浅谈西长凤高速公路湿陷性黄土路基处置

张 兵

（甘肃省公路航空旅游投资集团有限公司，甘肃 兰州730030）

0 引言

湿陷性黄土是我国分布较广泛的区域性土，尤其是在甘肃庆阳一带，地势平缓，属于十分典型的黄土塬地形，塬面区排水困难，一到雨季，特别是在暴雨集中时，路基会因水流大量汇聚造成土体性状变化而产生大量沉陷，造成交通中断。西长凤高速公路是庆阳地区的首条高速公路，为此，在设计和施工阶段对公路路基的湿陷性黄土采取有效处置措施降低其湿陷性，保证了路基的安全稳定非常有必要。本文结合西长凤高速公路的实际情况，对其湿陷性路基的处理过程和方法进行浅述。

1 项目概况

项目区黄土发育，颜色多以浅黄色为主，具有较强的湿陷性和易溶蚀、易冲刷、各向异性等工程特征。项目全线黄土路段经实验计算后的具有湿陷性的段落共有40公里。

2 处置措施

由于项目区沿线都是民居，且大部分都是土质窑洞，若采用强夯等处置措施，强夯引起的振动会对民居造成较大影响，因此，本项目采用的是以冲击碾压为主，结合水泥土隔水墙并完善的防排水系统的综合处置措施。具体措施如下：

2.1 冲击碾压

（1）处置方案

对湿陷性等级在Ⅰ～Ⅱ级的路段，在路基填筑前采用25KJ冲击压实机对基底冲压20遍；对湿陷性等级在Ⅱ～Ⅲ级的路段，在填筑前采用25KJ冲击压实机对基底冲压40遍。

（2）施工前准备

在施工前制订相关安全保障措施，查明冲压范围内的地下管线及附近各种构造物，对拟保护的构造物，在保护范围的外围设置明显的标记物。

（3）试验段施工

为了更好的指导全线湿陷性黄土路基的施工，本项目选取了具有代表性的试验路段施工，在试验路段施工过程中，重点是对碾压遍数、压实度等数据进行监测，试验段数据分析如下（表1表2）：

表1 各层面冲击不同遍数后压实度平均值的差值

表2 不同冲压遍数的压实度纵向平均值

针对以上数据，得出试验段的冲击碾压遍数与压实度关系曲线如下图1：

图1 冲击碾压遍数与压实度关系曲线

通过对上述数据分析来看，冲击碾压一定遍数后与未冲击碾压前的压实度相比较，各个层面的压实度都有了显著提高，离表层20cm处最为明显，冲压40遍后的压实度增值达到了10个点以上，离表层80cm处的压实度在冲压40遍后也有7.8的增值点；由此可见，冲击碾压施工工艺对湿陷性黄土地基表层下80cm之内的压实度有明显的改善效果。

（4）冲击压实施工

施工机械采用冲击压路机，行驶速度为10～12km／h，每碾压6遍用平地机刮平。冲击碾压距路肩外边缘保持1m的安全间距。若工作面起伏过大，应停止冲压，用平地机刮平后再继续施工。冲击碾压时还应注意冲击波峰，错峰压实，冲压5遍后应改变冲压方向。

（5）施工难点、要点控制

1）碾压速度：对压实度影响较大的因素之一就是碾压速度，只有保证碾压速度保持匀速，才能保证冲击碾压的效果。

2）含水量：如果路基现场的天然含水量较大，则不宜马上冲击，需待含水量散发降低后方可冲击碾压，当天然含水量较低时，需提前洒水闷料后再进行冲击碾压。一般情况下，当细粒土含量大于等于50%时，含水量（w）范围：最佳含水量-4%≤w≤最佳含水量+2%。

2.2 完善防排水系统

湿陷性黄土路基路段的施工还应着重做好防排水措施，完善整个路基体系内的防排水系统，防止路侧积水并防止积水下渗，在路基坡脚外20～30m范围内，需仔细整平地表不使出现积水，对原有的积水洼地和地表裂缝要进行填平、夯实，并设置必要的排水设施。

由于本项目区位于陇东黄土高原，属温带半湿润性气候，四季分明，降水稀少，多为夏秋季短时暴雨形成的短历时洪水，同时，本项目地势平缓，排水十分困难。因此，本项目为减少积水对路基边坡的集中冲蚀，采取了以散排方式为主，引、排、蒸、渗相结合的综合排水措施：在有条件的路段，设置了有利于环保和绿化的生态型排水设施，各种排水设施的尺寸和形式根据降雨量、汇水面积等实际情况灵活选择；在水流较为集中区域的路侧按照汇水面积的不同设置了不同形式的蒸发池汇聚地表水流，通过蒸发下渗使之消散。因本项目黄土湿陷性强烈，为防止蒸发池内积水下渗引起黄土湿陷沉降影响到路基的稳定性，蒸发池一般设置于距路基排水沟外边缘不小于20m，并种植树木加以遮挡。蒸发池大小以及蓄水深度应根据实际地形开挖，蒸发池迎水面设置消力坎防止排水沟水形成冲刷，蒸发池一级沉淀池内种植芦苇，二级沉淀池种植树木，坡面草皮绿化，以使蒸发池园林化；在自然坡面汇水无法排入天然沟渠且不宜设置蒸发池时，设置集水窖以汇集部分水流，集水窖内的积水可在公路养护及绿化时加以利用，也可用于当地农田水利灌溉。为保证集水窖的使用效果，窖内积水最好在雨季或连续阴雨天前用完。

2.3 水泥土隔水墙

为防止雨水或路基坡脚积水下渗后引起的黄土湿陷，路侧较大的排水沟渠需进行防渗加固。因此，本项目在路基坡脚易积水侧设置了宽1m、深1.5m的水泥土隔水墙（水泥含量6%）。在设置水泥土隔水墙的路段，需先将隔水墙埋入相应位置后再进行路基填筑施工。

3 结语

采用冲击碾压法对处置黄土路基的湿陷性效果良好，对路基的长久安全稳定起到了很好的作用，但仅靠某种工程措施难以完全消除黄土地区路基的湿陷性，应在加强冲击碾压等工程措施措施处理的同时，做好路基的防排水措施，防止路侧积水以及积水下渗。在勘察设计阶段，应对沿线的积水情况进行深入详细的调查，完善防排水的系统设计，并做好防渗加固措施；在施工阶段，要根据设计要求和黄土特性，修建临时性的排水设施，防止水流侵入施工场地地基。