甘肅省濕陷性黃土區(qū)路基處理問題探討

邢倍源

摘 要：我國濕陷性黃土的分布面積約占我國黃土總面積的60%，大部分分布在甘肅省地區(qū)，土層厚度從幾米到十幾米，最厚達(dá)三十多米。本文主要闡述了濕陷性黃土的基本特征及濕陷性黃土區(qū)的路基病害，總結(jié)了陷性黃土區(qū)路基處理方法。希望對(duì)甘肅省濕陷性黃土區(qū)路基處理有所幫助。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土 路基病害 處理方法

中圖分類號(hào)：U4161 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）06（c）-0077-02

所謂濕陷性黃土，是指飽和結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的黃色土，可分為自重濕陷性和非自重濕陷性黃土，在自重壓力或自重壓力與附加壓力作用下，受水浸泡后，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞，發(fā)生明顯的下沉現(xiàn)象，黃土的這種特性稱為濕陷性，黃土濕陷就易使結(jié)構(gòu)發(fā)生不均勻沉降、傾斜，嚴(yán)重影響構(gòu)建筑物的安全和使用，因此，黃土區(qū)的路基處理尤其重要。

1 濕陷性黃土的基本特征

1.1 濕陷性黃土的形成原因

濕陷性黃土的形成原因與其自身性質(zhì)以及氣候環(huán)境密切相關(guān)，由于黃土中碳酸鈣和粘膠微粒集成的微小礦物組成了黃土的諸多空隙和架空結(jié)構(gòu)。因此該結(jié)構(gòu)造成了骨架顆粒直接接觸，且其間隙連接剛度較小，在外力載荷的沖擊或影響下容易發(fā)生變形以及重新排列造成濕陷變形。此外當(dāng)黃土骨架排列較好，且其連接剛度也較好時(shí)，其表現(xiàn)出的穩(wěn)定性也會(huì)較好，但如果在水的作用下使得顆粒軟化、溶解或連接遭到破壞，在黃土中的剪應(yīng)力作用下使得土體中顆粒間隙變大，在附有載沖擊的影響下也會(huì)帶來濕陷變形。由此可見濕陷性黃土形成的原因極為復(fù)雜，但可以按照外部原因和內(nèi)部原因進(jìn)行劃分，其中外部原因便是載荷和水，內(nèi)部原因便是黃土本身的骨架顆粒形態(tài)，排列分布以及空隙特征等。

1.2 濕陷性黃土的特性

濕陷性黃土的特征主要表現(xiàn)在其結(jié)構(gòu)性、壓密性以及濕陷性等三個(gè)特征。其中結(jié)構(gòu)性主要是表達(dá)比物理特性中的密度、濕度等方面更為重要的性能。其主要是表達(dá)骨架顆粒形態(tài)、骨架顆粒成份、空隙特征以及排列分布方式等對(duì)黃土性質(zhì)的影響。其中骨架顆粒的主要成份是由單個(gè)粉粒和微小碎屑膠合成的顆粒等。黃土的空隙特征包括蟲洞、根洞以及裂隙等大孔隙，骨架顆粒間構(gòu)成的中空隙以及存在土體中起骨架作用的微小空隙。骨架顆粒的主要成份一般為碳酸鈣以及膠合物。此外其單元形態(tài)決定了土地變形性質(zhì)，連接方式確定了土地結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，排列方式?jīng)Q定了土地穩(wěn)定性。而這些諸多因素影響了土地濕陷性。

2 濕陷性黃土對(duì)路基病害的分析

2.1 承載力和穩(wěn)定性問題

路基在荷載作用下，若其承載力不能達(dá)到要求救護(hù)出現(xiàn)局部或者整體剪切破壞，影響道路正常使用，甚至造成道路直接損壞。

2.2 沉陷問題

長期荷載作用下，路基會(huì)發(fā)生形變，如沉陷、水平位移、不均勻沉陷等情況，若超過系統(tǒng)最大允許值就會(huì)影響道路狀態(tài)。若路基壓實(shí)度不夠且含水率遠(yuǎn)超最大限定，路基會(huì)出現(xiàn)不均勻沉陷，其危害更大。

2.3 黃土路塹邊坡剝落、沖刷、滑塌

黃土路塹邊坡剝落及沖刷、滑塌通常受環(huán)境影響較大，其環(huán)境的濕度及降水量與水土流失問題均對(duì)其產(chǎn)生影響，所以在實(shí)際的操作過程中，要做好環(huán)境控制工作，通過分析結(jié)構(gòu)特性來有計(jì)劃的進(jìn)行施工操作，從而避免黃土路塹邊坡剝落及沖刷問題產(chǎn)生。在黃土路塹邊坡滑塌方面，與人為因素有著必然的聯(lián)系，其主要原因是上層結(jié)構(gòu)壓力過大，而黃土路塹邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性又相對(duì)較差，一旦在受到外部人為因素的干擾，即有相對(duì)較大的概率產(chǎn)生滑塌現(xiàn)象，從而影響路基修筑的順利進(jìn)行。

3 甘肅省濕陷性黃土區(qū)路基處理方法

3.1 墊層法

實(shí)際上，處理濕陷性黃土路基時(shí)運(yùn)用的墊層法是換土墊層法，也被稱為開挖置換法。這種處理技術(shù)是運(yùn)用灰土或者素土取代建筑基礎(chǔ)下部的一些甚至所有的濕陷性黃土，之后對(duì)其實(shí)施分層夯實(shí)以產(chǎn)生墊層，這種處理技術(shù)能夠使路基中的部分甚至所有濕陷性黃土有效消除，在極大程度上使路基的滲透性和壓縮變形降低，進(jìn)而提高路基的有效承載力。這方法在處理為1～3m厚度而且位于地下水位以上的濕陷性黃土適用。依據(jù)這方法的處理區(qū)域，能把墊層法分為兩種類型，分別為整片墊層和部分墊層。如果需要對(duì)基礎(chǔ)下部1～3m處的濕陷性黃土實(shí)施消除時(shí)，要使用整片或者部分素土墊層法實(shí)施處理；假如同時(shí)需要加強(qiáng)水的穩(wěn)定性、加強(qiáng)路基土的承載力時(shí)，要使用整片或者部分灰土墊層法實(shí)施處理。而且，一般狀況下要確保墊層不低于200mm的分層填鋪厚度而且不超過300mm。另外，為確保分層壓實(shí)的現(xiàn)實(shí)質(zhì)量和效果，設(shè)備碾壓的速度要嚴(yán)格控制好，并要分層檢驗(yàn)墊層的質(zhì)量，確保分層的壓實(shí)系數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法就是利用外加重物的重量對(duì)濕陷性黃土路基進(jìn)行重力夯實(shí)，使?jié)裣菪渣S土的土壤孔隙減小，通過對(duì)黃土土壤進(jìn)行壓縮，從而提高了黃土路基的土壤強(qiáng)度。這種方法一般也是適用于地下水以上的濕陷性黃土部分，但是它的適用范圍比墊層法要高，可處理3～12m的濕陷性黃土厚度。這種方法簡(jiǎn)單易行，需要投入的資金和勞動(dòng)力不是很大，需要的技術(shù)水平也不是很高，并且對(duì)濕陷性黃土路基的效果也比較明顯，因此在解決濕陷性黃土路基的問題上得到了廣泛的使用。

3.3 擠密樁法

擠密樁法是運(yùn)用沉管、爆破、沖擊、夯擴(kuò)等技術(shù)在濕陷性黃土路基中擠密填料孔，再用素土、灰土，重要時(shí)使用高強(qiáng)水泥土，分層回填夯實(shí)以對(duì)濕陷性黃土路基進(jìn)行加固，提升其強(qiáng)度，使其濕陷性與壓縮性減少。在甘肅省詳細(xì)的項(xiàng)目中，依照設(shè)計(jì)方案精確布置樁孔并成孔，經(jīng)過把素土或灰土分層填入樁孔內(nèi)，并進(jìn)一步實(shí)施夯實(shí)，完成把路基問題處理好的目的。通過成孔或樁體夯實(shí)的時(shí)候橫向的擠壓作用，讓樁間土獲得擠密，從而產(chǎn)生復(fù)合路基，通過它往下傳遞時(shí)上部荷載應(yīng)力要擴(kuò)散，并且比天然路基擴(kuò)散得更快，在加固深度以下，將大大減小附加應(yīng)力。然而我們要注意一點(diǎn)，不可以應(yīng)用粗顆粒的砂、石或別的透水性材料在樁孔內(nèi)填入。實(shí)踐證明：擠密樁法對(duì)土的含水量要求相對(duì)高，含水率太高或太低，擠密效果都不理想。

4 結(jié)語

綜上所述，濕陷性黃土在我國甘肅省是一種分布較廣、厚度較大的土質(zhì)結(jié)構(gòu)。濕陷性黃土因其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及成因類型使其具備了一定的屬性特征。濕陷性黃土的結(jié)構(gòu)性、壓密性以及濕陷性等三個(gè)特征給路基施工工程帶來了諸多影響。為了消除其影響進(jìn)而是路基強(qiáng)度滿足實(shí)際要求，我們就必須尋找和實(shí)施一系列針對(duì)性的解決措施，并按照控制要點(diǎn)嚴(yán)格施工及監(jiān)理。

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