浅析湿陷性黄土路基病害及治理措施

浅析湿陷性黄土路基病害及治理措施

郑旭

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摘要：这些年，我国交通工程的建设逐渐加大，很多道路工程建设在地质环境不好的山区，湿陷性黄土是一种典型的不良地质条件，湿陷性黄土在我国分布较广，公路建设经常穿越该种土质地段。由于该土质对公路质量的影响非常重大，故对该种地质做个别处理十分必要。

关键词：湿陷性黄土路基；处理；对策

一、湿陷性黄土概述

黄土以粉土颗粒为主，具有孔隙较大、竖向节理等特征，天然含水量小，具有低密度、含水量和高孔隙的特点，在外载和自重力作用下受水浸湿后易产生湿陷变形；在干旱和半干旱的条件下形成的黄土，由于蒸发量大，水分不断减少，盐类析出，胶体凝结，产生了加固黏聚力。在黄土湿度较小的情况下，上覆土不足以克服土中形成的加固黏聚力，因而形成欠压压密状态，一旦受水侵蚀，加固黏聚力消失，就产生湿陷。黄土的竖向节理特性导致黄土具有渗透性，老黄土普遍存在构造节理，对路基边坡的稳定性常起控制性作用，在构造节理的黄土层中开挖的边坡，其破坏形式常呈沿节理面滑落，具有垂直节理的黄土边坡，其破坏方式呈现为倒塌，无构造节理的黄土边坡破坏则主要为滑坡。

二、湿陷性黄土路基病害

1.路基沉陷

在压力作用下，湿陷性黄土路基受到水分作用，其结构迅速破坏而发生下沉，从而导致路基沉陷破坏发生。究其原因一般是湿陷性黄土路基压缩变形较大或路基排水不顺畅，对于高填方路基，由于黄土本身压缩变形较大且强度较低，施工时如果没有充分沉降，路基遇水便会发生湿陷。

2.路基陷穴

路基陷穴从地貌上来看，一般分布在河谷阶地的边缘、冲沟两岸等，由于这些区域多为松散黄土，容易被冲蚀，另外如果阶地的高差越大，地表水在经过阶地边缘处下渗越为严重，在这些地方的陷穴也就越深。造成路基陷穴的主要原因除了土体结构与水的浸湿作用外，还与当地的地理特性及气候有关。

3.路埑边坡剥落、冲刷和滑塌

首先，黄土路堑边坡一般位于地面表层，开挖后暴露在大气中，受雨季降水量和环境温湿度等自然环境的影响，尤其是在出现暴雨或者连续降雨的情况下，在雨水的冲击作用下就会引起大量的水土流失，使得坡面上形成陷穴、小型冲沟或整体剥落、滑塌。黄土路埑边坡破坏方式和程度主要与黄土层的构造特性密切相关。具有构造节理的黄土边坡一般呈现沿着节理面滑落；垂直节理的黄土边坡一般呈现为坍塌破坏形式；无构造节理的黄土边坡呈现滑坡破坏。其次，人为因素也可导致黄土路堑边坡产生病害，黄土路堑本身边坡结构稳定性相对较差，当其受到人为因素的破坏时，由于上层结构承受压力负荷过大，导致路埑滑塌的现象出现，这一问题对于实际的路基施工有着较为严重的影响。

三针对路基沉陷的防治措施

1. 控制填方的长度

在我们的走访调查中不难发现一些土质均匀、填土方较长的地区往往路基沉陷现象不明显，而一些狭窄的沟壑则会出现较为明显的路基沉陷现象。对于这种情况，我们通常采用的防治办法是尽量控制填方的长度，相较于短的填方而言，在长的填方中作业，机器可能更加的容易运作并且能够压实的土方面积也比较大。

2.严格控制黄土的含水量

在对路基进行加固时，往往会出现由于土壤含水量过大而引起的翻浆现象，这不仅严重影响了施工进度，还给路基的压实工作带来了巨大的挑战。另外，土壤的含水量过低亦会引起一些不必要的问题如因含水量不足而引起的压实效果不理想，一旦有负载就会出现坍塌的现象。因此，工作人员在开展压实工作前一定要保证该路段土质的性质。

3.对于不同路基采取不同的方法

对于一些已经能够趋于稳定的路基而言，可以直接将塌陷的路面进行填补，而对于一些还不够稳定的路基来说，就不能直接对其坍塌的路面进行修复了。而是要采用专业的方法对其进行路面修复，以减小损失。

4.针对路基裂缝的防治措施

由于湿陷性黄土地区的路面稳定性较差，往往会出现局部裂缝的现象。对于这种路基问题我们采用的方法一般是注浆法和局部回填法，这两种方法不仅能充分的解决路面的稳定性问题。

5.针对路基坍塌的防治措施

对于路基坍塌的现象最有效的治理办法就是采用透水率相对较低土质进行对路面的填制或者是采用砌砖的方式来稳定路基。

四、湿陷性黄土路基处理技术方法

1.挤密法

当湿陷性黄土位于地下水位以上时，可以采用挤密桩法进行处理，在施工过程中，根据施工方案布置桩孔平面位置，然后准备适量的处于最优含水量状态下的灰土或者素土，按照分层的原则，填入桩孔内，然后进行分层捣实，至设计标高止。使用桩体或成孔在夯实施工中会产生横向挤压效应，对桩间土具有很好的挤密，提高其密实性，从而大大提高其承载力，以此形成复合地基，达到相关规范要求。根据经验以及实验数据，当湿陷性黄土位于地下水位以上，同时，含水量为14%~22%时，选择挤密法具有很好的效果，湿陷性的处理深度可达5~10m。

2.强夯法

强夯法的设备是这些方法里最为简单的，它的施工速度快、费用低，对于道路建设来说是很有经济性的，而且对不同的厚度的黄土层都可以适用。这种方法不仅可以适用于湿陷性黄土，而且对于填土和粘土等等的这些不同于黄土的土质的地基也是可以进行处理的。强夯法处理是通过改变湿陷性黄土的密度和孔隙比来夯实路基的。增加了路基的承载力，提高道路的安全性和稳定性，让施工效果达到预期的目的和顺利地完成施工目标。我们应该在施工的过程中注意黄土层的含水量和孔隙比，在将强夯法应用到黄土层时应注意每一夯击之间的时间间隔。夯击的时候还应注意力度适中，远离周围的建筑物，避免对周围的土地和施工人员造成危害。

3.垫层法

垫层法是指在湿陷性黄土层中进行路基施工前，用灰土或者砂砾土将部分或者全部黄土替换掉，这种做法可以有效避免黄土遇水发生结构破坏，降低其原本应有的承受力度，置换后的路基土可以达到设计要求，使路基减少变形破坏影响。采用垫层法施工改善湿陷性黄土路基土质时，替换多少黄土要根据具体地质情况确定，局部或全部替换均可。垫层的宽度和厚度要经过严密的计算和精准的技术分析后确定，垫层的设置不仅要控制变形量满足规范要求，还需要考虑经济是否合理，一般换填垫层法有效加固深度为1-3米。设置垫层需要注意以下几点：①垫层的宽度一般超出基础边缘不会太多，采用局部置换黄土的方式，需要做好边缘处的防水措施，避免水渗入土层内部，导致没有经过置换的黄土遇水发生变形，引起整个路基下陷；②采用全部置换黄土的方式时，要保证垫层边缘超出地基边缘不少于1m。

4.冲击碾压

冲击碾压是利用冲击压路机的冲击能对湿陷性黄土进行压实，消除黄土的湿陷性。冲击压路机有三边形、四边形、五边形等，在牵引或自行驱动力作用下滚动，冲击能量以25千焦为基本型号，有效影响深度约1.4米。冲击碾压宽度不宜小于6米，最小冲压面积不宜小于1000平方米（自行式冲击压路机）/1500平方米（牵引式冲击压路机）。工作面较窄时需设置转弯车道，冲压最短直线距离不宜少于100米。冲击碾压的遍数由于受土质、冲击压路机的型号、应用条件等影响，需要提前做试验段，根据试验段的数据进行确定，一般为40遍，最多为50遍。

结语

路基的施工工作对技术含量的综合性要求很高，因此，我们在公路路基的施工过程中，对于特殊路基一定要认真处理，同时根据路段的地形和地质、施工机械以及工程的具体安排等条件，合理进行施工组织和设计，做好路基的填土与压实、路面排水、路基防护等常见的技术问题。这对保证工程进度、工程质量和施工安全都有着非同寻常的意义。

参考文献：

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