黃土地區高速公路軟基處理

摘 要:隨著我國經濟的迅猛發展，高速公路的建設規模不斷加大，高速公路工程建設越來越多。本文針對黃土地區的軟基工況，分析了在公路建設中軟基處理問題

關鍵詞:高速公路黃土地區軟基處理方法

中圖分類號:U416.1文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(a)-0048-01

1 黃土的工程特性

黃土具有多孔性，顏色以黃色為主，富含碳酸鹽，形狀以顆粒為主，黃土具有易崩解、濕陷性、滲透性等特點，在自重和外荷載作用下容易在受水浸濕后產生濕陷變形。

黃土以風積成因為主，含有大量膨脹行黏土礦物、架空孔隙和垂直節理均較發育、具有大孔行等，因此承載能力較低，且具有濕陷性，這也就容易引起多種工程質量事故發生。黃土所具有的不良工程地質特性對帶狀工程的公路尤其有嚴重的危害，其主要表現在公路邊坡剝落、滑坍、流泥、崩坍、沖刷，路堤表面滑溜、路面裂縫、局部滑坍及路堤沉陷等。

黃土地區軟基的地層土質一般為粉沙、砂質黃土、粉土黃土，而不是軟土形成的，局部地段土壤的塑性指數很高，有些地段土壤的孔隙比很大，土壤的顆粒以粉粒為主。

黃土作為干旱半干旱地區的沉淀物，其獨特的結構特性是特定的生成環境作用的結果，而黃土的工程特性和力學性狀被這種獨特的結構特性直接影響著。

1.1 滲透性

新黃土中原生柱狀垂直節理發育，幾乎沒有構造性節理，但老黃土中普遍存在構造節理。路基邊坡的穩定性受黃土中的節理控制著。在具有垂直節理的黃土邊坡，呈現倒塌的破壞方式，具有構造節理的黃土層中開挖的邊坡，呈現沿節理面滑落的破壞形式，無構造節理的黃土邊坡，呈現滑坡的破壞形式。對于黃土的滲透性來說，由于是顆粒的排列結構起各項異性作用，而不是顆粒的膠結起作用，所以其影響是不能忽略的。有研究表明，垂直向滲透系數一般比水平向滲透系數大。

1.2 濕陷性

濕陷性是指在一定壓力下，土體結構由于受水浸濕迅速發生破壞而出現顯著下沉的特性，它是黃土的主要工程性質。濕陷性并不是所有的換土都有的性質，一般黃土上部的10～20cm具有濕陷性。按照上覆應力的性質可以將濕陷性黃土分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土兩類，自重濕陷性黃土是由于在本身重力作用下浸水濕陷的黃土，即使本身荷重不大的構筑物在水浸后仍然有下沉現象發生，因此，其對構筑物的危害極大;非自重濕陷性黃土是那些不在自重壓力下浸水發生濕陷，二十在一定外在荷重下浸水才發生濕陷的黃土。

1.3 黃土的各項同性和各向異性

由于黃土的粘聚力中，由顆粒間膠結物質形成的加固粘聚力和由土顆粒間分子引力形成的原始粘聚力都起著作用，所以，在對黃土的抗剪強度特性研究中，要注意轉向起始含水量的影響。注意到強度各向異性受黃土的垂直節理特性的影響，通過對與垂直節理成四十五度相交、正交、平行的剪切試驗，得到不同方向上的抗剪強度不同，且基本呈橢圓狀。當剪切面與垂直節理方向平行時，抗剪強度最低，同時各向異性在含水量低時的影響程度更大。但從總體上說，由于顆粒的膠結對黃土抗剪的主要作用不是顆粒的排列，因此相差不大，在實用時，方向對抗剪強度的影響一般不考慮。

2軟基處理的措施

在進行黃土地區高速公路的軟基處理時要根據軟基的組成成分、厚度及地下水的埋深等不同情況，采用合理的處理方法，常用的處理方法如下。

2.1 換填

換填是最常用的方法，其有效處理的最大深度為3m。它將路地下的全部軟土采用人工或機械的方法挖除，用強度更高的砂、礫、片石、卵石、粘性土等滲水材料，按照承載力決定換填的深度。

在黃土地區，對于地下水位比較深，而地表的軟土又不太厚的地段，可以采用換填法處理軟基。具體方法是:對軟弱土層進行挖除，用碎石類土進行回填，控制第一層的厚度在50cm左右，然后用重型機械靜壓密實，最后按照正常的施工流程分層填筑施工。

2.2 壓填法

對于軟基厚度不是很大，地下水位較高的地質，地表承載力較低，土層易液化的情況，要先在地表拋填厚度50cm以上的片石，然后將一層50cm厚的碎石填筑在片石上，使用重型機械進行靜壓，路基填筑在沉降穩定后進行。

2.3 碎石樁

碎石樁的施工工藝非常成熟，在國內軟基施工處理中普遍采用。碎石樁可以對比較深厚的軟土進行基地加固處理。它通過導管灌入碎石，利用振動荷載預沉導管，在壓、擠、振的作用下形成密度較大的碎石樁，其加固液化土層的作用主要表現在分擔地震水平剪力的作用，樁體的排水減壓作用，擠密、振密作用等三個方面。碎石樁施工要注意以下方面:

(1)樁體材料應為硬質材料如卵石、碎石，最大粒徑不得超過50mm，含泥量不得大于5%。

(2)施工順序要從既有線向外側隔排連打，以減少對既有線的影響。

(3)施工前試樁試驗時要選擇有代表性的段落，用來對采用的各項參數進行驗證。在施工過程中對貫入度、分段填碎石量、拔管高度等進行嚴格控制，以保證樁體的密實、均勻、連續。

(4)通過現場試樁試驗確定孔內填料量，如果地面在施工中有隆起或下沉現象發生，要按照現場的具體情況對填料量適當增減。

2.4 高壓旋噴注漿法

旋噴樁就是利用工程鉆機，將噴頭鉆及旋噴注漿管放在樁底設計高程，用高壓處理預先配置好的漿液使其獲得很大的能量，然后從注漿管邊的噴嘴中高速噴射出來，形成能直接破壞土體的一股能量高度集中的液流，在噴射過程中，鉆桿隨著旋轉而提升，使得土體和漿液攪拌混合充分，從而在土中形成異地昂直徑的柱狀固結體，對地基進行加固。其有效處理的最大深度為20m。

3結語

在國家進行中西部大開發的政策鼓勵下，大量高速公路在中西部被建設以滿足地區發展的需要。黃土地區高速公路的軟基處理作為困擾黃土地區高速公路建設的一個瓶頸問題，只有充分了解該地區土壤的土質特性，才能選擇適合的軟基處理措施，進而順利解決黃土地區高速公路軟基處理問題，為中西部交通建設和國家的發展做出貢獻。

參考文獻

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