浅析湿陷性黄土路基处理方法

2020-10-20陈妮妮

砖瓦世界·下半月 2020年7期

陈妮妮

摘要：湿陷性黄土稳定性较差，受较大压力作用并受水浸湿后，土层结构会迅速破坏，随之出现显著不均匀下沉，对修筑在其上的建筑物及道路造成危害。湿陷性黄土属于一种特种土，从土质特性角度考虑，其天然重量相对较小，土质均匀、结构疏松、空隙较发育，不具有足够的稳定性。对此，在湿陷性地区展开道路设计施工作业时，需立足于实际情况确定合适的工艺方法，充分体现技术经济性，确保沉降值稳定在合理范围内，这样除了提升使用价值外，还有助于控制施工成本，为企业创造可观的经济效益。基于此，本篇文章对常见湿陷性黄土路基处理工艺进行简单探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：湿陷性;黄土路基;路基施工

湿陷性黄土特性是指在一定压力下受水浸湿后，土结构迅速破坏并产生显著不均匀沉降的一种特殊土。其广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区。在大面积建筑物建设的区域，这种不均匀沉降将对建筑物及周边道路造成不均匀下沉及开裂等危害。为避免造成工程危害，规范规定对湿陷性黄土路基应进行加固处理，处理方法较多，其中强夯法以原理直观、设备简单、适用范围广、速度快、效果好、经济等优点成为地基加固方法中行之有效的方法之一，其它常用方法有换填垫层法、灰土挤密桩法、重锤夯实法、冲击碾压等。

1 湿陷性黄土的工程特性

湿陷性黄土属于一种特种土，从土质特性角度考慮，其天然重量相对较小，土质均匀、结构疏松、空隙较发育，不具有足够的稳定性。其主要由粉土组成，其孔隙率一般在35%～60%之间，在特殊地区甚至更大。当湿陷性黄土遇水后，因为黄土中含有较多硫酸盐、碳酸盐等水溶性物质，且黄土内部结构多为点式接触，内部结构不够稳定，所以土体内部结构较容易遭到破坏。另一方面，当黄土被水浸透后，内部空隙被水充满，土体自重增加，土体下部承受压力变大，因此更容易造成快速塌陷。

2 湿陷性黄土路基常用处理方法

2.1 换填垫层法

垫层法通常是指把道路结构层以下一定深度的湿陷性黄土换填成较好的土层，从而减小其上构筑物的沉降，提高其路基承载能力。此法施工方便且地处理后路基状况得到明显改善，因此使用广泛。该方法适用于地下水位以上的局部或整片处理，其有效加固深度在1～3m。

常用换填材料有砂砾和灰土两种，当湿陷性土层在处理过程中全部被挖除，则采用砂砾换填和灰土换填达到的效果区别不大;但当湿陷性土层较厚不能将其全部挖除只能部分换填时则优先选用灰土换填，可降低地基湿陷量，同时灰土层起到隔水层的目的，可以有效阻隔水分下渗对其下湿陷性土层的浸湿，能对未处理土层的湿陷量加以有效控制，从而保证路基的整体稳定性。

2.2 灰土挤密桩法

灰土挤密桩加固地基是采用锤击的方式将振动沉管打入地基土体内部，并在桩孔中回填素土或灰土，夯实后形成桩体，属于柔性桩，与桩间土共同组成复合地基。在成孔过程中，振动沉管打入地基土体内部的过程中土体被挤向桩孔周边，对土体进行了第一步挤密;在桩孔分层回填压实过程中，夯实施工进一步对桩孔及周边土体进行挤密，达到提高地基承载力的作用。该法适用于地下水位以上，饱和度Sr≤65%的湿陷性黄土，有效加固深度一般5～12m，最大15m。影响挤密效果的主要因素有：灰土桩的置换率、灰土桩的强度和灰土桩的长度。

2.3 强夯法

强夯法又名动力固结法，是指通过重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法，从而增大土体压实度，提高软弱地基的承载力。该方法具有操作简单、加固效果显著、适用范围广、速度快、经济成本低等特点。该法适用于地下水位以上，饱和度≤60%的湿陷性黄土，有效加固深度一般3～6m，最大8m。需要通过试夯效果确定最终强夯参数。

2.4 重锤夯实法

重锤夯实法因其能量小，夯坑深度小，主要依靠锤底的压密作用，主压实区在锤底。锤重一般为20～40kN，落距3～5m。该法适用于饱和度Sr≤60%的Ⅰ～Ⅱ级非自重、Ⅰ级自重湿陷性黄土，有效加固深度1～3m。需要通过试夯效果确定最终夯实参数。

2.5 冲击碾压法

冲击碾压是压实技术的新发展，该发经济方便，在工程中得到了广泛应用。冲击碾压法的原理是通过牵引车带动圆形轮滚动，沿地面进行静压、冲击碾压作业，从而对土体形成冲击和压实作用。冲击压实既适用于对湿陷性黄土地段路堤基底的填前碾压，提高地基的承载能力，消除湿陷性;也适用于对填方路堤的补充压实（或压实质量检验），提高路基的整体强度和稳定性。该法适用于饱和度Sr≤60%的Ⅰ～Ⅱ级非自重、Ⅰ级自重湿陷性黄土，有效加固深度一般0.5-1m，最大1.5m。冲击碾压顺序应符合“先两边，后中间”错轮进行，具体碾压参数需由试验段试验确定。

3 施工注意事项

3.1 施工前准备

路基处理设计时应查明黄土分布范围、厚度及变化规律以及不同地层黄土的物理力学性质，判定其属于自重湿陷性黄土还是非自重湿陷性黄土，以及湿陷湿陷等级、类别等重要地质参数，根据工程特性通过经济分析比较，综合考虑技术水平、工期及对环境的影响等诸多方面的因素制定出最合适的处理方案，最终确保处理后的路基具有足够的承载力和抗变形的能力。

对于黄土地区路基排水应特别重视，遵循拦截、分散的处理原则，拦截、排除地表水，将水迅速引离路基，防止地表水下渗，减少地基地层湿陷性下沉，对于地下排水构造物与地面排水沟渠必须采取防渗措施，并应防止农田水利设施与路基的相互干扰。

施工前，应查明场地范围内的各种地下管线的位置或高压线的位置等，并采取必要的措施，以免因强夯、重夯、冲碾等施工而造成破坏或发生安全事故。

3.2 施工过程控制

除了换填以外，其他处理措施均应严格控制土体的含水量在最佳含水量范围附近，以保证处理效果最佳，同时处理结束后必须按照规范要求进行加固处理效果的检验，检验合格后方可进行下道工序，对于需要进行试验段的处理措施，按照试验确定参数进行处理后仍需要按照规范要求进行加固处理效果的检验。

对于强夯处理，当施工所引起的振动或侧向挤压对邻近建构筑物产生不利影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等隔震或防震措施。

3.3 施工后监测

对于黄土高路堤、深路堑和湿陷性黄土地基处理等应进行施工后监测。检测周期应为道路建成营运后不少于一年。

4 结语

湿陷性黄土属于一种不良地质，一直以来都是工程施工的难题。若地基处理不当，将会直接影响到工程的稳定性。为此，必须全面了解湿陷性黄土的特性，掌握其特点，才能结合工程实际情况，采取切实可行的措施予以防治，最终保障路基的承载力和整体稳定性要求。

参考文献：

[1]郑翔友.湿陷性黄土路基处理措施[J].交通世界，2019（26）：39-40.

[2]余东.湿陷性黄土地基处理方法分析及在工程中的应用[J].科学咨询（科技·管理），2019（10）：39-40.