肖　蓉（株洲市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，湖南株洲412000）

過(guò)濕性黃土路基的處理技術(shù)及病害

肖蓉（株洲市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，湖南株洲412000）

過(guò)濕性黃土路基必須有足夠的強(qiáng)度和承載力，這樣才能避免路基發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致路面受到破壞。但是，過(guò)濕黃土壓實(shí)難度較大，所以，必須采用科學(xué)合理的施工技術(shù)保證路面壓實(shí)度，本文將針對(duì)過(guò)濕性黃土的工程特征，詳細(xì)探究具體的處理策略。

過(guò)濕性黃土路基；病害；處理技術(shù)

引言

過(guò)濕性黃土路基的病害主要為不均勻沉降，出現(xiàn)病害的原因主要有地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化大、土體性質(zhì)差等。目前已有很多種處理措施，但各有其優(yōu)缺點(diǎn)，適用條件不同，工程中仍然需根據(jù)具體情況具體分析。

1過(guò)濕性黃土的工程特征

1.1結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

過(guò)濕性黃土的顆粒主要為粉土顆粒，占總重量約50～70%；根據(jù)過(guò)濕性黃土的多孔性特征，可以將其分為大孔隙、細(xì)孔隙、毛細(xì)孔隙三種空隙類(lèi)型，這三種空隙形成了過(guò)濕性黃土的高孔隙度，并且其空隙沿著地基深度逐漸減少。

1.2水理特征

過(guò)濕性黃土由于具有孔隙大和垂直節(jié)理等構(gòu)造特征，因此其垂直方向的滲透性要大于水平方向，當(dāng)其被壓實(shí)后，孔內(nèi)構(gòu)造隨之變化，透水性也大大降低。黃土遇水后會(huì)膨脹，干燥后又會(huì)收縮，多次反復(fù)容易形成裂縫和剎落，一般來(lái)說(shuō)，水平方向的收縮量要大于垂直方向大50～100%。過(guò)濕性黃土的崩解性差異較大，新土浸入水中后，很快發(fā)生崩解，而老土則需要段時(shí)間才能完全崩解。

1.3力學(xué)特征

過(guò)濕性黃土在一定壓力下，或者受水時(shí)會(huì)明顯下沉，除在遇水時(shí)顆粒接觸點(diǎn)處膠結(jié)物的軟化作用外，主要在于土的欠壓密狀態(tài)。如果氣候干燥，則無(wú)論是風(fēng)積或是坡積和洪積的黃土層，其蒸發(fā)影響深度大于大氣降水的影響深度。

2過(guò)濕性黃土路基常用處理措施

2.1灰土墊層法

通常情況下，灰土墊層法采用的灰土比為2：8，由于具有一定的膠凝強(qiáng)度和水穩(wěn)定性，因此在壓力作用下，會(huì)以一定的剛性角（θ=34°）向外擴(kuò)散應(yīng)力；如果施工質(zhì)量良好，則總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)可達(dá)c=25～30kPa，φ=25～30°，承載力和變形模量顯著增大；灰土墊層受施工氣候影響較大，主要適用于地下水位以上的過(guò)濕性黃土地基處理。

2.2砂礫墊層法

砂礫墊層的主要材料為礫石，輔料為中粗砂，粗粒料起骨架作用，細(xì)粒料填充骨架孔隙，以提高砂石地基的密實(shí)度；砂礫填料要求級(jí)配良好，含泥量小于5%；砂礫墊層主要應(yīng)用于地下水位較高的軟弱土層，如果施工質(zhì)量良好，則砂礫墊層的承載力較高，變形模量較大。

2.3采用強(qiáng)夯法與清除法

清除法即消除地面以下6m的全部土層濕陷，但是這個(gè)方法需要一定時(shí)間的浸水和干燥處理，才能施工，一般需要一年左右時(shí)間，如果工程附近又有可能形成底下陷穴的地段，則不能采用這種方法。強(qiáng)夯法即采用100～200kN重錘，10～20m落距，強(qiáng)烈夯擊過(guò)濕性黃土，此法可消除4～8m內(nèi)的黃土濕陷，并且能夠提高地基承載力。

3過(guò)濕性黃土路基的常見(jiàn)病害及成因

3.1邊坡破壞、變形

3.1.1邊坡坡面剎落，成片狀、層狀或者色鱗狀

通常情況下，陽(yáng)坡?lián)p壞程度要嚴(yán)重于陰坡，所以和浸水后收縮，日照后膨脹有很大的關(guān)聯(lián)；而且黃土中顆粒含量多的更容易剎落。

3.1.2坡面經(jīng)雨水沖刷后，成溝狀、洞穴狀等

影響原因主要有三點(diǎn)：①土質(zhì)疏松，層次明顯的沖擊性濕陷性黃土；②降雨量過(guò)多；③邊坡的排水設(shè)施處理不當(dāng)。

3.2黃土陷穴

（1）黃土經(jīng)過(guò)水的沖刷和溶蝕，形成的暗溝、暗道、暗穴可以統(tǒng)稱(chēng)為陷穴，是種比較普通的嚴(yán)重病害類(lèi)型。

（2）根據(jù)陷穴類(lèi)型可以分為漏斗狀陷穴，豎井狀陷穴，串珠狀陷穴以及暗穴；由于其成因不同，因此形狀也有一定的差異。例如，水流在坡面徑流匯集沿著節(jié)理下滲會(huì)造成漏斗狀陷穴。

3.3路基濕陷

路基濕陷指的是在濕陷性黃土的分布地區(qū)，由于降雨或者農(nóng)田灌溉，在路側(cè)形成積水，并且持續(xù)下滲，導(dǎo)致濕陷性土層發(fā)生濕陷，在地表處形成圓形或者橢圓形的濕陷坑。一般濕陷坑直徑為15～30m，最大有50～60m，中心沉陷一般為30～60cm，最深有90～100cm。

在濕陷坑范圍內(nèi)的路基、路面、橋涵、擋土墻會(huì)隨著濕陷坑發(fā)生沉陷，形成變形，開(kāi)裂和破壞。

4過(guò)濕性黃土路基工程的綜合處理

4.1過(guò)濕性黃土地區(qū)沉陷處理

如果施工地區(qū)為過(guò)濕性黃土地質(zhì)，則為了盡量避免路基沉陷，可以采取消除黃土過(guò)濕性的措施。對(duì)于一般高度的填方路基，可以采用重夯法進(jìn)行處理，消除地表以下一定深度的土體的過(guò)濕性。其次，在路面地接線(xiàn)位置設(shè)置個(gè)稅措施，盡量避免地下水的影響。另外，還應(yīng)該嚴(yán)格控制地基的壓實(shí)度，對(duì)于挖方路基，如果深度小于過(guò)濕性黃土厚度，則由于路基下部還有一定厚度的過(guò)濕性黃土，因此密實(shí)度較高，在施工過(guò)程中，可以采用灰土墊層處理方式。如果挖方深度大于過(guò)濕性黃土厚度，則不需要采取加固措施。

4.2過(guò)濕性黃土地區(qū)陷穴處理

對(duì)于過(guò)濕性黃土地區(qū)的陷穴處理，主要以預(yù)防為主。由于黃土地區(qū)的陷穴隱蔽性較強(qiáng)，所以在施工前必須明確陷穴的位置、深度和大小，通?？梢圆捎美走_(dá)勘測(cè)方式進(jìn)行探測(cè)。如果路基底部已經(jīng)出現(xiàn)陷穴，則必須進(jìn)行嚴(yán)格的勘查，然后對(duì)陷穴進(jìn)行處理。對(duì)于過(guò)濕性黃土地區(qū)的陷穴，主要有以下處理方式：加強(qiáng)地表排水、減少積水沉降、加強(qiáng)植被保護(hù)、對(duì)于易發(fā)生陷穴的區(qū)域進(jìn)行定期檢查，對(duì)于發(fā)生的陷穴應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行處治。常用的陷穴處理方法如表1所示。

表1黃土陷穴處理方法及適用條件表

4.3過(guò)濕性黃土路基邊坡處理

對(duì)于過(guò)濕性黃土路基邊坡沖蝕，首先應(yīng)該采用合理的邊坡橫斷面形式和邊坡坡度。如果坡度過(guò)大，則水流流速較大，邊坡沖刷力度較大，如果雨水滯留，則會(huì)直接影響邊坡的穩(wěn)定性。另外，還可以采用臺(tái)階形邊坡以減少匯水面積和降低水流速度。

對(duì)于濕陷性黃土地區(qū)路基邊坡坍塌，一方面應(yīng)選用合理的邊坡高度和坡度，另一方面還應(yīng)加強(qiáng)防排水措施，保證路基邊坡的穩(wěn)定。除此以外，需做好邊坡防護(hù)，盡量消除邊坡坍塌。

4.4過(guò)濕性黃土高填方路堤處理

由于黃土地區(qū)地形地貌的限制，道路經(jīng)常會(huì)遇到跨越溝谷和梁峁結(jié)合等處，為了盡量減少工程造價(jià)，對(duì)于過(guò)濕性黃土路基施工，可以采用重夯處理的方式，或者采用灰土換填的方式。與此同時(shí)，對(duì)于路基填料的選擇，應(yīng)該選擇性能良好的材料，盡量選擇新黃土作為填料。因?yàn)槔宵S土中粘性顆粒含量較高，粘性顆粒問(wèn)連接緊密，因此其透水性較差，結(jié)構(gòu)性能較差；但是，新黃土中砂粒含量較大，將其作為路基填料可以獲得良好的壓實(shí)質(zhì)量和承載能力效果。除此以外，采取臺(tái)階式邊坡、封閉路基外圍，能夠防止水的浸濕作用，保證路基的整體穩(wěn)定性，如圖1所示。

圖1高填方路堤處理示意圖

5過(guò)濕性黃土地基注漿加固實(shí)例

5.1工程概況

某高速公路工程路基臺(tái)背回填頂層填土施工完成，因遇雨季連續(xù)降雨15d，會(huì)造成臺(tái)背填土下沉，臺(tái)背填土層厚6.36m，頂面尺寸1324。地基基礎(chǔ)為天然失陷性黃土層。

5.2平面布置

鉆孔平面布置采用均布，間距1m。

5.3加固方案

為提高濕陷地基的力學(xué)強(qiáng)度和抗變形能力，根據(jù)地質(zhì)勘察資料和地基沉陷情況，確定采用注漿法加固臺(tái)背及地基。

①注漿技術(shù)參數(shù)；②注漿加工設(shè)備；③注漿加工材料；④注漿順序，先兩側(cè)后中間，間歇對(duì)稱(chēng)注漿；⑤沉降觀(guān)測(cè)；⑥施工控制。

5.4施工工藝

工藝流程：布孔→鉆孔→埋設(shè)注漿管→封孔→漿液試配→注漿→封管。

5.5質(zhì)量檢驗(yàn)

本工程注漿除完成原方案260個(gè)孔。根據(jù)沉降觀(guān)測(cè)記錄，施工期間沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)最大沉降量為3.59mm，未出現(xiàn)地基沉降過(guò)大和小均勻沉降現(xiàn)象。為檢驗(yàn)地基加固效果和地基注漿后的承載力情況，該注漿地基采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)。從-2.50m開(kāi)始，每隔1.00m作一次標(biāo)貫。檢測(cè)結(jié)果：根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，按照 《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定規(guī)程》（JTGE60-2008）規(guī)定，確定注漿后地基承載力為200kPa?？梢?jiàn)，加固后的地基承載力明顯提高。

6結(jié)語(yǔ)

隨著高速公路施工技術(shù)不斷的提高，對(duì)于過(guò)濕性黃土地基的施工，需要技術(shù)人員在施工中加強(qiáng)排水處理，在施工全過(guò)程保證排水順暢，在多方面進(jìn)行控制，增強(qiáng)責(zé)任心，保證填筑質(zhì)量。

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U416.1

A

2095-2066（2016）02-0167-02

2015-11-11

肖蓉（1981-），女，工程師，從事城市道路設(shè)計(jì)工作。