甘肃省湿陷性黄土区路基处理问题探讨

邢倍源

摘 要：我国湿陷性黄土的分布面积约占我国黄土总面积的60%，大部分分布在甘肃省地区，土层厚度从几米到十几米，最厚达三十多米。本文主要阐述了湿陷性黄土的基本特征及湿陷性黄土区的路基病害，总结了陷性黄土区路基处理方法。希望对甘肃省湿陷性黄土区路基处理有所帮助。

关键词：湿陷性黄土 路基病害 处理方法

中图分类号：U4161 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）06（c）-0077-02

所谓湿陷性黄土，是指饱和结构不稳定的黄色土，可分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，在自重压力或自重压力与附加压力作用下，受水浸泡后，土的结构迅速破坏，发生明显的下沉现象，黄土的这种特性称为湿陷性，黄土湿陷就易使结构发生不均匀沉降、倾斜，严重影响构建筑物的安全和使用，因此，黄土区的路基处理尤其重要。

1 湿陷性黄土的基本特征

1.1 湿陷性黄土的形成原因

湿陷性黄土的形成原因与其自身性质以及气候环境密切相关，由于黄土中碳酸钙和粘胶微粒集成的微小矿物组成了黄土的诸多空隙和架空结构。因此该结构造成了骨架颗粒直接接触，且其间隙连接刚度较小，在外力载荷的冲击或影响下容易发生变形以及重新排列造成湿陷变形。此外当黄土骨架排列较好，且其连接刚度也较好时，其表现出的稳定性也会较好，但如果在水的作用下使得颗粒软化、溶解或连接遭到破坏，在黄土中的剪应力作用下使得土体中颗粒间隙变大，在附有载冲击的影响下也会带来湿陷变形。由此可见湿陷性黄土形成的原因极为复杂，但可以按照外部原因和内部原因进行划分，其中外部原因便是载荷和水，内部原因便是黄土本身的骨架颗粒形态，排列分布以及空隙特征等。

1.2 湿陷性黄土的特性

湿陷性黄土的特征主要表现在其结构性、压密性以及湿陷性等三个特征。其中结构性主要是表达比物理特性中的密度、湿度等方面更为重要的性能。其主要是表达骨架颗粒形态、骨架颗粒成份、空隙特征以及排列分布方式等对黄土性质的影响。其中骨架颗粒的主要成份是由单个粉粒和微小碎屑胶合成的颗粒等。黄土的空隙特征包括虫洞、根洞以及裂隙等大孔隙，骨架颗粒间构成的中空隙以及存在土体中起骨架作用的微小空隙。骨架颗粒的主要成份一般为碳酸钙以及胶合物。此外其单元形态决定了土地变形性质，连接方式确定了土地结构强度，排列方式决定了土地稳定性。而这些诸多因素影响了土地湿陷性。

2 湿陷性黄土对路基病害的分析

2.1 承载力和稳定性问题

路基在荷载作用下，若其承载力不能达到要求救护出现局部或者整体剪切破坏，影响道路正常使用，甚至造成道路直接损坏。

2.2 沉陷问题

长期荷载作用下，路基会发生形变，如沉陷、水平位移、不均匀沉陷等情况，若超过系统最大允许值就会影响道路状态。若路基压实度不够且含水率远超最大限定，路基会出现不均匀沉陷，其危害更大。

2.3 黄土路堑边坡剥落、冲刷、滑塌

黄土路堑边坡剥落及冲刷、滑塌通常受环境影响较大，其环境的湿度及降水量与水土流失问题均对其产生影响，所以在实际的操作过程中，要做好环境控制工作，通过分析结构特性来有计划的进行施工操作，从而避免黄土路堑边坡剥落及冲刷问题产生。在黄土路堑边坡滑塌方面，与人为因素有着必然的联系，其主要原因是上层结构压力过大，而黄土路堑边坡结构稳定性又相对较差，一旦在受到外部人为因素的干扰，即有相对较大的概率产生滑塌现象，从而影响路基修筑的顺利进行。

3 甘肃省湿陷性黄土区路基处理方法

3.1 垫层法

实际上，处理湿陷性黄土路基时运用的垫层法是换土垫层法，也被称为开挖置换法。这种处理技术是运用灰土或者素土取代建筑基础下部的一些甚至所有的湿陷性黄土，之后对其实施分层夯实以产生垫层，这种处理技术能够使路基中的部分甚至所有湿陷性黄土有效消除，在极大程度上使路基的渗透性和压缩变形降低，进而提高路基的有效承载力。这方法在处理为1～3m厚度而且位于地下水位以上的湿陷性黄土适用。依据这方法的处理区域，能把垫层法分为两种类型，分别为整片垫层和部分垫层。如果需要对基础下部1～3m处的湿陷性黄土实施消除时，要使用整片或者部分素土垫层法实施处理；假如同时需要加强水的稳定性、加强路基土的承载力时，要使用整片或者部分灰土垫层法实施处理。而且，一般状况下要确保垫层不低于200mm的分层填铺厚度而且不超过300mm。另外，为确保分层压实的现实质量和效果，设备碾压的速度要严格控制好，并要分层检验垫层的质量，确保分层的压实系數满足设计要求。

3.2 强夯法

强夯法就是利用外加重物的重量对湿陷性黄土路基进行重力夯实，使湿陷性黄土的土壤孔隙减小，通过对黄土土壤进行压缩，从而提高了黄土路基的土壤强度。这种方法一般也是适用于地下水以上的湿陷性黄土部分，但是它的适用范围比垫层法要高，可处理3～12m的湿陷性黄土厚度。这种方法简单易行，需要投入的资金和劳动力不是很大，需要的技术水平也不是很高，并且对湿陷性黄土路基的效果也比较明显，因此在解决湿陷性黄土路基的问题上得到了广泛的使用。

3.3 挤密桩法

挤密桩法是运用沉管、爆破、冲击、夯扩等技术在湿陷性黄土路基中挤密填料孔，再用素土、灰土，重要时使用高强水泥土，分层回填夯实以对湿陷性黄土路基进行加固，提升其强度，使其湿陷性与压缩性减少。在甘肃省详细的项目中，依照设计方案精确布置桩孔并成孔，经过把素土或灰土分层填入桩孔内，并进一步实施夯实，完成把路基问题处理好的目的。通过成孔或桩体夯实的时候横向的挤压作用，让桩间土获得挤密，从而产生复合路基，通过它往下传递时上部荷载应力要扩散，并且比天然路基扩散得更快，在加固深度以下，将大大减小附加应力。然而我们要注意一点，不可以应用粗颗粒的砂、石或别的透水性材料在桩孔内填入。实践证明：挤密桩法对土的含水量要求相对高，含水率太高或太低，挤密效果都不理想。

4 结语

综上所述，湿陷性黄土在我国甘肃省是一种分布较广、厚度较大的土质结构。湿陷性黄土因其结构特点以及成因类型使其具备了一定的属性特征。湿陷性黄土的结构性、压密性以及湿陷性等三个特征给路基施工工程带来了诸多影响。为了消除其影响进而是路基强度满足实际要求，我们就必须寻找和实施一系列针对性的解决措施，并按照控制要点严格施工及监理。

参考文献

[1] 郭斌.湿陷性黄土区灰土垫层与防渗膜复合路基研究[D].兰州大学，2014.

[2] 李钦勇.湿陷性黄土路基不均匀沉陷成因分析及处治方法[J].交通标准化，2011（21）：99-102.

[3] 周宗明.湿陷性黄土路基强夯加固施工及质量评价[J].门窗，2014（2）：269-271.

[4] 贾存亮.浅谈湿陷性黄土路基的常见病害及防治[J].科技信息，2013（13）：376-392.

[5] 樊保平.龙城高速公路湿陷性黄土地基处理技术应用研究[D].中国地质大学（北京），2013.

[6] 王学军，刘利英.浅析湿陷性黄土基及地基处理[J].内蒙古公路与运输，2016（S1）：117-118.

[7] 张桂芳.浅析湿陷性黄土基处理方法[J].山西建筑，2015，37（6）：59-60.