許謝芬

摘 要：近年來，以常規(guī)辦法處理濕陷性黃土地基取得的效果并不理想。在高等級公路設(shè)計施工中，采用沖擊壓實、強夯等方法對濕陷性黃土地基進(jìn)行處理，可以有效避免不均勻沉降等病害發(fā)生，經(jīng)大量實踐證明，這些技術(shù)具有良好的施工效果，本文在全面了解濕陷性黃土特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，提出了設(shè)置旋噴樁、夯實水泥土樁的病害處治方案，以期有效增強地基承載力，減小濕陷沉降，進(jìn)一步提高處治效果。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土路基;病害;旋噴樁

中圖分類號：U416.16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

隨著交通事業(yè)的迅速發(fā)展，公路建設(shè)里程持續(xù)增長。作為第四紀(jì)的一種特殊沉積物，黃土顆粒含量大、孔隙率大，且具有易沖刷、濕陷性等特性。尤其是浸水后，在自重應(yīng)力等作用下，黃土自身結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化，附加變形顯著。加之天氣惡劣，路基極易產(chǎn)生大量病害，如不均勻沉降、滑塌、失穩(wěn)，嚴(yán)重影響路基承載力。若這些病害問題得不到重視，不能及時解決，將會嚴(yán)重制約我國公路建設(shè)事業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。為此，如何解決濕陷性黃土路基病害問題成為了目前亟待解決的一個難題。本文從濕陷性黃土特點入手，首先分析了濕陷性黃土的幾種常用處治方法;然后以某公路工程為研究對象，結(jié)合病害調(diào)查結(jié)果，最終提出了相應(yīng)的濕陷性黃土路基病害防治方案，希望能夠有效消除濕陷性黃土病害，提升工程整體質(zhì)量。

1 濕陷性黃土的特點

黃土是第四紀(jì)時期形成的土狀堆積物，相比其他土質(zhì)，黃土較為疏松，其特點為多孔性、垂直節(jié)理發(fā)育、層理不明顯、透水性強、濕陷性等。黃土是在干燥氣候條件下形成的一種多孔性具有柱狀節(jié)理的黃色粉性土，當(dāng)受到水浸濕后，由于黃土濕陷性特性，將會產(chǎn)生嚴(yán)重沉降問題。因此，在濕陷性黃土地區(qū)修建公路工程時，必須先對黃土濕陷性有所了解，才能保證采取的地基處治方案科學(xué)、有效。一般情況下，可通過濕陷變形系數(shù)來表述黃土的濕陷程度。濕陷變形系數(shù)是指在自重等因素的作用下，單位厚度的土樣遇水后將會產(chǎn)生一定濕陷量，可通過土壤浸水壓縮試驗來確定該濕陷量，黃土濕陷性特性直接反映出了黃土對水的敏感程度，也可通過濕陷變形系數(shù)來準(zhǔn)確判定黃土的濕陷性等級。從力學(xué)性質(zhì)角度來講，濕陷性黃土的特性主要體現(xiàn)在3點，如表1所示。

2 濕陷性黃土路基常用處治措施

2.1 強夯法

強夯法多用于孔隙及含水量較大的軟弱粘性土地基。其加固原理為在強烈沖擊能作用下，土層可產(chǎn)生巨大壓力和沖擊波，從而壓縮土體孔隙，并在夯擊點周圍形成裂隙良好的排水通道，便于順利排出土內(nèi)孔隙水，保證土體快速固結(jié)。

2.2 灰土擠密樁法

灰土擠密樁法不同于強夯法，屬于橫向加密處理。是指在成孔過程中，通過橫向擠壓周圍土層，促使樁孔內(nèi)土向周圍擠壓，從而增強樁間土的密實性，隨后向樁孔內(nèi)裝入備好的灰土，并一層一層振搗壓實，直到滿足設(shè)計標(biāo)高，并由此形成復(fù)合地基，全面提升地基承載力。

2.3 水泥土攪拌法

水泥攪拌樁施工中，采用的固化劑為水泥、石灰等材料，利用深層攪拌設(shè)備，強制攪拌軟土和固化劑，從而產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，增強地基的強度、整體性。在濕陷性黃土地基加固中，水泥攪拌樁具有施工便捷、成本低、加固效果良好等優(yōu)點。

3 工程概況

某公路工程全長23.6 km，為雙向六車道，本路段分布有大量濕陷性黃土。目前，局部路段存在大量裂縫，且路基下沉顯著。為此，決定選取具有代表性的路段作為試驗段進(jìn)行病害分析與處治。經(jīng)現(xiàn)場勘查可知，本路段以粉粒土為顆粒主要組成，粒徑在0.075 mm～0.005 mm之間，且多孔性顯著，鹽分結(jié)晶含量高，屬于典型濕陷性黃土。通過試驗檢測發(fā)現(xiàn)，本路段濕陷性等級主要為II級、III級，在部分路段濕陷性極為嚴(yán)重，甚至存在IV級。本工程已通車運營十幾年，在此期間進(jìn)行了多次養(yǎng)護(hù)維修，比如，采用熱瀝青封縫，強夯處治等等，但仍無法徹底根除沉降病害問題，伴隨路基沉降加劇，裂縫將再一次被拉裂，雨水不斷向地基滲入，并產(chǎn)生更大危害。究其原因在于原路處治不徹底，且未及時采取切實可行的措施進(jìn)行有效處治。

4 濕陷性黃土路基處治措施

4.1 病害處治方案

近年來，隨著公路建設(shè)里程的不斷增加，越來越多公路修筑于不良地質(zhì)之上，尤其是濕陷性黃土地基，若在此類地基上修筑公路項目，必須合理控制路基的濕陷性和不均勻沉降。目前，以常規(guī)辦法處理濕陷性黃土地基取得的效果并不理想。在高等級公路設(shè)計施工中，為有效避免不均勻沉降等病害發(fā)生，必須根據(jù)病害實際情況，具體問題具體分析。根據(jù)調(diào)查顯示，本工程基底黃土內(nèi)含有大量鹽漬土，含量在0.92%～2.10%之間。于鹽漬土而言，溶陷性是其最大的特點，對黃土濕陷性影響很大。為消除原路病害問題，結(jié)合調(diào)查結(jié)果，提出了設(shè)置旋噴樁、夯實水泥土樁的處治方案，以此進(jìn)一步提升地基承載力，降低濕陷沉降，進(jìn)一步提高處治效果。路基處治方案具體情況如下：

（1）III級和IV級路段。針對此類濕陷性路段，可將高壓噴射注漿設(shè)于基底處，樁體從濕陷性黃土層穿透，在坡腳部位設(shè)置φ80 cm夯實水泥土樁。

（2）II級～I(xiàn)II級路段。針對II級～I(xiàn)II級濕陷性路段，可在坡腳部位設(shè)置φ80 cm夯實水泥土樁。

（3）II級以下路段。針對本工程II級濕陷性以下路段，由于兩側(cè)為旱地，且沉降趨于穩(wěn)定，因此，無需處治。

（4）其他路段。除了濕陷性黃土路段以外，為了保障工程質(zhì)量，同樣要設(shè)置水泥土隔水墻，尺寸為2 m深、80 cm厚。

4.2 施工工藝

（1）夯實水泥土樁施工工藝。在本次工程施工中，夯實水泥土樁是濕陷性黃土路基病害處治的主要方法，具體施工流程如下：放線定位—擠土成孔—測量孔深—夯實孔底—成樁—分層夯實—分層填料。

（2）水泥土隔水墻施工工藝。在濕陷性黃土路段以外，為了保證工程施工質(zhì)量，避免病害再次發(fā)生，需要設(shè)置水泥土隔水墻，具體施工工藝流程如下：

第一，根據(jù)隔水墻設(shè)計要求，在路基坡腳處開挖矩形槽，尺寸為80 cm寬、200 cm深。待基底清理干凈后，可利用打夯機將基底夯實，并合理控制壓實度，不得低于90%。

第二，在已夯實完的基底和矩形槽壁處鋪設(shè)一層防滲土工布。

第三，做好土料含水量、有機物含量控制。

第四，向矩形槽內(nèi)一層一層回填水泥土，并分層夯實，壓實度控制在93%以上。

第五，完成上述施工作業(yè)后，需利用“核子密度儀+灌砂法”檢測水泥土壓實度。

第六，水泥土填筑高度達(dá)到隔水墻設(shè)計要求，可通過隔水土工布進(jìn)行隔水墻頂部包裹，并回填素土，直至達(dá)到原地面標(biāo)高規(guī)定。

（3）高壓噴射注漿施工工藝。為了防治III級和IV級濕陷性路段病害，需采用高壓噴射注漿法，具體施工流程如圖1所示。

在高壓噴射注漿施工當(dāng)中，不僅要規(guī)范施工工藝流程，還要做好施工質(zhì)量控制工作。尤其是在噴射注漿前，需詳細(xì)檢查高壓泵及所有管道密封圈質(zhì)量問題，在高壓泵上安設(shè)安全防護(hù)裝置，嚴(yán)格遵循設(shè)計規(guī)定合理控制設(shè)備壓力表，避免因為密封、壓力等問題出現(xiàn)不必要的故障。此外，在旋噴施工中，冒漿等情況時常發(fā)生，為此，在整個過程中要做好冒漿觀察，一旦冒漿量超過規(guī)定要求，必須及時停止施工，并采取相應(yīng)措施予以處治，比如加大噴射壓力、減小噴嘴孔徑、加快轉(zhuǎn)速等方法。

5 結(jié)束語

綜上所述，在社會經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，公路建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴大，越來越多公路修建的濕陷性黃土地基之上，如何確保公路施工質(zhì)量，保證路基穩(wěn)定性，降低不均勻沉降成為了施工控制的關(guān)鍵。通過上述分析，可得如下結(jié)論：

（1）為了更好地解決濕陷性黃土路基的病害問題，做好防治工作，必須先了解濕陷性黃土的特性，經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)性、欠壓密性及濕陷性為濕陷性黃土的主要特性。

（2）本文結(jié)合某公路工程，經(jīng)實地勘察可知，本路段存在大量濕陷性黃土，且基底存有鹽漬土，此類地基普遍存在強度小、穩(wěn)定性差等問題。若濕陷性黃土地基處理不好，很難滿足路基承載力，甚至處治不當(dāng)，還會出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。為此，必須采用科學(xué)、有效的加固方法進(jìn)行有效處理。為了消除病害，本文設(shè)置旋噴樁、夯實水泥土樁的病害處治方案，通過本方案，可有效提高地基土強度，降低地基土壓縮性，消除地基濕陷性。

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