淺談濕陷性黃土路基處理技術

張麗

【摘要】通過了解濕陷性黃土的工程特性，簡要分析濕陷性黃土路基沉陷機理，提出處理濕陷性黃土路基的幾種方法，對類似路基工程的施工具有一定的指導意義。

【關鍵詞】濕陷性黃土；工程特性；處理技術

引言

在中國，濕陷性黃土廣泛分布于東北、西北、華中和華東部分地區[1]。在這些地區建設鐵路必須要考慮，由于路基地基濕陷引發的沉降對鐵路建設過程中可能造成的危害，選擇適當的路面地基處理方法，消除地基濕陷或因少量濕陷所造成的危害。我們可根據濕陷性黃土的特點和實際工程質量技術要求，采取以路面地基處理為主的綜合處理措施，防止路面地基濕陷，保證鐵路的安全與正常使用，做到技術先進，經濟合理。

1.概述

黃土是一種以粉粒為主 ，具有大孔隙、 天然含水量小、 呈黃紅色， 富含碳酸鈣成分的粘質土 。黃土的濕陷性是指黃土浸水后在外荷載或土自重的作用下發生的下沉現象。濕陷性黃土又可分為自重濕陷和非自重濕陷兩類 ，自重濕陷是指土層浸水后僅僅由于土的自重發生的濕陷；非自重濕陷是指土層浸水后 ，由于自重及附加壓力的共同作用而發生的濕陷。因此，對于蘭新線的施工建設及日常保養， 濕陷性黃土地基處理尤為重要 。黃土的濕陷性可根據在室內由一定壓力下的壓縮試驗所測定的濕陷系數8 . 值判定。當濕陷系數8 . 小于 0. 015 時 ， 定為非濕陷性黃土； 否則， 定為濕陷性黃土。濕陷性黃土的濕陷程度， 可根據濕陷系數值的大小分為三種：當0. 015≤0.08 ≤O. 03時， 濕陷性較微；當 0. 03< 0.08 ≤O. 07 時 ， 濕陷性 中等 ；當 0.08. >0. 0 7 時 ， 濕陷性強烈。

2濕陷性黃土路基處理

2.1換填土

將基底以下濕陷性土層全部挖除或挖至預計的深度，然后分層夯填灰土、素土或砂石。夯填厚度約為1m～3m，濕陷黃土路基常采用該方法處理。換填土用于置換基礎以下適當范圍內的濕陷性土層，以降低路基的濕陷量，此外，換填土還可視為地基的防水層，能減少路基以下天然黃土層的浸水機率，同時，施工簡易，效果顯著，是一種比較常用的路面地基淺層濕陷性處理法，實際工程中經常采用2：8灰土或3：7處理路面地基，灰土中的石灰遇水后通過化學反應可形成不溶性的CaCO3層從而起到防水層的作用，經這種方法處理的灰土墊層的地基承載力可達到250kPa，素土墊層可達180kPa。

2.2強夯法

強夯法一般通過8t～20t的重錘和8m～20m的落距，對地基土施加很大的沖擊能，在地基土中所出現的沖擊波和動應力，可提高地基土的強度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件、消除濕陷性等。同時，夯擊能還可提高土層的均勻程度，減少可能出現的不均勻沉降。

2.3擠密法在處理濕陷性黃土路基時，通常采用灰土擠密樁?；彝翑D密樁屬于一種柔性樁復合地基，它是通過夯實的樁身和擠密的樁間土提高地基強度，又通過樁間土的擠密達到消除濕陷性的目的，是濕陷性黃土地區重要的地基處理方法之一。在路面施工過程中，根據設計方案，先擠土成孔，然后向樁孔內分層夯填灰土至設計標高，以達到設計標準。最后通過在成孔或樁體夯實過程中所形成的橫向擠壓作用，擠密樁間土體，從而促進復合地基的形成，共同承受基礎的上部荷載。

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灰土擠密樁一般適用于處理地下水位以上或含水量范圍在14%～22%的濕陷性黃土路基?；彝镣ǔ２捎?：7灰土；樁孔處理深度一般不小于3m，處理深度過小就會不經濟，在路基施工中，樁孔處理深度可達12m～15m；處理寬度應大于基礎寬度；樁徑一般采用300mm～600mm，樁徑過小，則需增加樁數來滿足承載力，從而增加打樁和回填工作量，過大則會使樁間土擠密度不夠；樁距需通過試驗和計算來確定；樁孔按正三角形或梅花形布置，樁間土擠密后3個孔之間土的平均擠密系數不應小于0.93。

2.4化學加固法

化學加固多用于濕陷事故處理。是利用某些化學溶液注入地基土中，通過化學反應生成膠凝物質或使土顆粒表面活化，在接觸處膠結固化，以增強土顆粒間的連結，提高土體的力學強度的方法?；瘜W加固法主要有硅化加固法、堿液加固法、電化學加固法和高分子化學加固法，前兩種比較常見。

2.4.1硅化加固法

通過打入帶孔的金屬灌注管，在一定的壓力下，將Na2SiO3溶液注入土中；或將Na2SiO3及CaCl2兩種溶液先后分別注入土中。又稱單液硅化和雙液硅化。單液硅化適用于加固滲透系數為 0.1m/日～2m/日的濕陷性黃土，將10%～15%的Na2SiO3溶液摻入2.5% NaCl2溶液中，將混合溶液注入土中，在土粒間及其表面形成硅酸凝膠，可以使黃土的無側限極限抗壓強度達到0.6 MPa～0.8 MPa。雙液硅化適用于砂性土。

2.4.2堿液加固法

堿液對土的加固作用不同于其他的化學加固方法，它不是從溶液本身析出膠凝物質，而是堿液與土發生化學反應后，使土顆粒表面活化，自行膠結，從而增強土的力學強度及其水穩定性。為了促進反應過程，可將溶液溫度升高至80°C～100°C再注入土中。加固濕陷性黃土路面地基時，一般使溶液通過灌注孔自行滲入土中。黃土中的鈣、鎂離子含量較高，采用單液即能獲得較好的加固效果。

3結語

以上介紹的處理方法在已建成的諸多鐵路干線如 蘭（ 州） 武（ 威） 增建二線等鐵路中應用， 運營后效果良好。工程中處理濕陷性黃土的方法很多，除上述介紹的幾種常用方法外， 還有預浸水法等， 各種方法除了單獨運用外還可以多種方法結合使用 。 各種處理方法原則上處理機理基本相同 ， 都是降低濕陷性黃土的含水量、 提高其密實度、 最終達到提高黃土承載力、 減小沉降、 以便于滿足現代化交通土木工程的設計使用要求。

參考文獻：

[1]薛新建.淺談濕陷性黃土地基的處理[J].中國西部科技2010（35） 42-43.

[2]麻林.黃土地層中水工隧洞襯砌結構計算研究[D].蘭州：甘肅農業大學，2009.

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