黃土地區平山造地巖土工程設計方法研究

柏江源

(湖南高速鐵路職業技術學院,湖南 衡陽 421001)

1 地基的處理與設計

1.1 地基處理原則

要明確在該類型巖土工程中，地基處理工作的相應原則。筆者認為在地基的處理與設計過程中要遵從以下原則：第一，要最大限度避免原有地基的沉降；第二，要最大限度克服黃土地基的濕陷特性；第三，要采用合理的防水、排水設計方法，保持原有地基的穩定。

1.2 表層地基的分類

一般情況下，可以對黃土地區的表層地基進行如下分類：其一是高度變化大、分布面積大的濕陷性黃土，在該類地基的處理過程中，要著重解決濕陷性問題。其二，是在溝谷地形區域存在的沖積積物，在處理過程中要注重壓縮性的控制。其三，是因人造堤壩而形成的淤泥和沉積物，在設計和施工過程中要進行降低壓縮率處理，在施工后期要關注地基承載力變化并盡可能提高地基承載力。

1.3 不良地基的處理

在黃土地區，主要存在崩塌、滑坡、土洞、懸巖等不良地基區域。在地基處理過程中，要對上述四類不良地基體進行分類處理。在對崩塌地質區域進行處理的過程中，要通過挖掘的方式將影響施工的堆積物進行取出，將堆積物取出后不需要進行運輸，采用就地解決的方式一方面可以節約施工成本，另一方面也可以減少設計和施工難度。具體可以在土方填筑工程中進行合理處理。在對滑坡進行處理的過程中，整體穩定性無需進行過多考量，當滑坡影響范圍不大時可以進行碾壓處理，在處理較大規模的滑坡堆積物時，可以采用強夯的方式進行施工。在挖方區的滑坡處理方面，要在開挖過程中確保滑坡的整體結構穩定的情況下，最大限度避免產生滑坡風險。在土洞的處理過程中，采用追蹤的方式繼續挖掘，分層進行回填工作。在處理隱藏土洞的過程中，要根據隱藏深度的不同進行不同能級強夯處理。在懸巖的處理方面，原則上要對懸巖進行削除。

2 土方填筑工程的設計與施工

整個工程設計與施工的主體環節在于土方填筑。進行該項施工的目的一方面是要使填筑工程產生均勻、穩定、密實的效果，最大程度避免后期地質整體沉降或不均勻沉降。另一方面是為了解決利用黃土進行填料時的濕陷性問題，避免后期建設過程中出現的高壓增濕變形情況。

2.1 填筑體處理

要處理好填筑體控制環節相關問題。在填筑體控制環節，要對施工工藝和相關參數進行嚴格控制，具體施工實踐中，要根據地質密度要求、土壤性狀、含水量情況以及場地特殊條件對設計與施工方法進行優化。一般情況下，處理方法為震動碾壓法、沖擊碾壓法以及填筑強夯法等。三種方法各有利弊，要根據工程實際情況進行選擇。具體而言，當原有地基呈現出厚度較大的松散情形時，可采用強夯的施工方法。在填方區靠下部分，如果適宜的工作面沒有形成，可采用振動碾壓法進行施工。在填方區靠上部分的大范圍施工中，可采用沖擊碾壓法進行施工。

2.2 交接面處理

要處理好交接面控制的相關問題。該區域一般分為原有山體與填筑體之間的連接面、工作搭建面以及填挖方過渡區域等部分。在對原有山體與填筑體之間的連接面處理的過程中，其目的主要是為了使在斜坡區域二者能夠實現有效結合；解決施工過程中濕陷性黃土不利于施工的問題，利用土方填筑工作面為施工營造便利的施工平面和條件；在接坡位置的填筑體一般情況下會受到地形的影響無法做到真正壓實，在處理接坡的過程中可以對該區域結構進行有效補強，增強結構穩定性，見圖1。

在工作搭建面的處理過程中，可能會出現各施工主體之間在起始填筑標高方向、施工進度等方面存在差異的情況，這些差異會直接導致在填筑體結構內部出現多個工作面。因此，在設計和施工過程中應當考慮到工作面之間的進度差異，避免人為工作面差異出現，見圖2。

在處理填挖過渡區的過程中，相較于填方區，挖方區可能出現無顯著沉降的情況，在部分情況下還會出現一定程度的卸載回彈，如果在處理該區域時缺乏重視，會產生過渡連接區沉降程度差異較大，影響整個地面的施工質量，如圖3所示。

3 邊坡的設計與處理

3.1 坡形與坡腳設計

在坡形設計的過程中，應當進行穩定性設計優化。穩定性計算環節中，需要采用天然含水率和塑限含水率的抗剪程度進行穩定性計算。在規模較大的施工項目中，一般情況下排水設施鋪設較為完善，因此不需要考慮飽和狀態。在坡形設計中，如果其安全性能不能夠達到設計文本的要求，需要采取一定措施予以應用。具體而言，處置方案有兩種：其一，可以采用降低下滑力或加強下部支撐力的方式平衡下滑力。其二，增加內在結構強度，達到剪應力不超過抗剪強度的效果，增加穩定性。在坡腳設計與處理的過程中，要關注原有地基變形和沉降的抵消。除此之外，還應當關注坡腳區域的側方形變。因此，在坡腳內側區域以及地基外側區域需要進行特殊地基處理。

3.2 坡面的處理與防護

水流侵蝕可以導致坡面結構穩定性降低。因此，在該類型地貌特征的施工過程中，需要對水流侵蝕進行一定程度的預防和保護。在黃土地區進行坡面防護時，應當對植被進行多維綜合防護。在植被多維綜合防護下，可以確保坡面不受風、雨等自然環境變化的影響。在該種防護體系下，主要利用和增強了植被根系的水土保持功能，以此保護坡面結構穩定。