黃土地區壩式路堤地基處理的探討

王亞龍

（定西市農村公路建設養護管理處，甘肅　　定西　743000）

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黃土地區壩式路堤地基處理的探討

王亞龍

（定西市農村公路建設養護管理處，甘肅定西743000）

摘要：黃土地區地形起伏較大，地貌、地層較復雜，黃土梁茆、溝源密布、沖溝發育，壩式路堤較普通高填方路堤和橋梁工程而言，對于甘肅省干旱和半干旱黃土地區具有集水和改善生態環境的作用，在黃土地區修建高等級公路時，采用壩式路堤跨越溝谷,對于改善當地群眾生活生產及出行十分有利。目前，壩式路堤已普遍存在于甘肅公路建設項目中，如G312、G211、巉柳高速、馬隴公路等。為確保壩式路堤穩定性和耐久性，必須進行地基處理，根據筆者實際參建的通渭至榜羅革命遺址公路建設項目中14處平均填筑高度30 m以上的高填路堤，及6處黃土地區壩式路堤地基處理經驗，對于黃土地區壩式路堤地基處理措施和設計具有一定的參考價值。

關鍵詞：壩式路堤；黃土；地基處理

0　　引言

黃土空隙大,結構疏松、孔隙發育、壓縮性強、弱膠結的沉積物，富含碳酸鹽,在路堤和活載作用下產生壓縮會導致下沉。黃土地區壩式路堤的地基處理關系到整個路基工程的穩定性、沉降和耐久性，關系到滲水量的大小，地基處理不當，會引起壩式路堤工后不均勻沉降，邊坡失穩溜塌，甚至是安全事故和質量事故，所以必須重視地基的處理工作。

1　　現場勘察

壩式路堤對地質以及地形地貌條件有較高要求和規定，比如地基承載力的一般要求：當最大填高20～25 m時，不應小于175 kPa；最大填高25 m以上時，不應小于200 kPa。淤泥、地下水滲流、泉眼等特殊地基，應根據承載力試驗結果，地質勘探報告綜合分析按設計要求進行地基處理，地質勘察工作應進行地基承載力試驗、螺旋壓板載荷試驗和旁壓試驗，查明壩式路堤地基范圍內不良地質現象的成因、危害程度和具體分布范圍；確定場地內濕陷性黃土的土體性質、含水量、濕陷類型和濕陷等級的分布情況；確定地基基底類型。然后根據當地水文水利資料預估地下水位季節性的變化幅度及其升降的可能性，結合壩式路堤的實際情況，對地基作出初步評價。

2　　黃土地區壩式路堤地基處理措施

2.1墊層法

墊層法屬于換填法，換填厚度一般為1.0～3.0 m，一般適用于淺層黃土處理。該方法的原理是挖除原地面較淺的黃土層，換填相應材料后進行分層碾壓或夯實，回填的材料類型包括砂礫、碎石、粉煤灰、干渣、石灰土、工業廢渣、二灰土和素土等。墊層法可提高壩式路堤基底的承載力，減少沉降量，消除或部分消除黃土的自重及濕陷性，減輕或避免了地基附加應力引起的濕陷，施工工藝簡單便于操作，且效果顯著，是一種在甘肅黃土地區常用的地基淺層黃土處理或部分處理的方法。開挖基底至設計標高時出現地下滲水一般采用片石拋投，拋投1 m以上再換填卵礫石。工程實例：通渭至榜羅革命遺址公路建設項目K42+832-K42+993段一處中心最大填筑高度為56 m的壩式路堤，溝底換填1.5 m卵礫石，換填所用的卵礫石粒徑3～5 cm，砂礫中泥沙含量不得大于5%且粒徑>20 mm，顆粒含量應不小于50%，并在基底每填高5 m處進行強夯點夯處治，以減少路基工后沉降。

2.2強夯夯實法

強夯夯實法簡稱強夯法，可短時間內提高地基承載力，適用于處理土層厚度為3～6 m的濕陷性黃土地基。強夯的有效加固處理深度,可根據梅納公式進行估算，它的作用機理是利用重錘自由落體的強大勢能，在極短的時間內對地基土體施加一次巨大的夯擊，使得土體迅速發生力學變化，加速土體結構的液化、排水固結及觸變恢復等，現已廣泛應用與黃土地基的處理中。工程中夯點宜采用矩形布置，間距為4 m，單點擊實次數為5～10次，第一遍、第二遍單擊夯擊能芏3 000 kN·m，第三遍采用滿夯單擊一次夯擊能芏1 200 kN·m。強夯法具有施工簡易、地基處理效果好、造價低等優點。但強夯法對周圍環境影響大，施工時即便設置隔震溝，也會產生巨大的噪音和較大振動，或溝壁松動土體崩塌造成安全事故，在人口密集的地區不易使用，溝壑發育不良、溝底橫向坡度偏大或溝壁陡縱向距離較小時不易采用。另外，對于1.0～1.5 m深度內的濕陷性黃土，為減少成本亦可用重錘夯實代替，一般設計采用重錘為14～40 kN，落高為2.5～4.5 m。

2.3擠密樁法

擠密樁法適用于地下水位以上，5～10 m深度內的濕陷性黃土地基，當基礎荷載較大，有可靠的持力層時處理深度可達30 m及以上。其作用機理是通過擠密、沖擊和振動的方法將粉煤灰、石灰等粒料分層擠入地基，使深層黃土密實，并在地基范圍內形成直徑較大的樁體，與原地基一起作用形成復合地基，較大限度地提高地基承載力，使周圍土地變密實，加速固結，有效減少沉降量，防止黃土液化失穩，可消除或部分消除黃土的濕陷性。工程中在現場用試驗確定擠密樁所采用的樁的直徑及樁間距離，要求黃土地基在擠密范圍邊緣上干密度達到16.0 kN/m3以上，一般采用0.3～0.5 m，樁間距選用0.75～1.5 m，用螺旋鉆、沖擊鉆或爆擴等方式在土中成孔，或者將未閉合套管壓入土體中，然后將混和后的石灰與粉煤灰灌入樁孔，分層夯填而成樁。同時，當我們選擠密樁處理濕陷性黃土地基時，地基表層應采取表層夯實等防水措施。

2.4土工織物法

土工織物屬于土工合成材料，是由高分子聚合物制成的纖維制品，也稱為土工薄膜或土工纖維，至今只有70多年的歷史，現已廣泛應用于民用建筑、土建工程、水利水電及軍事等領域，具有高抗拉強度、耐久性、質量輕，施工造作簡單方便，抗拉強度高、耐腐蝕性好，抗微生物侵蝕能力強等優點。工程中宜采用多層土工織物，合理選擇土工織物撕破強度、刺破強度、CBR頂破強度等指標，基底可鋪設20 cm以上砂礫或碎石墊層找平和加固，層間填以中、粗砂，不僅能增加土工織物的延伸率和層間摩擦力，使上部負荷分散、分布較均勻，增強原地基承載能力和穩定性，地基承載力要求250 kP以上時一般應設置4層土工織物。施工時一定要注意接縫的連接處理，鋪設時應平整均勻，端部先進行鋪填，中間后填，端部錨固必須十分牢固，出現損壞或缺陷時應予立即修補。因此，土工織物法是在淺層黃土地基中常用的處理方法之一，甘肅公路壩式路堤多數采用此法，效果很好，應該提倡應用。

3　　結束語

（1）黃土地區壩式路堤必須進行地基處理，對穩定的老黃土地基可不做處理；

（2）黃土地區壩式路堤常用地基處理方法有：墊層法、強夯夯實法、擠密樁法、土工織物法等，其他方法有超載預壓法、預浸水法等；

（3）正確選擇壩式路堤的地基處理措施，注重防排水設計，嚴格控制每一道工序，完善施工工藝，采用新技術、新材料、新設配，結合實際工程中的經驗，并設置穩固的防護工程和支擋工程至關重要。

參考文獻：

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中圖分類號：U416.1

文獻標識碼：A

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.06.010

收稿日期：2016-3-30

作者簡介：王亞龍（1988-），男，漢族，甘肅定西人，大學本科，助理工程師，主要研究方向：公路建設與養護。