彭曉磊

【摘要】濕陷性黃土，土質(zhì)疏松，存在大孔隙和裂隙，透水性好，遇水就呈現(xiàn)出松散狀態(tài)，在土壤含水率接近飽和狀態(tài)下，地基完全喪失了均勻的承載力，對(duì)房屋和道路、構(gòu)筑物造成不均勻下沉，導(dǎo)致基礎(chǔ)和建筑主體裂縫，甚至結(jié)構(gòu)上的破壞。本文首先對(duì)黃土的濕陷性做了概述，然后分析了濕陷性黃土路基不均勻沉陷成因，最后詳細(xì)闡述了濕陷性黃土路基不均勻沉陷的處治方法。

【關(guān)鍵詞】濕陷性黃土；路基；不均勻沉陷；強(qiáng)夯；加固

一、黃土的濕陷性概述

黃土的濕陷性是一個(gè)多因素綜合作用的結(jié)果，直接原因是架空孔隙和支架孔隙，水和壓力是出現(xiàn)濕陷沉降的必要條件。

（一）水對(duì)黃土濕陷性的影響

水的浸入是黃土濕陷的先決條件。不同的浸水量產(chǎn)生不同的濕陷量。通過(guò)研究表明，不同的黃土性質(zhì)，使得上述限制也不盡相同。在一些水穩(wěn)性較強(qiáng)的濕陷性黃土地區(qū)，只有在較大的壓力和增濕量條件下才能使得濕陷發(fā)生，黃土的抗剪強(qiáng)度隨濕度增加而緩慢降低。因此，在非飽和浸濕區(qū)內(nèi)，土體所發(fā)生的沉降變形很小。而在一些黃土水穩(wěn)性很差的地區(qū)，即使很少量的水分也會(huì)使得土體的抗剪強(qiáng)度發(fā)生驟減，導(dǎo)致非飽和增濕區(qū)不僅難以限制濕陷的發(fā)生，反而參與并加劇濕陷的發(fā)生與擴(kuò)張。因此，在該土質(zhì)條件下，當(dāng)發(fā)生浸水量很少或是小面積的浸水時(shí)，也會(huì)迅速的產(chǎn)生明顯的濕陷沉降變形。

（二）水壓力對(duì)黃土濕陷性的影響

研究表明，在水壓力不同的條件下，即使是同等增濕所產(chǎn)生的沉降變形也不同。

在小的水壓力下，要達(dá)到一定的沉降變形需要較高的增濕量。研究發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，黃土的濕陷性呈現(xiàn)出逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)，但隨著浸水滲透時(shí)間的延長(zhǎng)，土層的濕陷敏感性會(huì)逐漸減弱。因此，在施工設(shè)計(jì)中，選擇采用較低荷載的路基路面是降低黃土濕陷性的一種有效方法。

在大的水壓力下，隨著黃土含水量的不斷增大，黃土的濕陷性會(huì)逐漸減弱。因此，在施工中，預(yù)浸水法是一種消除地基濕陷性的有效方法。

（三）土壓力對(duì)黃土濕陷性的影響

不同類型的黃土要產(chǎn)生濕陷，所要求的濕度和壓力都不盡相同。在濕陷敏感性較強(qiáng)的土質(zhì)條件下，即使上覆飽和土自重壓力很小，在增濕量很小的條件下，也能產(chǎn)生非飽和濕陷。在濕陷不敏感的一些黃土地區(qū)，即使有較高的濕度和壓力，也難以產(chǎn)生自重濕陷。

二、濕陷性黃土路基不均勻沉陷成因分析

（一）路基壓實(shí)度不足

在施工過(guò)程中，由于路基填料不好，加之同一層內(nèi)土方的鋪筑厚度沒(méi)有嚴(yán)格控制在壓實(shí)機(jī)械實(shí)際的壓實(shí)范圍之內(nèi)，填筑厚度超出壓實(shí)機(jī)械有效壓實(shí)范圍的路基填土，達(dá)不到壓實(shí)要求。

因此路基填筑施工過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格按照分層攤鋪、分層灑水、分層碾壓、分層檢測(cè)的程序進(jìn)行。最大攤鋪厚度不宜超過(guò)30cm，填料厚度過(guò)大易造成填料底部達(dá)不到壓實(shí)要求，填料攤鋪后應(yīng)用平地機(jī)或推土機(jī)配合人工整平，確保壓實(shí)平衡。路基填筑灑水時(shí)應(yīng)確保均勻，保證土質(zhì)含水量在最佳含水量±1%之內(nèi)。

（二）路基排水不暢

導(dǎo)致雨水滲透路基黃土達(dá)到一定含水量并且在自重壓力或附加壓力作用下才會(huì)發(fā)生濕陷。由于黃土地區(qū)地下水位較低，對(duì)路基影響不大，因此路基沉陷便與降雨有很大的關(guān)系。排水設(shè)施設(shè)置不當(dāng)或出現(xiàn)破損滲漏、雨季兩側(cè)山坡徑流水滲入路基工作區(qū)、填方路基邊坡降雨入滲都會(huì)使路基填土含水量增加，強(qiáng)度降低，增大了路基沉陷發(fā)生的概率。

三、濕陷性黃土路基不均勻沉陷的處治方法

（一）防治路基不均勻沉陷的技術(shù)措施

1、灰土或素土墊層

這是施工中最常見的淺層濕陷性黃土地基處治方法。該法施工簡(jiǎn)易，地基處理效果顯著。在施工中，首先按照工程設(shè)計(jì)要求將路基下的濕陷性黃土層部分或全部挖除掉，通常挖深為 1 m～3 m，再使用灰土（三分石灰七分土）或素土對(duì)其進(jìn)行分層夯填、壓實(shí)至設(shè)計(jì)要求。

2、重錘夯實(shí)及強(qiáng)夯法

重錘夯實(shí)法是一種消除淺層黃土濕陷性的常用方法。根據(jù)工程實(shí)例，使用范圍為5kN～40kN 范圍內(nèi)的重錘，落高范圍在 2.5 m ～4.5 m 之間，在最佳含水量的情況下，可有效消除 1.0 m ～ 1.5 m 深度內(nèi)黃土層的濕陷性。強(qiáng)夯法則是一種常見的消除較深土層濕陷性的方法。根據(jù)工程實(shí)例表明，使用 100kN～200kN 范圍內(nèi)的重錘，自由落高范圍為 10 m ～20 m 之間錘擊兩遍，能有效消除4 m～6 m 范圍內(nèi)土層的濕陷性。當(dāng)在施工中確定采用該兩種方法時(shí)，均需事先進(jìn)行夯擊試驗(yàn)，取得進(jìn)行夯擊所必需的夯點(diǎn)、錘擊數(shù)、夯沉量等數(shù)據(jù)，確保地基處理質(zhì)量和施工效果。

3、土工筋帶

土工筋帶也是一種新型土工建筑材料。它是以高強(qiáng)度復(fù)合材料為骨架，外部覆蓋了高分子聚合塑料而制成的一種復(fù)合拉筋帶，它經(jīng)過(guò)特殊處理，具有抗老化、防腐蝕、耐酸堿及強(qiáng)度大等特點(diǎn)。土工筋帶在生產(chǎn)過(guò)程中，加入了一定量的抗老化劑及抗氧化劑，使拉筋帶的紫外線屏蔽效應(yīng)顯著增強(qiáng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他種類的拉筋帶，且有良好的抗彎疲勞性能和優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，酸、堿、鹽對(duì)其對(duì)無(wú)法起到任何破壞作用。土工筋帶的斷裂強(qiáng)度可達(dá) 220Mpa，完全滿足路基工程施工要求，克服了普通塑料帶無(wú)法解決的弱點(diǎn)。此外它還具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用，便于施工等特點(diǎn)。它的作用原理是在填土之后，土體和拉筋帶之間的摩擦力改善了土的物理力學(xué)性質(zhì)，而使得填土和拉筋帶結(jié)合成為一個(gè)整體，阻止了土體滑移并且在路基沉陷過(guò)程中形成連續(xù)沉陷，從而可防治路基不均勻沉降病害的發(fā)生。

4、臺(tái)背壓漿

橋涵臺(tái)背填土完成以后，在臺(tái)背一定長(zhǎng)度和寬度范圍內(nèi)以一定壓力和間距壓注水泥漿液或雙液漿，漿液在壓力的作用下向土體一定范圍內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散，可以填充土體空隙，同時(shí)，漿液還可以改善土體力學(xué)性能，形成半剛半柔結(jié)構(gòu)，起到過(guò)渡作用，從而起到防治橋頭跳車的效果。

5、石灰土或二灰（石灰與粉煤灰）擠密樁

在濕陷性黃土層較厚的地區(qū)，擠密樁是一種消除黃土層濕陷性效果顯著的施工方法，主要適用于消除 5 m ～10 m 深度內(nèi)地基土的濕陷性。該法的原理在于通過(guò)擠密的方法來(lái)破壞黃土的松散大孔結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到消除濕陷性的目的。在施工中，首先采用打入樁、沖鉆或爆擴(kuò)等方法成孔，再將石灰土或是二灰料分層夯填、壓實(shí)成樁。

（二）濕陷性黃土的邊坡加固

黃土的邊坡防護(hù)是黃土地區(qū)公路建設(shè)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。如不能及時(shí)有效地對(duì)黃土邊坡進(jìn)行科學(xué)防護(hù)，不僅容易造成水土流失，還會(huì)危及工程安全。常用的邊坡防護(hù)方法有直接植草防護(hù)、拱式砌石或漿砌片石結(jié)合植草防護(hù)、六角形預(yù)制塊邊坡防護(hù)及土工網(wǎng)植被防護(hù)等，各自有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

1、直接植草防護(hù)

具有方法簡(jiǎn)單、施工方便、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。在黃土地區(qū)，直接植草防護(hù)容易受風(fēng)吹雨淋等因素的影響，在沒(méi)有加筋處理的情況下，在暴雨和徑流的沖蝕下容易導(dǎo)致坡面破壞，可靠度極低。

2、拱式砌石或漿砌片石結(jié)合植草防護(hù)

由于施工繁瑣、速度慢、勞動(dòng)強(qiáng)度大、造價(jià)高等缺點(diǎn)不宜推廣應(yīng)用。

3、六角形預(yù)制塊防護(hù)

六角形預(yù)制塊中間空格面積較小，最大限度地減小了坡面防護(hù)對(duì)植草綠化的依賴性，難以產(chǎn)生太嚴(yán)重的沖蝕現(xiàn)象，目前應(yīng)用較多。

4、土工網(wǎng)植被防護(hù)

為了滿足護(hù)坡和綠化的要求，近年來(lái)采用土工網(wǎng)與植被結(jié)合的方法較多。以免受雨水的直接沖擊。該方法的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)較低，施工方便，能滿足一定的護(hù)坡綠化要求。但可靠度較低，在暴雨的沖刷下容易產(chǎn)生沖溝。

參考文獻(xiàn)

[1]李華文. 淺談濕陷性黃土的特征及預(yù)防措施[J]. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2006（05）

[2]張紅霞，殷慶紅，張雪青. 灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基工程實(shí)例[J]. 科技資訊. 2006（21）

[3]李艷. 高速公路濕陷性黃土的處治技術(shù)[J]. 科技傳播. 2010（08）