晉西南地區濕陷性黃土地基處理設計理念探討

摘要：本文通過對濕陷性黃土地區高速公路路基及橋涵結構地基處理方案設計理念的介紹，為廣大設計者提供參考，拓寬同類型公路設計方案的理念。

關鍵詞：濕陷性;灰土;夯實;補強

本條高速公路位于運城市轄區范圍，是荷寶高速與連霍高速的連接線，全長17公里，設計時速80km/h，路基寬度25.5m，雙向四車道，是山西省、運城市東南部地區經連（云港）霍（爾果斯）高速公路至河南省的一重要運輸通道，項目平行于運（城）三（門峽）高速公路（東西向距離約為70km），建成后，將使山西省特別是運城市東南部高速公路網絡更趨于合理化，從而增強路網可達性，提高路網可靠度。其中，最直接的影響將分流運三高速公路交通需求，緩解運三高速公路、中縱大運高速公路侯馬至運城段交通壓力，為出行者選擇快速、安全、舒適的路徑提供更多選擇。

一、地質概況

根據區域資料和野外工程地質調繪、鉆探、挖探及室內土分析結果報告，項目區除基巖出露區外其余區域地表覆蓋有沖洪積（Q4al+pl、Q3al+pl）成因的黃土狀土或新黃土，其分布、埋深、厚度變化較大，介于3.0～10.0m之間，該層呈黃褐色、淺黃色，據試驗資料表明，該層黃土具有輕微濕陷性，場地濕陷等級為Ⅰ～Ⅱ級非自重濕陷。當該層位于路線設計標高以下時候，必須進行處置。在項目全壽命周期內，均應對路線長度范圍濕陷性黃土有充分的重視，對路線跨越該類地層的地基進行重點設計，并加強施工過程中的質量控制。下面著重就設計階段的設計理念進行闡述。

二、路基范圍濕陷性黃土

路線所處走廊帶地質分區主要為構造侵蝕黃土溝梁松散巖區、構造侵蝕山前斜坡松散巖區，分區內均有濕陷性黃土分布，由于該類土質多孔隙，天然含水率小，呈淺黃色，含鈣質結核的黏質土。在不受外界水分作用的情況下，工程性質較好，但遇到水后，內部孔隙成為水流自由流通的通道，土體受浸泡后，孔隙塌陷，進而使得整個地層力學性能降低。路線以挖方形式通過時，深挖方路段由于設計高程較原地面已經大幅降低，即濕陷性黃土在橫斷面帶帽設計中該類地層已經挖除，故對工程沒有影響，但淺挖路段橫斷面設計中未完全將濕陷性土層挖除，這種情況下就需要重點設計。堅持適用耐久，安全可靠的原則，通過在路基底部鋪設兩布一膜+路床換填3%石灰土的方案來進行處治。無機改良后的路床的水穩性好，板體性好，阻斷了外界雨水下滲至路基，再輔以土工合成材料，借助其良好的隔水性能，避免了路基毛細水上升，其規格宜為織物質量/膜厚/織物質量=200g/0.5mm/200g，其上下各鋪設10cm厚中粗砂層，起到保護復合土工膜的作用，通過這種設計路基強度耐久，滿足使用要求。

個別段落填方高度達到26m，且多位于溝谷，濕陷性土層沉積較厚，此處不適宜按上述方案進行設計，采用基底強夯+路堤堤身重夯加固的設計方案，強夯夯擊能選用2000KN.m，重夯夯擊能500KN.m。強夯是借助重錘由某一高度自由落下后產生的沖擊能使得土體內部物理結構重新排列，土體孔隙減少，變得更加密實，從而也就沒有了濕陷性。高填方路基由于填料的選用及填筑高度等綜合影響，路堤會有壓縮變形，為盡可能減少這種影響，設計每填筑4m高度，對路基進行重夯補強，通過建成后對該段路堤的監測，基本上達到了預期的處治目的。對于填筑高度10m～20m之間的路堤，采用強夯路基基底，路堤堤身不再補強的設計。填筑高度不足10m的路堤，考慮該地區降雨量及水流分布，并非經常受水浸泡，依據《公路路基設計規范》，按濕陷等級Ⅰ、Ⅱ的不同，分別采用基底換填3%石灰土，深度分別為1.2m、2.2m的設計方案。通過工后的觀測，這兩種設計方案能夠保證路基基底的穩定。

三、橋梁、涵洞結構物濕陷性地基

本項目橋梁在濕陷性路段內橋臺均設計樁式基礎，濕陷性路段內蓋板涵洞基礎底部采用挖除基底原狀土后換填4%石灰土。

四、施工質量控制

黃土既作為路基的地基，又可以作為填料使用，要嚴格按設計要求及規范進行路基施工，用作路基填料時，要根據其物理性質及使用部位，合理確定。對于石灰改良的細粒土，由于初期強度增長緩慢，要尤其重視養護以使其強度得到保障，當天攤鋪后當天碾壓成活，并及時濕潤養護，直至上部結構施工。氣溫低于5℃時強度幾乎不增長，故嚴禁在低于5℃時施工。壓實質量的檢驗通過壓實度及7d無側限抗壓強度檢驗，其標準不低于《公路工程質量檢驗評定標準》 JTG F80/1-2017中相關規定，石灰土應采用集中拌合的方式生產，禁止采用路拌的方式拌合。

施工過程中要做好排水設施，做到永久和臨時排水設施結合良好，挖方邊坡開挖后及時施作坡頂截水溝、邊溝，填方路基施工時，要先開挖臨時排水溝，避免雨水浸泡基底，造成濕陷從而影響路基穩定。

五、總結

濕陷性黃土在中西部地區分布較廣，公路建設中特別是在設計過程中對特殊巖土中濕陷性黃土地基足夠的重視非常關鍵，前期要重分做好濕陷性黃土性質的調查、研究。瞻望將來，會有更多實用、有效的設計理念來治理。

參考文獻：

[1]《公路路基設計規范》 JTG D30-2015

[2]《公路路基設計規范》釋義手冊 JTG D30-2015

[3]《建筑地基處理技術規范》 JGJ 79-2012

作者簡介：姓名：樊軍，性別：男，名族：土族，籍貫：陜西省西安市，出生年月：1985年4月29日，學歷：全日制本科學歷，職稱：工程師，研究方向：公路及交通安全工程設計。