公路濕陷性黃土路基分析與處理

劉天林/濰坊市坊子區公路局

公路濕陷性黃土路基分析與處理

劉天林/濰坊市坊子區公路局

在我國的部分地區存在著濕陷性黃土的地質現象，在這些地區開展公路工程建設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，就是指在干燥的環境中，該土質的強度很大，壓縮性較低，然而一旦遇水后，該土質的強度就會大幅度下降，壓縮性高，易出現沉陷變形的情況。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沉陷的現象主要有兩種，分別是新填土部分出現自沉現象，以及原地基出現沉陷問題。其中前者所引起的沉陷變形一般不會對公路產生太大的影響，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沉陷變形情況一般都不是驟然沉陷的，而是經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，生成時間只有短短的幾百年歷史，因而其自身固結能力較差，使得其結構較為松散，土質之間的空隙較大，強度不高。但是在未遇水之前，其內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作用，使得土層的強度還相對較大。但也經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過換填、擠密、強夯、膠結等方法處理后，其土層結構中的孔隙減少，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措施

基于上述分析可得知，公路工程若經過濕陷性黃土地段，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生沉陷現象。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才不能避免這些問題的發生呢？在此筆者認為應該根據實際情況選擇合理的措施，可以采用下述幾種處理技術方法：

1.超壓固結技術。超壓固結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，對路基進行預壓一段時間（此時間參數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壓時間t`，應為T=P'（P'/P）×t`，一般為一年到一年半的時間。

2.強夯處理技術。選用強夯處理時，應先進行現場實驗，強夯地基的黃土飽和度不應大于80%；強夯位置距離居民區不小于150m；橫路基向強夯范圍至征地邊界；對于黃土飽和度大于80%或距離居民區小于150m的路段，按設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，每次滿夯后都應將地面重新平整。點夯次數、沉降量由試驗段施工確定。施工時滿夯結束平整后，以每100m2不少于1點的頻率檢驗沉降值。

3.擠密處理技術。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、數據指標均應通過試驗段施工來確定。施工結束后，由施工單位和監理進行數點不小于3%的點挖驗檢測。

4.化學加固技術。化學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，還有預浸水法、重錘夯擊法、增加板結層等，但經驗不太成熟時，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的整體效益。應進一步加強此方面的研究和應用。

四、結束語

總之，在公路工程建設施工中，若需要經過濕陷性黃土地段，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探討[J].科技創新與應用.2013（03）.