淺談西長鳳高速公路濕陷性黃土路基處置

張 兵

（甘肅省公路航空旅游投資集團有限公司，甘肅 蘭州730030）

0 引言

濕陷性黃土是我國分布較廣泛的區域性土，尤其是在甘肅慶陽一帶，地勢平緩，屬于十分典型的黃土塬地形，塬面區排水困難，一到雨季，特別是在暴雨集中時，路基會因水流大量匯聚造成土體性狀變化而產生大量沉陷，造成交通中斷。西長鳳高速公路是慶陽地區的首條高速公路，為此，在設計和施工階段對公路路基的濕陷性黃土采取有效處置措施降低其濕陷性，保證了路基的安全穩定非常有必要。本文結合西長鳳高速公路的實際情況，對其濕陷性路基的處理過程和方法進行淺述。

1 項目概況

項目區黃土發育，顏色多以淺黃色為主，具有較強的濕陷性和易溶蝕、易沖刷、各向異性等工程特征。項目全線黃土路段經實驗計算后的具有濕陷性的段落共有40公里。

2 處置措施

由于項目區沿線都是民居，且大部分都是土質窯洞，若采用強夯等處置措施，強夯引起的振動會對民居造成較大影響，因此，本項目采用的是以沖擊碾壓為主，結合水泥土隔水墻并完善的防排水系統的綜合處置措施。具體措施如下：

2.1 沖擊碾壓

（1）處置方案

對濕陷性等級在Ⅰ～Ⅱ級的路段，在路基填筑前采用25KJ沖擊壓實機對基底沖壓20遍；對濕陷性等級在Ⅱ～Ⅲ級的路段，在填筑前采用25KJ沖擊壓實機對基底沖壓40遍。

（2）施工前準備

在施工前制訂相關安全保障措施，查明沖壓范圍內的地下管線及附近各種構造物，對擬保護的構造物，在保護范圍的外圍設置明顯的標記物。

（3）試驗段施工

為了更好的指導全線濕陷性黃土路基的施工，本項目選取了具有代表性的試驗路段施工，在試驗路段施工過程中，重點是對碾壓遍數、壓實度等數據進行監測，試驗段數據分析如下（表1表2）：

表1 各層面沖擊不同遍數后壓實度平均值的差值

表2 不同沖壓遍數的壓實度縱向平均值

針對以上數據，得出試驗段的沖擊碾壓遍數與壓實度關系曲線如下圖1：

圖1 沖擊碾壓遍數與壓實度關系曲線

通過對上述數據分析來看，沖擊碾壓一定遍數后與未沖擊碾壓前的壓實度相比較，各個層面的壓實度都有了顯著提高，離表層20cm處最為明顯，沖壓40遍后的壓實度增值達到了10個點以上，離表層80cm處的壓實度在沖壓40遍后也有7.8的增值點；由此可見，沖擊碾壓施工工藝對濕陷性黃土地基表層下80cm之內的壓實度有明顯的改善效果。

（4）沖擊壓實施工

施工機械采用沖擊壓路機，行駛速度為10～12km／h，每碾壓6遍用平地機刮平。沖擊碾壓距路肩外邊緣保持1m的安全間距。若工作面起伏過大，應停止沖壓，用平地機刮平后再繼續施工。沖擊碾壓時還應注意沖擊波峰，錯峰壓實，沖壓5遍后應改變沖壓方向。

（5）施工難點、要點控制

1）碾壓速度：對壓實度影響較大的因素之一就是碾壓速度，只有保證碾壓速度保持勻速，才能保證沖擊碾壓的效果。

2）含水量：如果路基現場的天然含水量較大，則不宜馬上沖擊，需待含水量散發降低后方可沖擊碾壓，當天然含水量較低時，需提前灑水悶料后再進行沖擊碾壓。一般情況下，當細粒土含量大于等于50%時，含水量（w）范圍：最佳含水量-4%≤w≤最佳含水量+2%。

2.2 完善防排水系統

濕陷性黃土路基路段的施工還應著重做好防排水措施，完善整個路基體系內的防排水系統，防止路側積水并防止積水下滲，在路基坡腳外20～30m范圍內，需仔細整平地表不使出現積水，對原有的積水洼地和地表裂縫要進行填平、夯實，并設置必要的排水設施。

由于本項目區位于隴東黃土高原，屬溫帶半濕潤性氣候，四季分明，降水稀少，多為夏秋季短時暴雨形成的短歷時洪水，同時，本項目地勢平緩，排水十分困難。因此，本項目為減少積水對路基邊坡的集中沖蝕，采取了以散排方式為主，引、排、蒸、滲相結合的綜合排水措施：在有條件的路段，設置了有利于環保和綠化的生態型排水設施，各種排水設施的尺寸和形式根據降雨量、匯水面積等實際情況靈活選擇；在水流較為集中區域的路側按照匯水面積的不同設置了不同形式的蒸發池匯聚地表水流，通過蒸發下滲使之消散。因本項目黃土濕陷性強烈，為防止蒸發池內積水下滲引起黃土濕陷沉降影響到路基的穩定性，蒸發池一般設置于距路基排水溝外邊緣不小于20m，并種植樹木加以遮擋。蒸發池大小以及蓄水深度應根據實際地形開挖，蒸發池迎水面設置消力坎防止排水溝水形成沖刷，蒸發池一級沉淀池內種植蘆葦，二級沉淀池種植樹木，坡面草皮綠化，以使蒸發池園林化；在自然坡面匯水無法排入天然溝渠且不宜設置蒸發池時，設置集水窖以匯集部分水流，集水窖內的積水可在公路養護及綠化時加以利用，也可用于當地農田水利灌溉。為保證集水窖的使用效果，窖內積水最好在雨季或連續陰雨天前用完。

2.3 水泥土隔水墻

為防止雨水或路基坡腳積水下滲后引起的黃土濕陷，路側較大的排水溝渠需進行防滲加固。因此，本項目在路基坡腳易積水側設置了寬1m、深1.5m的水泥土隔水墻（水泥含量6%）。在設置水泥土隔水墻的路段，需先將隔水墻埋入相應位置后再進行路基填筑施工。

3 結語

采用沖擊碾壓法對處置黃土路基的濕陷性效果良好，對路基的長久安全穩定起到了很好的作用，但僅靠某種工程措施難以完全消除黃土地區路基的濕陷性，應在加強沖擊碾壓等工程措施措施處理的同時，做好路基的防排水措施，防止路側積水以及積水下滲。在勘察設計階段，應對沿線的積水情況進行深入詳細的調查，完善防排水的系統設計，并做好防滲加固措施；在施工階段，要根據設計要求和黃土特性，修建臨時性的排水設施，防止水流侵入施工場地地基。