性和不足点，有待于我们日后不断地改进和创新，使其更广泛的应用于我们的工程施工过程中，更好的服务于工程建设工作。

参考文献：

[1]李振华. 对湿陷性路基施工处理的探讨.

[2]杨慧珍. 湿陷性黄土软弱路基处理措施.