市政道路湿陷性黄土路基处理的设计

宇素国

文章主要分析了市政道路湿陷性黄土路基处理的设计要点。首先阐述了湿陷性黄土机理，其次在分析黄土湿陷的原因基础上，结合某项目工程实例，详细地探究了市政道路湿陷性黄土路基处理设计过程。以期通过研究，可给此类项目提供借鉴。

为了可以更好地促进经济与社会的全面发展，实现城市整体性规划布局、提高交通运输能力，满足人们的出行需要，就要进行必要的城市道路建设。市政道路工程中，路基处理尤为关键，只有做好路基处理，符合当地的地质条件要求，才能提升城市交通运行的安全性和稳定性。

一、湿陷性黄土机理

黄土的地质产生于第四纪沉淀物，有非常明显的特点，该类地质条件分布在我国很多地区中，经过地质单位的测算，总面积可以达到64万km2，占我国总面积的6.6%左右，甘肃、陕西、山西等地区中。如果黄土地区进行道路工程的地基施工，首先要确定其是否有一定的沉陷性，然后才能采取必要的措施进行处理，以提升结构的性能。湿陷性黄土就是覆盖土层的自重应力或者自重应力与路堤联合作用之下，由于水分潮湿的影响，土体结构就会方式损坏，同时会产生严重的沉降问题，强度会快速的下降。湿陷性黄土一般都不会作为地基、建筑材料或者地下结构物的设置，所以在设计与施工环节要综合分析湿陷性黄土的特点，然后采取必要的应对措施，否则一旦浸水，就会导致沉陷问题的出现，直接导致结构物性能下降。但是如果采取的是保守处理措施，会造成项目施工成本的增加，资源浪费比较严重。

二、黄土湿陷的原因

黄土地质中，湿陷发生的原因一直以来都是人们研究的重点。从多年研究结论分析，要从多个角度进行该问题的分析，充分地掌握湿陷发生的原因和机理，主要是如下几个方面:①干旱、半干旱的气候条件之下，黄土堆积形成了比较大的内部孔隙结构，这是导致黄土湿陷的主要原因；②黄土受到外部载荷、水的浸湿共同作用下，结构发生松弛而导致强度降低也会导致湿陷问题的发生；③黄土的内部结构和其他地质有着明显的差异，也就是说颗粒组成、孔隙发育都是不同的，不同条件下也会给湿陷黄土的性质产生不同的影响；④在侧限的压缩实验分析阶段，土体压缩变形主要是粒间受到剪切的作用，进而产生变形，而剪切应力与变形严重性存在直接的关系。因此，土体结构的凝聚力与内摩擦力会给变形产生直接的影响。外部荷载、浸水等作用下，连接强度发生一定的变化，导致湿陷变形问题的发生，经过比较复杂的物理化学反应。从这一方面分析，黄土湿陷的原因与机理还并不是很清晰，目前只能从这些方面进行分析。

三、工程实例分析

1.工程概况

某道路工程项目总里程为5.5km，和城市主干道的建设标准是一致的。规划建设道路的地区处于山前冲积平原上部，钻探施工深度范围内属于第四系地层，具体是黄土、黏性土、砂土等土质条件，经过地质勘探之后可以发现，该地区以黄土为主，褐黄色的形式，可塑性比较强，同时内部孔隙是较大的。经过地质报告的分析发现，考虑到该道路项目的纵断面形式，路基持力层的黄土内。按照本次实验中的黄土湿陷系数与湿陷起始压力，确定为湿陷性的黄土地质条件。

2.湿陷性黄土路基采用的设计处理措施

在该道路施工项目中，将勘探确定之下存在的杂填土、表层土全部都清理干净，然后使用素土进行重新换填施工，要达到路基填料施工的技术标准。在路基处理的过程中，对于路基强度以及承载力要通过强夯处理才能满足道路的运行需要。强夯施工前，要确定具体的夯击能参数，具体的施工设备要考虑到现场的施工情况确定，同时要根据黄土层厚度、夯击处理的深度选择确定，以保证设备满足施工的需要，提升施工的总体质量水平。从实际情况分析，该工程所确定的夯击能为1000～4000kN·m/m2，夯锤的底部平面是以圆形的形式存在，并且锤底的静压力调整到25～60kPa之间，首先，在现场施工区域内进行试夯作业，以明确具体的夯击施工参数。在施工过程中，要确定夯锤质量、下落距离、夯点位置、夯击次数等方面，需要和试夯确定的技术参数保持一致，并且有专人进行质量控制和记录。强夯施工完成之后，要根据现场的夯击处理效果进行质量检查：检查现场强夯施工记录，确定每个夯击点的夯击沉降量不能小于试夯时平均数的95%；隔7～10d，在每500～1000m2范围内随机选择一个地点，在夯击终止时夯击面起到下部的5～12m深度内，每隔1m取1～2个土样要进行室内检测，主要是测定干密度、压缩系数、湿陷系数等方面的检测。从目前的设计标准、工程的实施经验方面进行分析，路基通过强夯施工方法进行必要的处理之后，湿度较大的路基要采取特殊的处理方式，根据路基的干湿情况可以做出如下分析。

（1）挖方路段

①正常干燥路段：在路基进行强夯作业之后，路基顶面下部的30cm范围之内需要使用8%的灰土进行地质条件的改善；②中湿路段：黄土地基进行强夯施工后，路基顶部以下30cm范围内需要使用8%的灰土进行地质条件改善。

（2）填方路段

①正常干燥路段：

在实践过程中，路基顶面以下自下而上分别采用满足设计要求的土或改良土回填、30cm8%灰土改良处理；

②中湿路段：该环节采用的是30cm8%灰土垫层，以及20cm8%灰土改良处理进行处理，处理方式与中正常干燥路段处理方式一致。

再需要注意的是在填方路段设计的过程中，还需要按照工程项目的实际要求，对设计细节进行控制，从而保证整体工程效果满足最初的要求。

四、湿陷性黄土地质条件下路基设计的问题分析

道路施工线路位置冲沟沟头的位置上，要了解其冲沟的行车原因以及发展趋势，要明确具体的道路路线和沟头的间距数据。要了解线路范围内自然与人工边坡的稳定性情况，掌握不良地质条件的分布情况，利用勘探技术充分地掌握地质条件类型、性质与影响的原因，深路堑的施工地带内需要选择有代表性的勘探点，并且掌握地质条件特点。

湿陷性黄土与压缩性比较高的黄土地质条件下，如果其承载性能比较差，或者无法承受路堤结构的自重，应该在承载力符合要求的条件下进行路基处理。因为黄土具备压缩、湿陷等特点，要充分了解压实标准，设置必要的排水基础设施，能够达到沉降量的标准。在高速公路中进行路基边沟、截水沟、排水沟等结构的设置，可以保证现场施工达到标准的要求，同时要做好封水保护处理，确保不会给现场的施工产生不利的影响。

湿陷性黄土地区在选择路基排水设施的设计中，最为重要的就是防冲、防渗，所以要严格执行设计标准和要求，满足排放的要求，不会给路基产生任何的不利影响。

五、结语

湿陷性黄土是道路施工中比较常见的地质条件，会给道路、建筑物的质量产生非常负面的影响，在具体的施工中，因为存在很大的破坏力，所以需要做好必要的处理。从道路工程的实际情况分析，要了解道路的特点与建设条件，在保证各个方面性能符合要求的基础之下，进行必要的处理，提高道路的综合性能，保证湿陷性黄土路基的条件下也能够满足工程的要求，保证道路运行的安全性与可靠性。