基于公路施工中湿陷性黄土路基施工技术研究

张洁

摘要：在公路工程建设中，黄土湿陷性问题是造成施工困难、影响施工质量的巨大难题。对湿陷性黄土工程地质特点进行简要分析，并提出公路工程中黄土湿陷性问题的具体施工处理方法，以期为我国公路工程施工质量的提升提供有效参考。

关键词：湿陷性黄土；强夯法；灰土挤密桩前言

在公路地基建设的过程中，一般情况下会避开黄土性质的地段，但是因为众多因素的限制，很多时候无法避开黄土地域，所以在黄土性质地段进行公路地基施工，必须做好地面水和地下水的排除工作，防止出现湿陷的现象，对公路后期投入使用的过程中，造成严重的质量和安全隐患。本文对高速公路建设过程中的路基技术问题进行研究和探讨，为我国公路路基建设提供技术参考。

1湿陷性黄土简介

黄土以粉土颗粒为主，具有孔隙较大、竖向节理等特征，天然含水量小，具有低密度、含水量和高孔隙的特点，在外载和自重力作用下受水浸湿后易产生湿陷变形：在干旱和半干旱的条件下形成的黄土，由于蒸发量大，水分不断减少，盐类析出，胶体凝结，产生了加固黏聚力。在黄土湿度较小的情况下，上覆土不足以克服土中形成的加固黏聚力，因而形成欠压压密状态，一旦受水侵蚀，加固黏聚力消失，就产生湿陷。黄土的竖向节理特性导致黄土具有渗透性，老黄土普遍存在构造节理，对路基边坡的稳定性常起控制性作用，在构造节理的黄土层中开挖的边坡，其破坏形式常呈沿节理面滑落，具有垂直节理的黄土边坡，其破坏方式呈现为倒塌，无构造节理的黄土边坡破坏则主要为滑坡。

2黄土的特点

2.1崩解性黄土最大的特点

土质疏松，空隙较大，具有较强的吸水性，并且在吸水的过程中容易出现崩解现象。但是也有很多年代较为久远的黄土，经过长时间的压实，孔隙较小，但是其吸水性也较强，只是出现崩解现象的时间与孔隙大的黄土相比较晚。如果颜色为红黄土，其孔隙非常的小，在渗水的过程中，基本不会出现崩解的现象。

2.2胀缩性

黄土遇水会发生膨胀的现象，使得上方的路面隆起。待黄土水分蒸发干净，黄土的体积就会出现收缩，其上方的路面又会下沉。在这样反复循环的过程中，路面就会形成较为严重的裂缝，直接影响公路使用的寿命，使得公路在使用的过程中出现质量和安全的风险。

2.3多孔裂隙性和强度衰减性

黄土的一个显著的特性就是空隙量较多，在这种情况下，其土质的强度会随着土壤水分含量的增高而降低。但是在天然含水的状态下会呈现比较坚硬的状态，且强度较高。但是在渗水的状态下，黄土不能及时的干燥，其强度也会积聚下降。

2.4渗水性

综上，黄土具有较强的胀缩性，并且在胀缩的过程中会使得路面出现裂缝，所以出现降雨天气，雨水会随着裂缝深入黄土中。黄土的缝隙呈管状垂直状态，所以黄土的垂直渗水性非常的大。但是有很多区域的黄土层因为粘粒含量较高，导致渗水性呈现不良的状态，甚至出现不透水的土层。

2.5湿馅性

黄土在外加荷载有土体自重的作用下，受水侵湿后，因土体结构破坏，而发生大量剧烈的附加下沉，即形成湿陷。

3湿陷性黄土及其危害分析

本文主要对黄土特性中的湿陷性进行分析，湿陷性的黄土具有强度高和压缩性低的特点。所以在公路路线选择的时候会尽量避开湿陷性黄土。如果一定要在湿陷性黄土上进行公路施工操作，则要避免湿陷性黄土与水的接触。因为湿陷性黄土与水接触之后，在重力的作用下，会形成一种新的岩体。对公路路基造成严重的破坏。所以为了保证公路路基施工的质量，在展开施工作业之前需要对湿陷性黄土的性质进行有效的分析，根据分析的结果，针对性的制定施工的方案。因为湿陷性的黄土安全性系数极低，所以在路基填筑材料选择的时候一定要避免选择具有湿陷性的材料。例如，我国很多高速公路的路线需要设置在比较偏远的乡村地区，因为缺乏专业性的监督，施工人员经常会在地基填筑的时候，随意选取填筑材料，所以经常会无意中选择到湿陷性的填筑材料，遇水之后其遭到破坏的速度非常的快，就会对公路使用造成极大的安全风险。湿陷性黄土破坏的主要表现形式是公路路面的下陷。湿陷性黄土的溶解条件较低，并且因为其较多的垂直孔隙，几乎没有内部凝结的能力，所以使得湿陷性黄土的结构不稳定，尽量避免在公路路基建设中应用。

4湿陷性黄土公路路基的处理方法

4.1强夯法

强夯法的主要实施原理是利用重锤对地基以较大的冲击力，一般采用的施工机械为带有自动脱钩装置的履带式起重机。保证在力的作用下土质密度增高，并且土质轻度和密度之间成正比关系，随着密度的增加，地基的承载力得到有效的提升。尤其在公路路基施工的过程中，经常会遇到湿陷性黄土土质，其土质的结构不均匀，结构性能较差。所以要采取安全性较高的强夯法对其地基土层进行压实，但是强夯法也有一定缺点，就是其在作业的时候会有较大的振动，并且伴随着噪声，会对施工现场周围的居民造成一定的影响。

4.2换填法

换填法就是将公路路基内的湿陷性黄土挖出，换成没有湿陷性性质的填充材料，一般换填土多为灰土、索土、沙石等。该方法主要适用于地下水位以上局部或整片处理，这种方法的主要优点是施工程序较为简单，但是缺点也较为突出，换填法一般只用于地基表层作业处理，所以在深层地基作业中不适用该种方法。该方法消除湿陷性的原理：换填土用于置换基础以下适当范围内的湿陷性土层，以降低路基的湿陷量。

4.3灰土挤密桩法

灰土挤密桩法，主要是利用打桩机板钢管套打入公路地基土层中，成孔至设计深度后孔底夯实，灰土料分层填筑、分层夯实，最后机具移位施作灰土垫层。这种措施的优点非常突出，就是路基的稳固性大幅度提升，但是这种方法的实施成本较高，且工艺较为复杂，对施工工艺要求非常的高，一旦其中一個操作程序出现失误，就会导致整个施工工艺质量出现问题。

4.4冲击碾压法

冲击碾压法的工作原理与强夯法有一定的相似之处，也是主要对湿陷性黄土进行压实处理，但是冲击碾压法处理土层的深度一般较小，主要是对地基浅层的黄土进行压实处理。这种方法通常应用于路基施工完成后，出现沉降现象的时候，保证路基的强度和稳定性，最大程度的提高路基的承载能力。

4.5深层搅拌桩法

深层搅拌桩法主要应用于土层含水量较高的湿陷性黄土，其因为施工程序简单、并且施工过程中产生的噪音较低所以在湿陷性黄土地基施工中得到了广泛的应用。深层搅拌桩法的具体应用需要选择合适的固化材料，在公路路基施工中一般选用水泥作为固化材料。其具体的工作原理是将一定比例的水泥与黏土混合，生成一种结晶化合物，最后凝固成强度较高的固体物质，有效的提高了地基的强度和承载能力。

4.6路基排水

湿陷性黄土条件下，公路路基处理的方法还包括将湿陷性黄土与水进行分离。分离的主要措施是把黄土中的水与路基内的渗水隔离开来，还要改变地表水流经的方向。水是黄土发生湿陷的主要外在因素，因此合理完善的防排水措施是必不可少的，内外兼治方能防止黄土的湿陷性在路基使用过程中产生的各种危害。公路路基的排水主要分为三个部分：永久性排水系统、临时性排水系统和保护原有的水流。排水设施应与路基同步施工，及时做好路基施工过程中临时排水及永久性排水系统，并应注意排水系统的衔接，及时进行管理与养护，保障排水系统水流的畅通。

5结语

黄土湿陷性问题是公路施工当中必须充分研究和妥善解决的问题之一，只有有效消除黄土地基的湿陷问题，采取适当的施工技术，才能保证公路地基的稳固性，确保公路施工质量和安全。

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现代物业杂志社

2020-06-23