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摘要：与其他类型相比,湿陷性黄土具有一定的特殊性。由于上覆土层产生的自重应力作用,或者在上覆土层产生的自重应力以及相应的附加应力双重作用下,会导致土层因浸水出现结构被破坏的现象,导致其发生附加变形的情况。按照黄土湿陷形式的不同,也可将湿陷性黄土分为自重以及非自重两种。由于湿陷性黄土的特殊性,因此,在这其中进行公路的建设时,就需要对公路的路基采取相应的处理方式,从而使得土层的物理性质、力学性质都得到相应的改善,进而使得公路的安全性得到相应的保证。本文主要对公路湿陷性黄土路基的处理技术进行了详细的分析。
关键词：公路工程；湿陷性黄土；路基处理技术
导言
公路路基分为路堤、路堑、半填半挖等几种类型。为保证公路的质量、寿命以及使用效率，必须对路基进行高质量的施工，即在施工中采用透水性能良好的材料，合理利用当地材料，同时注意路基的整体压实、弯沉及路基排水构造物的施工质量。当路基工程遇到特殊路基、软土地区路基和滑坡地段路基等不良路基时，就不能保证路基良好稳定性和足够的承载力。下面就湿陷性黄土路基做简单分析。
1湿陷性黄土的特点
湿陷性黄土,在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，也有的老黄土不具湿陷性。湿陷性黄土的特点。它是一种特殊性质的土，在一定的压力下，下沉稳定后，受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉，故在湿陷性黄土场地上进行建设，应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷对建筑产生危害。湿陷性黄土路基、桥涵处不均匀沉降现象尤为突出。它严重影响到了公路桥梁的使用寿命、行车舒适度及行车安全。
2黄土湿陷性出现的原因
2.1水分的浸湿
对于公路来说，其地基下面一般都会存在一定数量的通水管道，包括各种生活用水以及农业用水等，当通水管道出现渗漏问题时，往往会造成水管周围土质内的水分含量增多，出现黄土湿陷性问题，此外，还有降水增多和水库的水位变化等，都会导致黄土湿陷性问题的出现。
2.2气候和水文条件的影响
对于一些干旱的地区，尽管大部分的时间这些地区较为干旱，但在雨季时的降雨量非常大，且降水较为集中，导致短时间内对地表造成严重的冲刷，甚至一些区域还有大量的地表水聚集。这些雨水渗入地下之后，往往会造成当地土质短时间内的含水量急剧增加，造成严重的黄土湿陷问题。
3湿陷性黄土问题造成的公路工程危害
对于公路工程来说，湿陷性黄土问题造成的危害往往是非常大的，下面对其危害进行了简单的分析：第一，在进行公路工程建设之前，由于黄土湿陷性问题无法得到有效的确定，需要进行大量的实验测试进行确定。第二，在进行公路工程设计时，为了保证黄土湿陷性问题不会对公路工程造成危害，需要考虑合适的解决办法，帮助施工人员制定合适的解决办法。第三，对于已经建设完成的公路工程，在使用的过程中，周围环境往往会出现较大的变化，影响公路工程的地基质量。
4解决湿陷性黄土地基问题的措施
对于湿陷性黄土地基问题，比较常见的解决办法是通过对当地土质改善来进行的，通过土质和结构的改变，防止湿陷问题的出现。但对于不同的公路工程，其采用的处理措施也存在着较大的差别，下面对各种处理措施进行了简单的分析。
4.1素土垫层法
素土垫层法是将基坑挖出的原土经洒水湿润后，采用夯实机械分层回填至设计高度的一种方法，它与压实机械做的功、土的含水率、铺土厚度及压实遍数存在密切关系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆压实机械做的功与填土的密实度并不成正比，当土质含水量在最佳含水量附近时，起初土的密实度随压实机械所做的功的增大而增加，但要注意的是，当土的密实度达到极限时，反而随着功的增加而破坏土的整体稳定性，形成剪切破坏。在大面积的素土夯填施工中时常遇到，运输土料的重型机械容易对已夯筑完毕的坝体表面形成过度碾压，造成剪切破坏，同时对含水率过高的地区形成“橡皮泥”现象，从而出现渗漏。这些都将是影响夯填质量的主要因素。
4.2垫层法
对于垫层法来说，其主要是对浅层的湿陷性黄土问题进行解决，在施工的过程中，采用的工艺和操作方法较为简单，因此受到广大公路建设单位的欢迎，是当前使用比较多的一种黄土湿陷性问题解决办法，但对于不同的黄土湿陷性问题，需要结合当地的实际情况进行解决。对于湿陷性黄土厚度在1m到3m范围内的地质，一般都可以采用垫层法进行解决，而当湿陷性黄土厚度超过3m厚度时，该方法耗费的人力物力较多，投入和产出比例差距较大。另外，通过该方法处理的超过3m厚度的湿陷性黄土地质，需要挖出的土方数量较大，导致工期延长，另外，质量也无法得到有效的保证。因此，在选择时需要对当地湿陷性厚度进行勘测。在施工的过程中，首先需要将地基下面的湿陷性黄土全部进行挖出，这样才能保证水分不会对地基造成影响，然后通过施工机械对地基底部进行打夯，将地基底部进行压实操作。
4.3强夯法
对于强夯法来说，其最主要的机械就是重锤，重量大约在10t到20t之间，然后通过机械设备将重锤吊到10m到20m左右的高度，放开重锤使其自由下落，通过这种方法能够将重锤的重力势能转换到对土层的冲击能，实现对公路路基的夯实。此外，强度和压缩密度也会得到有效的增强，湿陷性黄土中包含的水分会被有效的挤出，增强了公路路基的稳定性。在进行强夯法施工之前，首先需要对其进行检验，收集一部分当地的湿陷性黄土，这些黄土需要选择不同位置处的土质，然后对其进行夯锤重量和落下距离等的实验，选择最佳的实验数据进行工程施工。
4.4挤密桩法
对于挤密桩法，其主要是利用施工桩打入地下时对桩周围土质的挤压力作用，增强两个桩之间的土质密度，然后采用一些密度较大且稳定性较好的施工材料对桩孔进行填充，保证桩孔之间的土质保持良好的紧密度。在公路使用过程中，其主要是通过桩体和桩之间挤密土之间的挤压力来共同进行承担，降低了桩体承担的负载。在湿陷性黄土中进行挤密桩法的使用最佳方案是采用素土桩，其能保证土体中的水分含量。
4.5预浸水法
对于预浸水法，主要是对大范围内的湿陷性黄土进行浸水，使土体内的水分达到饱和状态，从而消除黄土层的自重湿陷性问题等。在进行浸水之前，需要对浸水场地进行现场勘查，确定合适的浸水时间和浸水量。在浸水的过程中，需要保证水面低于土体0.3m，这样既能保证黄土浸水充分，同时也不会造成水分的过量，影响黄土湿陷问题的改善。在浸水工作完成之后，往往还会存在一定数量的外荷湿陷性问题，因此，需要对其进行其他方法的处理，保证湿陷性黄土问题得到最有效的解决，且在浸水时需要保证浸水位置远离建筑物，防止对建筑物的地基稳定性造成影响。对于预浸水法来说，其对于自重湿陷性黄土问题较为严重的公路工程具有较好的处理效果，且该方法处理效果较好，但由于耗费的水量较大，导致成本较高，且造成严重的水分浪费。
4.6深层搅拌桩法
深层搅拌桩是复合地基的一种，近几年在黄土地区应用比较广泛，可用于处理含水量较高的湿陷性弱的黄土。它具有施工简便、快捷、无振动，基本不挤土，低噪音等特点。深层搅拌桩的固化材料有石灰、水泥等，一般都采用后者作固化材料。其加固机理是将水泥掺入粘土后，与粘土中的水分发生水解和水化反应，进而与具有一定活性的粘土颗粒反应生成不溶于水的稳定的结晶化合物，这些新生成的化合物在水中或空气中发生凝硬反应，使水泥有一定的强度，从而使地基土达到承载的要求。深层搅拌桩的施工方法有干法施工和湿法施工两种，干法施工就是“粉喷桩”，其工艺是用压缩空气将固化材料通过深层搅拌机械喷入土中并搅拌而成。因为输入的是水泥干粉，因此必然对土的天然含水量有一定的要求。如果土的含水量较低时，很容易出现桩体中心固化不充分、强度低的现象，严重的甚至根本没有强度。在某些含水量较高的土层中也会出现类似的情况。因此，应用粉喷桩的土层中含水量应超过30%，在饱和土层或地下水位以下的土层中应用更好。对于土的天然含水量过高或过低时都不允许采用。
5结束语
黄土湿陷性问题是公路施工当中必须充分研究和妥善解决的问题之一,只有有效消除黄土地基的湿陷问题,才能保证公路地基的稳固性,确保公路施工质量和安全。在具体的公路工程当中,应首先对施工路段的黄土土质特点进行有效分析,进而发现可能存在问题的要点。一方面结合不同病害类型,采取相应的治理措施,另一方面则以黄土湿陷机理为出发点,从物理和化学性质两方面采取处理办法。应注意的是,由于实际状况不同,黄土湿陷性问题的治理策略应视实际情况而定。
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论文作者:杨伟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第5期
论文发表时间:2017/7/12
标签：黄土论文; 路基论文; 地基论文; 含水量论文; 土质论文; 公路论文; 自重论文; 《防护工程》2017年第5期论文;