陳裕邦

摘 要：近些年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)不斷發(fā)展，公路建設(shè)質(zhì)量的要求不斷提高，尤其是對(duì)提高路基穩(wěn)定性要求更高。全國(guó)濕陷性黃土主要分布在甘肅、陜西、寧夏等地。甘肅省濕陷性黃土較其他地區(qū)有其特殊性，主要為厚度大、濕陷性強(qiáng)、分布面積廣闊的特點(diǎn)。對(duì)于濕陷性黃土路基，采取科學(xué)合理的處治措施解決施工中存在的問(wèn)題對(duì)整個(gè)公路工程的建設(shè)質(zhì)量具有重要意義。本文以國(guó)道341白銀至中川至永登公路、省道303長(zhǎng)官路口至正寧公路等項(xiàng)目實(shí)際出發(fā)，并查閱相關(guān)資料，對(duì)濕陷性黃土路基的判定和處理措施進(jìn)行總結(jié)，提出強(qiáng)夯處理、灰土擠密樁、沖擊碾壓、灰土換填等濕陷性黃土路基的處理措施，以便更好地解決濕陷性黃土路基問(wèn)題，確保路基質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土;判定;處理原則和措施

中圖分類號(hào)：TU444 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）13-0126-02

0 引言

濕陷性黃土是一種在一定壓力下，受水浸泡后土體結(jié)構(gòu)迅速破壞，發(fā)生明顯附加下沉的黃土。其主要包括兩種類型，分別是在上覆土的自重壓力下受水浸泡后，發(fā)生顯著下沉的自重濕陷性黃土，另一類是在覆土的自重壓力下受水浸泡后，不發(fā)生顯著下沉的非自重濕陷性黃土。濕陷性黃土地基處理的目的：一是消除原有地基的部分濕陷量，減少擬處理地基的總濕陷量，控制下部未處理濕陷性黃土層的剩余濕陷量不大于設(shè)計(jì)規(guī)定的數(shù)值;二是消除其全部濕陷量，使處理后地基變?yōu)榉菨裣菪渣S土地基;橋梁橋臺(tái)可采用深基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等穿透全部濕陷性黃土層，使上部荷載通過(guò)深基、樁基等轉(zhuǎn)移至壓縮性低的非濕陷性土（巖）層上，防止地基產(chǎn)生濕陷，保證路基穩(wěn)定。

1 濕陷性黃土的判定

1.1 黃土濕陷性判定

在道路路線方案確定后的勘察階段，首先應(yīng)確定工程路段黃土層的地質(zhì)年代、成因、厚度等地質(zhì)特征，以及黃土的物理力學(xué)特性。一般全新世Q4和晚更新世Q3黃土均存在濕陷性，中更新世Q2僅上部部分土層具有濕陷性。然后，現(xiàn)場(chǎng)選取原狀土樣，采用濕陷系數(shù)δs來(lái)判定，δs可通過(guò)室內(nèi)積水壓縮試驗(yàn)測(cè)定。把保持其天然密度、濕度和結(jié)構(gòu)的黃土土樣，逐步加壓，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力，土樣壓縮穩(wěn)定后，進(jìn)行浸水，使含水量接近飽和，此時(shí)土樣迅速下沉，再次達(dá)到穩(wěn)定，得到浸水后的土樣高度，根據(jù)公式δs=可求出土的濕陷系數(shù)δs。當(dāng)δs<0.015時(shí)為非濕陷性黃土;當(dāng)δs≥0.015時(shí)為濕陷性黃土。

1.2 濕陷性類型的劃分

黃土地區(qū)場(chǎng)地的濕陷類型按照自重濕陷量△zs判定。△zs=β0δzsi·hi。當(dāng)自重濕陷量△zs小于或等于7cm時(shí)，定為非自重濕陷性黃土場(chǎng)地，當(dāng)△zs大于7cm時(shí)，定為自重濕陷性黃土。

1.3 濕陷等級(jí)的判定

濕陷性黃土地基的濕陷等級(jí)是地基土受水浸泡發(fā)生的濕陷的程度，一般用地基內(nèi)各土層濕陷下沉穩(wěn)定后所發(fā)生濕陷量的綜合來(lái)衡量，總濕陷量越大，對(duì)橋涵等結(jié)構(gòu)物的危害越大，對(duì)設(shè)計(jì)、施工和處理措施的要求也越高。基底以下地基的濕陷量采用△s=β·δsi·hi計(jì)算。

根據(jù)試驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果得到的數(shù)值區(qū)間，確定黃土地基濕陷等級(jí)后，提出合理的路基處理設(shè)計(jì)方案。

2 濕陷性黃土路基處理措施

2.1 處理原則

（1）對(duì)于挖方路段，路床底面采用強(qiáng)夯處理、沖擊碾壓或重錘夯處理;（2）橋頭路基位于Ⅱ級(jí)及以上自重濕陷性黃土地基時(shí)，橋頭填土25m范圍內(nèi)基底采用灰土擠密樁、強(qiáng)夯等措施處理;（3）填方路段，地基濕陷等級(jí)為Ⅱ級(jí)及以上且周圍條件不受限時(shí)，采用重錘夯或強(qiáng)夯處治;周圍條件受限時(shí)，采用灰土擠密樁或灰土墊層;（4）對(duì)Ⅱ級(jí)以下自重濕陷性黃土一般填方路段，采用換填灰土墊層、重錘夯或沖擊碾壓處治。（5）對(duì)于路基填方跨越狹窄沖溝路段，有強(qiáng)夯條件時(shí)，應(yīng)先將溝底整平強(qiáng)夯，溝壁兩側(cè)按1：1～1：1.5坡率擴(kuò)溝開挖，并設(shè)置不小于2m寬內(nèi)傾4%的臺(tái)階，然后每填筑5m采用低能量強(qiáng)夯（現(xiàn)場(chǎng)必須試夯并觀察涵洞狀況隨時(shí)調(diào)整夯擊能）。強(qiáng)夯受限段，在溝底及臺(tái)階處設(shè)置灰土樁，灰土樁長(zhǎng)度根據(jù)具體路段的沉降控制計(jì)算確定，且不小于6m，灰土樁頂面設(shè)置50cm厚灰土墊層，墊層以上每1.8m設(shè)置一層液壓夯。（6）擋土墻高度大于6m，且擋墻基底為Ⅱ級(jí)以上自重濕陷性黃土?xí)r，擋土墻基底采用5%水泥穩(wěn)定砂礫換填加灰土擠密樁的措施進(jìn)行處治。

2.2 強(qiáng)夯處理

強(qiáng)夯法是采用有一定重量的大錘自一定高度落下，給地基造成強(qiáng)烈的沖擊和振動(dòng)，因此而達(dá)到增大土質(zhì)的密實(shí)度，改善土的振動(dòng)液化條件，消除濕陷性黃土的濕陷性的目的，一般處理的濕陷性土層厚度宜為3-6m，不宜超過(guò)8m。強(qiáng)夯法的加固過(guò)程是通過(guò)瞬間對(duì)地基施加巨大的沖擊壓力，迫使土質(zhì)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而在一定程度上提高地基的密實(shí)度。強(qiáng)夯法可以直接有效的使錘下的黃土壓緊填實(shí)，在夯實(shí)過(guò)程中，擊打的沖擊波會(huì)向四周擴(kuò)散，從而使黃土間的結(jié)構(gòu)顆粒間發(fā)生移動(dòng)，小顆粒易填補(bǔ)原有大顆粒間的孔隙。通過(guò)強(qiáng)夯處理的黃土，土的力學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)都發(fā)生明顯的改變，黃土的壓縮性降低，透水性減弱，濕陷性消除，因此其承載力顯著提高。強(qiáng)夯法是處理濕陷性黃土路基的基本方法，施工簡(jiǎn)單，效率高，工期短，施工質(zhì)量明顯。但是隨著重錘的不斷沖擊，地面對(duì)沖擊力的承受力在逐漸增加，實(shí)際的夯實(shí)深度不會(huì)隨著夯實(shí)次數(shù)和重力的增加而增加，反而是隨之減小的。由于在具體的夯實(shí)過(guò)程中，對(duì)地面的沖擊力并不是向地面直線傳播的，而是向四周擴(kuò)散的，從而很難從整體上提升黃土的強(qiáng)度，只能局部提升濕陷性黃土的強(qiáng)度。另外，強(qiáng)夯法在操作過(guò)程中振動(dòng)和噪音比較大，會(huì)對(duì)道路沿線居民的生活造成一定的影響。強(qiáng)夯處理離一般村民磚瓦房住宅距離應(yīng)大于200m，離窯洞距離應(yīng)大于300m;對(duì)于半填半挖路基填方區(qū)強(qiáng)夯，或強(qiáng)夯區(qū)緊鄰深挖邊坡路段，應(yīng)先施工強(qiáng)夯，再進(jìn)行邊坡開挖施工，以避免邊坡振動(dòng)垮塌。

2.3 灰土擠密樁

灰土擠密樁是利用錘擊將鋼管打入土中側(cè)向擠密成孔，將管拔出后，在樁孔中分層回填2：8灰土夯實(shí)而成，消除深層黃土濕陷性的同時(shí)，與樁間土共同組成復(fù)合地基以承受上部荷載?；彝翑D密樁成樁時(shí)為橫向擠密，可同樣達(dá)到所要求加密處理后的最大干密度指標(biāo)，可消除地基土的濕陷性，提高承載力，降低壓縮性;可就地取材，應(yīng)用廉價(jià)材料;機(jī)具簡(jiǎn)單，施工方便，工效高。適用于條件受限無(wú)法強(qiáng)夯處理的Ⅱ級(jí)以上自重濕陷性黃土橋頭路基，或Ⅳ級(jí)自重濕陷性黃土高路堤（填土高度>4m）;適用于加固地下水位以上、天然含水量12%～23%、厚度5～15m的新填土、雜填土、濕陷性黃土以及含水率較大的軟弱地基。當(dāng)?shù)鼗恋暮蚀笥?3%、飽和度大于65%時(shí)，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)段確定灰土樁的適用性，若不適宜設(shè)置灰土樁，應(yīng)進(jìn)行晾曬或采用其它措施處理。

2.4 換填墊層法

換填墊層法是在處理淺表層黃土濕陷問(wèn)題中最簡(jiǎn)單直接的辦法，一般可用于處理3m以內(nèi)的濕陷性黃土路基。換填墊層法是指在路面和黃土之間人為的增加其他土質(zhì)結(jié)構(gòu)的墊層，從而改變?cè)瓉?lái)黃土遇水易變得特性，增加土質(zhì)的強(qiáng)度。在具體的施工中，挖除部分或者全部濕陷性黃土，再用素土或者灰土加以填充，遇水易變的黃土被其他土質(zhì)替代，因此直接有效的避免了黃土濕陷對(duì)路面造成的破壞，確保道路的正常通行。由于換填墊層法的使用，將原來(lái)的黃土土質(zhì)都挖除，并用遇水不變的土質(zhì)代替，所以能明顯的改善地基的濕陷問(wèn)題，也能有效的避免土質(zhì)遇水而發(fā)生濕陷的情況。在施工中，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際施工情況，科學(xué)的將強(qiáng)夯法和擠密樁法聯(lián)合使用，這樣能更加有效的改善黃土的濕陷情況。由于要更好的改變濕陷性黃土的結(jié)構(gòu)，勢(shì)必挖取大量的黃土，方能用更多的優(yōu)質(zhì)土代替黃土，所以換填墊層法在時(shí)間和經(jīng)濟(jì)投入上相比強(qiáng)夯法和擠密樁法要大很多，同時(shí)工期相對(duì)較長(zhǎng)。

2.5 沖擊碾壓法

沖擊碾壓是采用三邊形沖擊壓路機(jī)產(chǎn)生的沖擊能量達(dá)到壓實(shí)土石填料的目的。沖擊碾壓的原理為沖擊壓路機(jī)在拖車的牽引下以10-13Km/h速度向前碾壓，當(dāng)其中一角立于地面，向前碾壓時(shí)則另一側(cè)短半徑發(fā)生重力加速度落至地面，從而產(chǎn)生巨大的沖擊波，導(dǎo)致土體的孔隙比發(fā)生變化，使土體均勻密實(shí)，從而降低土的滲透性。沖擊碾壓適用于濕陷等級(jí)為Ⅰ、Ⅱ級(jí)的非自重濕陷性黃土和高度小于4m的路堤下的Ⅱ級(jí)自重濕陷性黃土地基。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展在一定程度上加快了道路建設(shè)的步伐，無(wú)法避免在濕陷性黃土上進(jìn)行路基施工。只有結(jié)合實(shí)際情況，科學(xué)分析各個(gè)濕陷性黃土路基的具體情況，因地制宜的運(yùn)用不同的處理措施，才能更好地提高黃土路基質(zhì)量，改善濕陷性黃土對(duì)路基造成的損害，減少相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失，從而提高道路的整體質(zhì)量。

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