公路路基湿陷性黄土设计分析研究

公路路基湿陷性黄土设计分析研究

安然

中铁六局集团呼和铁建公司， 010050

摘要：湿陷性黄土路基病害是我国黄土区域的一个主要问题，常常会由于雨水冲刷而出现水土流失、地基沉降、边坡滑坡等危害性地质活动，这些地质活动的出现会给农业生产和人民生活带来巨大的损害。造成黄土地区路基病害的主要原因是黄土湿陷引起地基出现不均匀而导致地基沉降。所以、在工程施工初期我们一定要使用合适的措施对湿陷性黄土开展特殊处理，以确保工程构造的可靠和安全，并且对于确保工程施工进程和加强施工水平具有不可忽视的作用。本文将对公路路基湿陷性黄土问题进行分析，来分析工程施工中存在的一些常见问题，并给出有效地处理对策，希望可以为同类工程提供相应的参考。

关键词：公路路基；湿陷性黄土；设计分析

一、湿陷性黄土沉降问题分析

公路工程施工中路基是非常重要的构成内容，它的稳定性会对公路的使用水平和综合使用周期造成直接影响，引发公路路基出现沉降的因素很多，在湿陷性黄土路基施工过程中一般出现路基自身压缩性沉降以及路基沉降；路基填料选取错误、路基压实度不足、压实措施错误等都是导致路基沉降的关键因素，但是湿陷性黄土本身特点是导致路基沉降的核心因素。

湿陷性黄土的结构特征、物质组成以及水和压力分别为黄土产生塌陷的内在和外在因素，在湿陷性黄土构成内容里面含有土壤颗粒和可溶性胶结物，土壤颗粒主要是粉粒形态，之后通过可溶性胶盐粘结在一块，里面同时含有丰富的孔隙，在干燥的环境下这种构造能够维持密切，其本身强度靠土体颗粒间的机械咬合、分子间的引力与碳酸盐结晶水形成的胶结力来提供，在天然状态下，由于上述胶结物的凝聚结晶作用被牢固的粘结着，故使湿陷性黄土具有较高的强度，然而受到水和外力的作用，它的构造极易受到损坏，可溶性胶状物会迅速出现溶解作用，颗粒之间欠缺足够的粘结性，致使土体在覆土层的自重与附加应力共同作用下，其结构迅速破坏，土粒向大孔滑移，土的强度突然下降从而产生沉陷。该部分沉陷是地基发生破坏的主要原因，此时在湿陷性黄土内部会发生土体骨架的脆断、土中的空隙被填充压实、土体颗粒重新排列及片状产生弯曲等，同时土中部分气体被挤出，土体向逐步提高其密实度和承载能力的方向转化，通过一定时间的固结，土体的承载力与外来压力逐步相等时，土体趋于稳定，而沉陷逐步终止，这就是湿陷性黄土结构的沉陷机理[1]。

二、公路路基湿陷性黄土的处理对策

（一）应用排水系统来进行处理：基底设置完善的路基路面排水系统，加强防渗及防冲刷，在路基靠山侧且汇水量较大路段增设灰土隔水墙，以阻止渗水对路基的不力影响。

（二）应用垫层法来进行处理：使用垫层法来处理浅层处治湿陷性黄土路基是一种历史方法，它具有因地制宜，施工简单等特征。通常处理的厚度不超过3米，大于3m的话，挖填方工程量巨大、施工时间久并且质量难以保障，选择这一方法的时候需要利用技术经济对比。垫层施工过程中，需要把预先处理的湿陷性黄土彻底清楚，以及打底夯或压实，在依照选取的材料的差异，通过基坑里的黄土或就近挖出的别的粘性土、砂石原料、灰土当作填料，在最佳含水量差不多的范围内分层填料、压实[2]。

（三）应用重锤夯实法进行处理：与建筑物的距离应保持在100m以上且连续处理段落较短而冲击碾压难以实施的路段应采取重锤夯实法。重锤夯实能够有效处理饱和度小于三分之二的湿陷性黄土地理。通常使用2.5—3.0吨的重锤，重锤夯击能为300KN.m。

落距离在4.0—4.5m，一般采取单点夯击击数为5次，累计共夯3遍15击；第一遍宜按一夯挨一夯顺序进行，第二遍应与第一遍夯点搭接1/2夯击，如此反复进行，能够清除基底之下1.2—1.8m的湿陷性黄土；在夯实层的额度中、土的物理和力学特征得到明显的提升、平均干密度显著扩大、压缩系减少、湿陷性革除、透水性降低、负载力提升，非自重湿陷性黄土路基、它的湿陷本身压力非常大，一旦用重锤解决后、能够降低甚至清除湿陷性黄土路基变形问题[3]。

（四）应用强夯进行处理：与建筑物应保持在200—300m以上，当与建筑物距离小于200m，仍需采取强夯处理时，应设减震沟，尺寸为1m宽×3m深，以阻断夯击波的震动影响。主要设计参数包括：有效加固深度、夯击能、夯击次数、间隔时间、夯点布置、夯击遍和处理范围；①有效加固深度（H）：计算采用公式为H=a，式中：H—加固土层厚度m；w—夯锤重KN;h—落距m；a—经验系数，其值在0.4—1.0之间，与土质条件、地下水位、夯击能大小、夯锤底面积等因素有关，设计值为0.45。②夯击能量及击数：夯击能量是决定加固深度的参数，单点夯击能=锤重×落距，单点夯击遍数为8遍。③夯点布置及夯击遍：夯点采用矩形布置，夯点间距为5m，第二遍夯击点位于第一夯击点之间，施工时可根据试夯沉降量关系曲线确定，并满足最后两击的平均夯沉量不易大于50mm，强夯设计采用工程比拟法，主、副夯单点夯击能采用2000KN.m跳夯两遍，最后再以1000KN.m的低能量满夯两遍。强夯法加固路基的理论通常是把相应重量的重锤通过相应的落距给路基一定的冲撞和震动，从而实现扩大压实度的目的，加强土的振动液化环境，革除湿陷性黄土的湿陷问题等目标[4]。

（五）应用灰土挤密桩法进行处理：灰土挤密桩法最适合用来处理超出地下水位的湿陷性黄土路基，平面上以正三角形形式布置，灰土桩直径40cm、间距为1m、桩长5—10m、桩体采用10%石灰土（质量比）、桩顶设置40cm的10%石灰土垫层，桩体不允许含有机物、土颗粒不得大于15mm，石灰采用新鲜消石灰、其颗粒不得大于5mm。灰土挤密桩建议采用沉管灰土桩法（管内投料震动密实法）或冲击成孔法施工，使土体向桩孔周围挤密；向孔内填料前，孔底必须夯实，回填夯实时、单点夯击能不得小于20KM.m，分层填料厚度不得大于35cm，压实度不小于97%，夯填时尽可能打一孔填一孔、打孔时采用间隔打法，施工顺序应为先外排后里排，隔排隔桩跳打[5]。

（六）应用冲击碾压法进行处理：与建筑物的距离应保持在100m以上，地形比较平整、连续处理长度不小于100m。冲击碾压采用CYZ25型或其他压实功率更大的冲击式压路机，施工时先进行试压、以确定实际所需的压实遍数；冲击碾压采用来回错轮的方式、轮迹之间不重叠，整个场地压完一次为一遍，冲击过程中若表面出现较大起伏，可随时用推土机整平[6]。

（七）应用水泥搅拌桩法进行处理：按正三角形布置、直径为50cm、桩间距为1m、桩体所用水泥为普通硅酸盐水泥，水泥掺入比为12—15%、桩底必须进入稳定持力层不小于0.5m，桩顶设置40cm的开山石渣垫层，施工时一般采用湿法施工、当地基含水量较大（建议以25%控制）湿法难以满足要求时采用干法施工[7]。

三、结束语

总之，在公路路基施工过程中，必须要对湿陷性黄土的处理进行充分的关注，需要根据工程现场实践情况实施对应的措施，并且要关注对环境的保护，不能够危害环境，实施有效地此类额对湿陷性黄土开展有效地处理，才可以确保路基刚度、强度还有安全性都可以满足对应的需要，确保和提升路基的使用年限。

参考文献：

[1]陕西省高速公路清安线清涧至子长公路工程SY07合同段两阶段施工图设计（K0+000---K10+400 全长10.4km）第二册第一分册

中交第一公路勘察设计研究院有限公司.2018年5月

[2]孙治国, 齐宏伟, 姚坚毅. 湿陷性黄土高填路基填料冲压及强夯试验研究[C]// 2018年全国工程勘察学术大会. 2018

[3]穆建光. 湿陷性黄土高填方路基沉陷原因分析与解决对策[J]. 山西建筑, 2018(14)

[4]王斌, 韦正鹏. 湿陷性黄土地区复合地基沉降量分析研究[J]. 中国建材科技, 2019(3)

[5]杨广庆.路基工程[M].北京：中国建设出版社，2019，4.

[6]郑起.现行市政施工规范实用全书[M].北京：中国环境科学出版社，2018，4.

[7]费玉亮，许慧，钱莹.公路路基施工技术探析[J].江苏科技信息.2019（04）.