中铁十四局集团第三工程有限公司 山东省济南市 250000
摘要：这些年，我国交通工程的建设逐渐加大，很多道路工程建设在地质环境不好的山区，湿陷性黄土是一种典型的不良地质条件，一旦在工程中处理不当就有可能造成重要安全事故，所以，在道路建设中，对于湿陷性黄土路基质量的要求比较高。湿陷性黄土如果在含水量比较低的时候，具有一定的强度和低压缩性，但是随着含水量的升高，其强度会大大下降，在路基自重以及其他应力的作用下，土结构会突然破坏，迅速下沉，出现路基沉陷现象，另外，如果长期受到车辆荷载的作用，路基还会出现局部下沉、整体下沉、路基开裂、滑坡等严重病害。所以，本文探讨湿陷性黄土路基处理与对策。
关键词：湿陷性黄土路基；处理；对策
1湿陷性黄土的工程特性
湿陷性黄土是我国分布较为广泛的一种区域性土，粉土颗粒是湿陷性黄土的主要成分，占据60%以上，此外，湿陷性黄土粒度成分还包括碳酸盐、硫酸盐等可溶盐。雨水或地下水浸湿黄土后，黄土结构会迅速受到破坏，强度迅速降低，导致下沉，这就是黄土湿陷。湿陷性黄土是造成黄土地区道路路基病害的主要原因。因此，必须分析湿陷性黄土的工程特性，结合工程实际情况，采取科学合理的施工技术和施工工艺，提升路基施工质量，避免工程建设事故发生、减少经济损失，确保道路运行的安全性与可靠性。
2湿陷性黄土路基病害
2.1路基沉陷
在压力作用下，湿陷性黄土路基受到水分作用，其结构迅速破坏而发生下沉，从而导致路基沉陷破坏发生。究其原因一般是湿陷性黄土路基压缩变形较大或路基排水不顺畅，对于高填方路基，由于黄土本身压缩变形较大且强度较低，施工时如果没有充分沉降，路基遇水便会发生湿陷。
2.2路基陷穴
路基陷穴从地貌上来看，一般分布在河谷阶地的边缘、冲沟两岸等，由于这些区域多为松散黄土，容易被冲蚀，另外如果阶地的高差越大，地表水在经过阶地边缘处下渗越为严重，在这些地方的陷穴也就越深。造成路基陷穴的主要原因除了土体结构与水的浸湿作用外，还与当地的地理特性及气候有关。
2.3边坡破坏
湿陷性黄土路基所产生的边坡破坏主要有边坡冲刷失稳以及边坡塌滑。边坡破坏产生的主要原因是路堤两侧排水沟等结构缺乏必要的支撑防护，经过雨水漫流的作用，使得坡面冲刷作用加强，最终产生边坡破坏。湿陷性黄土路基产生的边坡破坏，还与路基施工质量相关，若路基压实度不足、路基边坡设计不合理，均会导致路基产生边坡破坏。
3湿陷性黄土道路路基处理方法
3.1冲击碾压法
因为冲击碾压机车轮的宽度是0.9m，并且在碾压中，一次碾压需要一个来回，所以冲击碾压法的使用对道路的宽度具有一定的要求。为了保证经过冲击碾压后的路基具有较好的平整度与均匀性，在进行后半程的碾压中应该从前半段碾压的中间线路开始，然后按照顺序反复碾压，一直到路面缝隙碾压平整才能结束。因此，在路基的碾压中，应该碾压2次，然后结合现场的碾压情况以及路基本身的特点，对碾压宽度、转弯半径进行调整，同时控制路基高度，保证其满足设计要求，如果路基状况不好，应该做出合理的处理。按照正常情况考虑，路基碾压一般是按照顺时针或者逆时针方向碾压5次，一个来回为1次。在碾压过程中，要根据天气状况以及路基的特点，合理安排碾压次数，碾压结束之后还应该对路面进行平整处理，基本原理见图1。
图1冲击压路机工作的基本原理图下载原图
3.2换填法
1）换填法处理方案。图2显示的内容是某高速路基试验段换填的处理措施。为方便对比，按照实际现场状况，A号路段右半幅地基使用的是20cm砂砾加20cm灰土进行换填处理，左半幅地基采用40cm砂砾垫层处理。B号路段右半幅地基使用的是40cm灰土垫层处理，左半幅地基使用的是40cm砂砾加20cm灰土垫层。进行垫层处理的基础上，完成了地表的整平和杂物的清理，使用18t振动压路机碾压5遍。对于垫层的压实度要求与施工压实要求主要依据的是《公路路基设计规范》（JTGD30—2015），对于压实度要求必须高于95%。2）试验结果和分析。由于存在较快的沉降速度，表现出来较大的沉降量，在时间不断推移的过程中，表现出来逐渐放缓的沉降速度，开工1年以后表现出来的沉降总量是7.0cm左右。不同的试验路段表现出来的沉降曲线也不一样，不过差别不大，这表明灰土垫层与砂砾垫层对于黄土地基的处理效果都基本上一样。对40cm砂砾垫层及20cm灰土垫层处理对比来看，垫层厚度的增加没有表现出来较大的沉降量减少，隔离地下水对于垫层来讲是其主要作用。在地下水位较高的时候，砂砾垫层处理比灰土垫层处理效果要好得多。从经济性考虑的角度来看，使用灰土垫层处理黄土地基的成本要与砂砾垫层处理黄土地基的成本有很大区别，这些都和换填材料的性质及开挖工程量有很大的联系，通常情况下使用的原则是就地取材，因地制宜。
图2某高速公路换填法处理方案下载原图
3.3强夯法
采用强夯法对路基进行填筑施工时，其主要工序为施工前准备、试夯以及强夯3部分。强夯法对路基填筑的原理是将夯锤从高处自由下落，将其重力势能转变为动能，从而达到振动土体、增加土体密实度的目的。试夯法主要施工过程介绍如下。1）施工前准备。进行强夯施工前，首先应确定强夯施工场地周围建筑物及地下管道分布情况，避免因施工造成的损失；之后施工人员应根据工程实际条件，对施工场地的草皮、碎石等杂物进行清理，挖除局部淤泥、翻浆土层等影响施工的局部地区，并修建相应的地表排水设施，保证雨天能够迅速排空地表水，防止其对施工造成不良影响；另外，施工前还应检查测试相关机械设备的工作情况能否满足连续施工要求。2）试夯。在进行正式强夯施工前，应在施工场地选取面积为500m2的区域进行试夯，以确定夯击次数与夯沉量之间关系。试夯所用夯锤质量应为15t、直径应为2.3m，试夯结束后根据施工场地实际情况确定夯点位置及夯点之间距离。3）强夯施工。一般情况下强夯施工通常采用分段法进行，施工的顺序与冲击碾压法一致，均从道路两侧向道路中心推进，每遍强夯后，均需使用推土机对施工完成后区域进行整平，才能进行下一遍强夯，而强夯的遍数需根据路基土质及沉降要求确定。
3.4挤密法
当湿陷性黄土位于地下水位以上时，可以采用挤密桩法进行处理，在施工过程中，根据施工方案布置桩孔平面位置，然后准备适量的处于最优含水量状态下的灰土或者素土，按照分层的原则，填入桩孔内，然后进行分层捣实，至设计标高止。使用桩体或成孔在夯实施工中会产生横向挤压效应，对桩间土具有很好的挤密，提高其密实性，从而大大提高其承载力，以此形成复合地基，达到相关规范要求。根据经验以及实验数据，当湿陷性黄土位于地下水位以上，同时，含水量为14%~22%时，选择挤密法具有很好的效果，湿陷性的处理深度可达5~10m。
结语
在进行湿陷性黄土路基处理时，一个很重要的因素就是陷穴埋藏深度以及陷穴大小，本文介绍了冲击碾压法、换填法、强夯法、挤密法等，处理方法不同，但其作用机理都是大同小异的，目的都是降低湿陷性黄土的含水量，增加其密实性，通过处理使其能够满足路基的承载力要求，保证路基达到设计要求，以满足正常的行车要求。在进行湿陷性黄土路基处理时，合理应用处理技术，确保工程的顺利实施。
参考文献：
[1]铁亮.湿陷性黄土对路基的病害及施工质量控制分析[J].科技视界，2018（06）：196-197.
[2]马峰.公路工程湿陷性黄土路基施工的措施[J].住宅与房地产，2018（02）：206-207.
[3]赵兴华.浅析湿陷性黄土地区路基典型病害及防治措施[J].黑龙江科技信息，2017（03）：272-274.
论文作者:王豪杰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/25
标签：路基论文; 黄土论文; 砂砾论文; 灰土论文; 地基论文; 的是论文; 病害论文; 《防护工程》2018年第32期论文;