淺談濕陷性黃土路基設計與處理措施

李方根

摘要：本文對濕陷性黃土路基設計與處理措施進行了全方位的分析，首先簡要概述了黃土工程的特性，其次詳細深入剖析了當前我國濕陷性黃土路基中存在的問題，接著筆者在進行了客觀全面反思總結的基礎上提出了幾點行之有效的解決對策，旨在從整體上提升濕陷性黃土路基的穩(wěn)定性與堅固性。

關鍵詞：濕陷性黃土;路基設計;處理措施;探究分析

1 黃土工程的特性

滲水性，黃土具有空隙垂直、膨脹和收縮性，如果降水會下滲到裂縫中而增長滲透深度，其粘粒含量也較多，會出現不透水的不良狀況;二是濕陷性，由于黃土往往受到外部施加的荷載而具有自身的重量，當被水濕潤后會導致土壤結構破壞而發(fā)生下沉;三是縮脹性，該特性若多次循環(huán)往復會縮減公路的年限和使用壽命，黃土先遇水體積脹大而導致路基隆起，干燥后會體積收縮而出現所謂的路基下沉;四是多孔裂隙性，黃土是一種很特殊的黏土，它的含沙量高達50%左右，同時它的空隙度也較高，其中的空隙往往以傾斜或垂直的狀態(tài)呈現，且大多以上下貫通為主。

2 濕陷性黃土路基中存在的問題

滲流問題，往往濕陷性黃土路基的滲流量或水力比降超過固定值時會引發(fā)較為嚴重的水量災害，直接造成路基失穩(wěn)與路面破壞，還會引發(fā)工程安全事故;二是沉陷問題，路基在多年的靜荷載和動荷載作用下會產生變形，最典型的是水平位移，同時當路基的壓實度不夠時，含水率會超過規(guī)定允許最大值而出現不均勻沉陷;三是路基的承載力和穩(wěn)定性問題，如果承載力不達標，路基會有不同程度的剪切破壞，此外水和壓力的作用是產生濕陷的外部條件，而黃土的結構特征及物質組成是內在因素，它受到環(huán)境的影響較大。

3 促進濕陷性黃土路基設計與處理的有效措施

3.1 加強挖方和填方路段的控制

在中濕路段中，濕陷性黃土地基強夯處理要求路基頂面以下30厘米土基采用8%的灰土改良處理，路基頂面自上而下分別采用滿足設計要求的土或改良土回填，還應根據邊坡具體變形的原因和類型，在設計階段要根據以往公路的建設經驗選定合理的邊坡形式，同時根據水流來源、水量大小來增加設計必要的攔排水設施。如果雨水對路堤邊坡坡面表面的沖擊量過大，速度較快時，應采用攔水帶和急流槽結合的設計和施工方式，將水流集中到坡面并排除到路基以外，逐步降低雨水對于路基的侵蝕作用，例如在邊坡坡頂設計截水溝、采用封閉處理等措施。

3.2 做好地基處理

3.2.1 強夯法與重錘表層夯實法

強夯法是借助重錘給予地基沖擊和振動，致力于改善土的振動液化條件來增大壓實度，并逐步消除濕陷性黃土的不良特性，該過程使土體發(fā)生一系列的物理變化，強調讓一定范圍內的地基強度提高、孔隙擠密，從而排水固結、壓密及觸變恢復的過程。此外，重錘表層夯實適用于處理飽和度低于50%的濕陷性黃土地基，它在夯實層的范圍內，土的力學、物理性質都能獲得顯著改善，還應輔助以化學加固法，它主要采用注入水玻璃的辦法，而混合攪拌法使在路基深部將立黏土和水泥強制攪拌，使其硬結成具有水穩(wěn)定性、整體性和一定強度的路基土，還可以采取超壓固結法，應在路基上堆載超過路基計算壓力值一定量的荷載，還要確保有充足的時間。

3.2.2 淺層換填法

該方法是先將基礎下的濕陷性黃土一部分或全部挖除，后用素土或灰土分層夯實做成墊層，以此消除地基的濕陷量，并減小地基的壓縮變形且提高承載力，同時要求增強水穩(wěn)定性時應采用局部或整片灰土墊層予以處理，墊層設計的原則要考慮整片墊層的平面處理范圍，每邊超出建筑物外墻基礎外緣的寬度應大于2厘米，還要設置局部墊層不考慮防水、隔水作用。

3.2.3 樁基法與擠密法

樁基法是將上部荷載傳遞給樁側和樁底端以下的土層，并在成孔過程中將土排出孔外，通常當樁周土受水浸濕后，樁側阻力會減小，產生自重濕陷時，樁側的正摩擦力會迅速轉化為負摩擦力，同時樁底端以下的受力層應為壓縮性較低的非濕陷性土層，不僅能滿足設計要求，還能保證建筑物的安全。所謂的擠密法是在基礎平面位置布置樁孔并成孔，將備好的素土在最優(yōu)含水量下分層填入樁孔內，并分層夯實至設計標高，該方法大多適用于地下水位以上含水量20%的濕陷性黃土，要求原來處于樁孔部位的土全部被擠入周圍土體，從而徹底改變土層的濕陷性質并提高其承載力。

3.3 預浸水法

該方法是充分利用黃土浸水產生濕陷的特點，要求在建筑施工前預先對濕陷性黃土場地大面積浸水，使土體產生自重濕陷，從而起到消除深層黃土濕陷的目的，該方法需要滿足以下規(guī)定：一是浸水坑內的水頭高度不應該小于3分米，連續(xù)浸水時間應以濕陷變形穩(wěn)定為準;二是浸水坑的邊長應大于濕陷性黃土層的厚度，同時要分段進行浸水;三是浸水坑邊緣至既有建筑的距離應大于500分米，全面保障好場地邊坡的穩(wěn)定安全性，并且浸水前應通過現場試坑浸水試驗確定浸水時間、耗水量和濕陷量等。

4 結語

濕陷性黃土的地質當遇到一定的壓力，內部的土體結構會迅速瓦解而發(fā)生下沉或產生變形、開裂與凹陷，嚴重的還會導致道路邊坡發(fā)生剝落、坍塌等，通常在一分鐘內濕陷量可以達到60%，從而威脅到公路建設，這就必須要求不斷優(yōu)化升級濕陷性黃土路基的設計與處理模式，在提升工程質量與進度的同時減少資金成本的損耗，進而提高路基的耐久性。

參考文獻：

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