（四川蜀通港口航道工程建設(shè)有限公司 四川南充 637000）

淺談濕陷性黃土路基處理

喬 帥

（四川蜀通港口航道工程建設(shè)有限公司 四川南充 637000）

在不良地質(zhì)分布的濕陷性黃土，需要有大面積的特殊路基處理，這對公路建設(shè)有很大的影響。在有濕陷性黃土分布的不良地質(zhì)情況下，需要進(jìn)行特殊路基處理，這對公路建設(shè)有重大影響。為了保證公路路基處理的加固效果，可以采用多種措施來保證黃土地基濕陷性問題，以有效的提高承載力、減少路基沉降。本文重點(diǎn)介紹的是強(qiáng)夯法、沖擊碾壓法、擠密法、預(yù)浸水法及化學(xué)加固法。

濕陷性黃土；強(qiáng)夯；沖擊碾壓；擠密；預(yù)浸水；化學(xué)加固

引言

我國在21世紀(jì)的發(fā)展十分迅速，工業(yè)化、城市化、信息化的不斷進(jìn)步，極大程度上改變了人們的生活方式，對于各種資源的要求也是越來越大，土地作為不可增長的資源，其使用需求也在不斷增加，所以會(huì)出現(xiàn)各種各樣的施工項(xiàng)目，包括一些特殊的土建工程，因此，了解不同地基上各種特殊土的工程特性是非常重要的。在公路的建設(shè)中，如果有濕陷性地基路段，應(yīng)當(dāng)選擇合理的處理方法解決問題。

1 濕陷性黃土的概述

1.1濕陷性黃土的定義

濕陷性黃土是一種在一定壓力下被水浸泡的黃土，土體結(jié)構(gòu)破壞迅速，有明顯的附加沉降。其主要包括兩種類型，一種是自重濕陷性，另一種是非自重濕陷性，下面針對其具體不同進(jìn)行介紹。

自重濕陷性黃土是一種在上覆土的自重作用下被水浸泡后，顯著下沉的濕陷性黃土。

非自重濕陷性黃土是一種在上覆土自重壓力作用下浸水，不會(huì)出現(xiàn)明顯的下沉濕陷性黃土。

1.2濕陷發(fā)生的原因

黃土的濕陷性是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，包括物理以及化學(xué)反應(yīng)。它受到諸多因素的影響和制約。首先是受到了外部的壓力，然后遇水浸泡，從導(dǎo)致濕陷沉降。另一個(gè)重要的因素是由于黃土的固有特性。黃土濕陷的內(nèi)因是黃土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征。

濕陷性黃土的本質(zhì)就在于受到壓力的情況下，如果再遇到水，就會(huì)發(fā)生明顯的形變，下沉。造成這種情況的主要原因之一就是因?yàn)樘鞖飧珊档臅r(shí)，土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)不密實(shí)，所以一旦受到外部壓力，在遇水就容易下沉的，其內(nèi)部水分的蒸發(fā)量要遠(yuǎn)大于降水量。由于黃土層的壓實(shí)作用不強(qiáng)，在黃土形成過程中，往往不能承受足夠的壓力和適宜的濕度。但是一般涂層在靠近地面2-3m的地方，其濕度會(huì)比較適合壓密。但此時(shí)土壤覆蓋層很小，土層不能很好壓實(shí)，形成濕陷性黃土具有低濕度和高孔隙度。

1.3濕陷發(fā)生的影響因素

黃土濕陷性的導(dǎo)致原因多種多樣，其中土壤性質(zhì)就是其中比較重要的一部分，土壤中黏土、顆粒等等的含量對于其濕陷性也是有著很大的影響。除此之外，土壤中，鹽類種量也會(huì)對濕陷性造成影響，如果土壤中易溶類鹽含量較高，則濕陷性的敏感性越大，會(huì)造成下沉的情況出現(xiàn)。反之，如果土壤中，不溶鹽或者少溶鹽的含量較高，在遇水時(shí)不被溶化，則濕陷下沉現(xiàn)象就會(huì)相對的不明顯。另外，土壤自身含水量、孔隙、壓力等，也會(huì)對濕陷性的情況造成影響，比如自然孔隙越小，所含的水越多。但如果土壤中的含水量和孔隙比在一定值時(shí)，受到外部壓力越大，黃土的濕陷性就越強(qiáng)；然而，當(dāng)壓力大到一定程度時(shí)，繼續(xù)增加壓力，反而使黃土濕陷性變?nèi)?。特別是在新近堆積的黃土中，在壓力小的作用下，變形十分敏感，表現(xiàn)出高壓縮性。濕陷性黃土地基，遇水的發(fā)生概率，也極大地影響了濕陷的可能性。濕陷性也受浸水次數(shù)和浸泡時(shí)間的影響。

2 濕陷性黃土地基的處理措施

當(dāng)路基塌陷變形或壓縮變形或者承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，采取處理措施，應(yīng)根據(jù)不同的土壤條件對濕陷性黃土路基采用特殊路基的處理措施，以此提高地基穩(wěn)定性和承載力。根據(jù)咸旬公路5標(biāo)的實(shí)際情況，主要介紹了強(qiáng)夯法和沖擊壓實(shí)的特殊處理措施。

2.1強(qiáng)夯法

通過使用起重機(jī)操控大噸位的重錘從一定高度下落，對地面土壤施加一定的沖擊動(dòng)能而使其變的緊密，達(dá)到夯實(shí)地基，提高地基強(qiáng)度，降低土的壓縮性，排除黃土濕陷性現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)而加固土地地基。一般情況下，夯實(shí)的重錘以及上升的高度都是有規(guī)定的，重錘重量一般為8t-30t，最重的情況下，可為200t，高度一般是8-20m，最高情況下是40m，在這種情況下重錘降落，會(huì)對土地地基產(chǎn)生十分大的沖擊動(dòng)能。濕陷性黃土夯是基于密度的動(dòng)態(tài)機(jī)制，在沖擊動(dòng)能對地面的作用下，減少土壤空隙，使得地面土壤彼此之間的排列更為緊密，看上去更為密實(shí)，但也因此會(huì)產(chǎn)生一定沉降，一般坑深度大概在0.6m-1.0m。在160t/m的沖擊動(dòng)能下，可以加固土壤地基的深達(dá)5m。

強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基的應(yīng)該按照設(shè)計(jì)，選擇具有典型代表性的空間大于1000m2的場地進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)過程中，記錄強(qiáng)夯法的各項(xiàng)參數(shù)，以及實(shí)際效果的確定，以此有針對性的設(shè)計(jì)出具體的試驗(yàn)方案。

夯點(diǎn)布置采用排夯，夯點(diǎn)間距為5m，第二次夯點(diǎn)位于第一夯點(diǎn)之間。根據(jù)基面形狀確定夯擊位置和夯點(diǎn)位置，根據(jù)平面的形狀，采用方形網(wǎng)絡(luò)。

確定夯擊次數(shù)、遍數(shù)、能量水平和深度對施工參數(shù)的影響。深度取樣測定濕容重、干容重、孔隙比和壓縮前后壓實(shí)系數(shù)。對選定好的每個(gè)夯點(diǎn)進(jìn)行夯擊，統(tǒng)計(jì)夯擊次數(shù)與遍數(shù)（一般為5-15次）來確定夯擊次數(shù)的沉降曲線。夯擊過程中，針對最后兩擊，一般要做到其平均沉降量不大于50mm的要求，另外，夯擊過程中，夯坑周圍避免出現(xiàn)隆起部分，還有多次夯擊之后，夯坑深度達(dá)到一定值，但也不能影響擊錘的起降。針對每次夯擊的夯點(diǎn)以及夯擊次數(shù)都需要進(jìn)行嚴(yán)格記錄，以此保證強(qiáng)夯的質(zhì)量。

2.2沖擊碾壓法

公路建設(shè)過程中，黃土地基濕陷性問題的解決，不僅應(yīng)選擇合理的施工設(shè)備，而且合理的壓實(shí)方案應(yīng)在施工過程中采取的。沖擊壓實(shí)機(jī)對土壤表面任意一點(diǎn)的沖擊作用都是不相同的，主要是因?yàn)槠渫馆啍?shù)量的不同，所以沖擊效率也不一樣。本文介紹的為25T3 25KJ型沖擊壓實(shí)機(jī)，具體如圖1所示。碾壓輪在工作狀態(tài)下，每轉(zhuǎn)一周則針對土地進(jìn)行三次壓實(shí)與三次沖擊。沖擊式壓實(shí)機(jī)在同一點(diǎn)要往返 2次為 1 遍，沖擊壓實(shí)在土壤表面行駛6次，為1遍，所以，采用沖擊壓實(shí)均勻地表，密度均勻，可使地基土的強(qiáng)度增強(qiáng)，不會(huì)出現(xiàn)漏壓或者過壓的情況，以免造成土壤路面不均勻的現(xiàn)象，根據(jù)具體的施工經(jīng)驗(yàn)，一般壓3遍則需要沖擊20次。

圖 1沖擊壓實(shí)方案圖

2.3預(yù)浸水法

預(yù)浸水法是利用黃土浸水產(chǎn)生濕陷的特點(diǎn)，在施工前進(jìn)行大面積浸水，使土體產(chǎn)生自重濕陷，達(dá)到消除深層黃土的濕陷的目的，再配合上部土層處理措施，來達(dá)到消除全部土層濕陷性的一種處理方法。該方法具有施工條件簡單，處理效果好的優(yōu)點(diǎn)。

2.3.1 浸水前施工（1）開挖基坑：開挖范圍按建筑物基礎(chǔ)外緣外放5m，相鄰基礎(chǔ)高差較大部位外放3m，坑壁按1：0.5放坡，開挖至基底標(biāo)高以下1.0m，整平場地。

（2）設(shè)導(dǎo)水孔：采用人工成孔，導(dǎo)水孔間距5.0m，視土層厚度及滲透性現(xiàn)場做調(diào)整，深度5.0m~8.0m。

（3）清土填料：清理導(dǎo)水孔土體運(yùn)出主場外，并往孔內(nèi)填滿砂石等強(qiáng)透水性材料。

（4）鋪設(shè)供水設(shè)施：供水設(shè)施布設(shè)于基坑周邊，并達(dá)到預(yù)浸水所用量。

（5）設(shè)觀測標(biāo)：觀測標(biāo)采用Φ20鋼筋，在浸水前觀測標(biāo)上初始值并記錄，觀測標(biāo)精度不大于1mm。

2.3.2 浸水

浸水應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，保持坑內(nèi)水頭高度不小于300mm。浸水過程中須定時(shí)觀測濕陷量、耗水量、浸濕范圍及地面裂縫，做好觀測記錄。浸水穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為最后5d的平均濕陷量小于5mm。

2.4擠密法

擠密法的工作原理是由于在擠密樁施工過程中因打樁而使樁周圍的土體收到了干擾，從而破壞了土的原有孔隙結(jié)構(gòu)，在樁下沉的過程中土的側(cè)向擠壓力使得黃土中孔隙結(jié)構(gòu)遭到破壞，變得緊密，這樣使得黃土的整體承載力升高，可以抵消一部分濕陷性。

此外，在沉樁過程中，樁間土因受到很大的側(cè)向壓力，使得起周圍土體也得到擠壓，從而形成強(qiáng)制擠密區(qū)、擠密區(qū)和擠密影響區(qū)得以形成，樁體周圍的土體承載能力也得到了一定程度的提高，地基的壓縮變形也得到了減少。

2.5化學(xué)加固法

化學(xué)加固和常用的化學(xué)材料加固的方式主要是將集中化學(xué)元素注入到黃土中，即將硅酸鈉、氯化鈣、氫氧化鈉、丙烯酸按、鉻木素紙漿廢液以及水泥漿等注入到濕陷性黃土之中，利用溶液本身或者溶液和黃土地發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)來生成凝膠，由此將松散的黃土集中起來，形成一個(gè)整體，提升濕陷性黃土的強(qiáng)度和凝聚力，降低黃土的濕陷性和透水性，由此完成地基處理。但由于部分化學(xué)溶液的成本較高，其使用范圍受到局限，較多應(yīng)用在礦井、水壩或鐵路隧道工程中。

4 結(jié)束語

綜合上述，針對濕陷性黃土路基處理施工，本文淺談了強(qiáng)夯法、沖擊碾壓法、擠密法、預(yù)浸水法及化學(xué)加固法等施工工藝，這為濕陷性黃土路基處理方案的選型論證及實(shí)施提供了技術(shù)支持。

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喬帥 男 （1987-04） 本科 助理工程師 主要從事高速公路施工方面工作。