如何有效地处理湿陷性黄土路基的探究

【摘 要】湿陷性黄土是一种常见的工程地质，地质情况较为复杂。本文简要分析了湿陷性黄土路基沉陷机理，并提出了处理方法，对类似工程的施工具有一定的指导意义。

【关键词】湿陷；黄土；路基处理

1、湿陷性黄土路基主要问题

湿陷性路基问题总体来说主要包括以下三个方面：1） 路基的承载力和稳定性问题。在路基静荷载和动力荷载作用下，当路基的承载力不能满足要求时，路基会产生局部或者整体剪切破坏，这将直接影响公路的正常使用，更为严重的会直接导致公路破坏。路基边坡的稳定性也可以归纳到这类路基问题中。2） 沉陷问题。在常年的静荷载和动荷载双重作用下，路基均会产生变形。它的变形有沉陷、水平位移、不均匀沉陷超过相应的最大允许值时，这将对公路的正常使用，更严重可能引起公路破坏。当路基的压实度不够时，含水率超过规定允许最大值时，路基就会产生不均匀沉陷，这往往对公路危害较大。湿陷性黄土遇水发生剧烈的变形就可包括在这一类路基问题中。3） 渗流问题。路基的渗流量或水力比降超过其允许值时，会发生较大水量损失，或因潜蚀其它原因使路基失稳而导致路面破坏造成工程事故。

2、湿陷性黄土路基沉陷机理

路基沉陷机理，湿陷性黄土一般生成于晚更新世或全新世，即距今也就不足100 万年的历史。有的甚至只有几十到几百年的历史，由于其生成年代晚，所受外力作用小。所以本身固结不太完善。未固结的湿陷性黄土由于孔隙大，结构松散，所以其本身强度不高。其本身强度靠土体颗粒间的机械咬合、分子间的引力与碳酸盐结晶水形成的胶结力而存在。我们不考虑水的影响，但外来作用力大于本身强度时，松散无力的骨架将崩溃，大孔隙将被填充，小的孔隙也会被部分细小颗粒填充，从而使土体间孔隙逐步被填充密实，土体也就逐步趋向于固结，路基因此形成沉陷。我们考虑水的影响时，湿陷性黄土在水或毛细水的作用下，将丧失基强度，使土体溃散，溶洞被填充，周围土体颗粒重新排列，从而造成路基沉陷。

3、湿陷性黄土路基处理方法

3.1、路基设计施工过程中的要素

在湿陷性黄土地区修建公路，主要是稳定与沉降变形问题。在路基设计施工过程中主要考虑的有三个要素：1） 考虑水对湿陷性黄土路基的影响。必须考虑好湿陷性黄土地区地基和路基工程系统排水与防水问题，建立确实可靠的路基排水系统。2） 地基是湿陷性黄土区路基工程的设计重点。由于湿陷性黄土的自身特点，因此必须采取一定的技术措施，以保证路径及工程所处理的地基有一定的强度和承载力，从而保证路基的稳定性和使用质量。3） 路堤筑坝所填筑土的压实度程度和施工质量。在湿陷性黄土修筑路基，一般只能用湿陷性黄土填筑路堤，而填土的质量关键是填筑的湿陷性黄土土层的压实度。因此，提高湿陷性黄土的密实度，可以减轻遇水产生的湿陷变形。

综上所述，合理选择地基处理方法，应当根据建筑物的重要性和它对沉降的敏感程度、地基被浸水的可能性、地基土的湿陷类别和湿陷等级、土的变形和强度、地下水的可能变化情况和洪水淹没的可能性，并考虑施工设备、施工进度、材料来源和当地环境等因素，经技术经济综合分析比较后确定。

3.2、处理湿陷性黄土地基的方法

1）黄土地区场地的实现类型按实测自重湿陷量或室内压缩试验累计的计算自重湿陷量判定。当实测或计算的自重湿陷量不超过70mm时，应定为非自重湿陷性黄土场地；当实测或计算自重湿陷量超过70m m 时，应定为自重湿陷性黄土场地。湿陷性黄土地基的湿陷等级也应根据基底下各层累计的总湿陷量和计算自重湿陷量的大小等因素判定。2）高速公路和一级公路通过湿陷性黄土和压缩性较高的黄土地段时，可根据路堤填高，受水湿浸的可能性及湿陷性危害程度和修复的难以程度，根据公路路基设计规范JTGD30—2004 中规定的来确定湿陷性黄土处理深度。采取拦截、排除地表积水措施，将水引离路基。在排水不良、路基附近有可能积水的地段增设隔水墙。隔水墙用土填筑，压实度不小于90%，隔水墙宽1.2m，深2.0m，隔水墙外侧壁设两布一膜防渗复合土工膜。对路堤或路堑边坡上侧50m，下侧10～20m 以内的黄土陷穴采用灌砂、灌浆、开挖回填等措施进行处理。并将陷穴的位置、埋藏深度及大小、所采取的处理措施报监理工程师批准后实施。3）冲击碾压法处理湿陷性黄土地基。冲击碾压法是采用配有压实轮的冲击式压实机，通过压实轮在滚动中产生的集中冲击能并辅以滚压、揉压的综合作用，使土体深层随着冲击波的传播而得到压实。压实轮在牵引机的拖动下连续作用于地面，使大面积地基得以压实。冲击碾压的突出特点是其冲击碾压处理速度快，冲击压实机行驶速度为12～15km/h，压实效果好。4）对于填方高度超过8 米的路段，对湿陷性黄土地基进行强夯处理，也可采取重锤夯实法、冲击压实法。重锤表层夯实适用于处理饱和度不大于60%的湿陷性黄土地基。一般采用2.5～10.0t 的重锤，落距4.0～10m，可消除基底以下1.2～4m 黄土层的湿陷性。在夯实层的范围内，土的物理、力学性质获得显著改善，平均干密度明显增大，压缩性降低，湿陷性消除，透水性减弱，承载力提高。非自重湿陷性黄土地基，其湿陷起始压力较大，当用重锤处理部分湿陷性黄土层后，可减少甚至消除黄土地基的湿陷变形。因此在非自重湿陷性黄土场地采用重锤夯实的优越性较明显。5）强夯法施工。强夯法借助夯锤自由下落的强大冲击能和所产生的冲击波反复夯压地基土，将夯面以下一定深度内的土层夯压密实，从而提高地基承载力和稳定性（降低压缩性、消除湿陷性或振动液化性），使地基土得以加固处理，以满足上部建筑物的要求。强夯处理前先要清表。地表清理后，若表层土壤含水量大于17%时，应挖除 60cm 湿软土层，然后强夯。

4、总结

湿陷性黄土地段的公路工程施工，应着眼于未来，切不可只考虑眼前利益，而给未来使用造成隐患。针对湿陷性黄土路基的处理，应该以技术上可行，质量可靠，经济合理，方便施工为主。在设计和施工中还可以结合具体工程条件，采用其它经试验或工程实践证明行之有效的方法。我们对湿陷性黄土地基问题既要十分重视，又不能过于保守，合理处理湿陷性黄土路基，对加快建设速度、降低工程造价具有现实意义。

参考文献

[1]刘洋. 公路湿陷性黄土路基病害分析与处理[J]. 今日科苑. 2007（20）

[3]靳毅旗,杨星波,王萌. 湿陷性黄土路基的处理方法[J]. 甘肃科技. 2011（07）