淺談濕陷性黃土地區(qū)的地基處理

張景蕓

(新疆立弓交通勘察設(shè)計(jì)研究院)

淺談濕陷性黃土地區(qū)的地基處理

張景蕓

(新疆立弓交通勘察設(shè)計(jì)研究院)

我區(qū)地域遼闊，地質(zhì)情況主要以第四系沖洪積沉積物的粉土、粉砂及礫類土為主，但也在少數(shù)地方存在濕陷性黃土地區(qū)。主要介紹了對(duì)濕陷性黃土的處理。

濕陷性;黃土;地基處理

黃土又可細(xì)分為黃土狀土、馬蘭黃土、離石黃土和午城黃土，其中黃土狀土又可細(xì)分為黃土狀粉土和黃土狀粘土。

位于伊犁地區(qū)天山山脈南坡伊寧縣境內(nèi)存在較多的黃土山坡，該黃土即為黃土狀粉土。

黃土狀粉土：屬濕陷性黃土的一種，形成于距今5 000年以內(nèi)，為全新世新近堆積物，淺褐至深褐色或黃色至黃褐色，沉積環(huán)境一般在河漫灘低級(jí)階地、山間洼地的表面、黃土塬、梁、峁的坡腳、洪積扇或山前坡積地帶，具有土質(zhì)不均、多蟲孔、多植物根孔及含少量小礫石，在裂隙或孔壁上常有鈣質(zhì)粉末或菌絲狀白色條紋存在等野外特征;其物理特性主要有：具有略高于Q3黃土的天然含水量，液限多在30%以下，具有高壓縮性且其壓縮系數(shù)峰值多在0～150 kPa壓力段出現(xiàn)。

目前正在建設(shè)中的“伊寧縣喀拉亞尕奇鄉(xiāng) -曲魯海鄉(xiāng)-城東加油站公路工程”路線走廊均帶為黃土狀粉土，現(xiàn)就針對(duì)該項(xiàng)目的特點(diǎn)談?wù)剬?duì)濕陷性黃土的處理。

勘察揭示，廣泛分布于該區(qū)的黃土狀粉土是構(gòu)成新建路段、改建路段路基的主要地層，該層在低山丘陵區(qū)路段普遍具有濕陷性。本次勘察對(duì)該層采取了9組共20件代表性土樣進(jìn)行了室內(nèi)壓縮試驗(yàn)，布置于路線路基及涵洞處的探井一般未揭穿該層，最大揭露厚度4.0 m;布置于小橋處的鉆孔揭露厚度4.1～4.9 m。黃土狀粉土呈土黃色，搖震反應(yīng)中等-迅速，其表層含植物根系及有機(jī)質(zhì)，一般新建路線地段土層呈稍濕、稍密狀，干強(qiáng)度低且均具濕陷性;改建路線地段土層上部經(jīng)排水固結(jié)作用呈中密-密實(shí)狀，干強(qiáng)度中等-高。新建路線地段黃土狀粉土主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)平均值：天然含水量16.508 3%，天然密度1.425 g/cm3，孔隙比1.039 1，液限 23.275%，液性指數(shù) 0.066 7，塑性指數(shù)7.166 7，0.1 ～0.2 MPa 壓縮系數(shù) 0.847 5 MPa-1，壓縮模量2.499 2 MPa?？辜魪?qiáng)度C=9.5 ～12.3 kPa，平均值11.033 3 kPa，內(nèi)摩擦角 φ =21.6 ～23.40，平均值22.616 70，平均修正后輕型動(dòng)力觸探擊數(shù)18.1擊。濕陷系數(shù)0.018～0.063，自重濕陷系數(shù)均小于0.015，屬于輕微-中等濕陷性土。

根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30-2004)及其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，濕陷量的計(jì)算值(Δs)按照下式計(jì)算

式中：δsi為第i層土的濕陷系數(shù);hi為第i層土的厚度，mm;β為考慮基底下路基土的受水浸濕可能性和側(cè)向擠出等因素的修正系數(shù)，此處取β=1.50。

現(xiàn)將低山丘陵區(qū)路段黃土狀粉土的濕陷量的計(jì)算值(Δs)計(jì)算結(jié)果及其濕陷性綜合評(píng)價(jià)見表1。

由表1綜合評(píng)價(jià)低山丘陵區(qū)路段黃土狀粉土路基屬Ⅰ級(jí)(輕微)非自重濕陷性路基。

針對(duì)以上濕陷性黃土的特征，本次設(shè)計(jì)對(duì)該黃土進(jìn)行了相對(duì)應(yīng)的處理，由于該土層屬于Ⅰ級(jí)(輕微)非自重濕陷性，為避免工程施工完后，地基由于受到外力的荷載產(chǎn)生不均勻沉降，所以必須對(duì)路基及橋涵基底進(jìn)行處理，具體處理措施如下。

表1 低山丘陵區(qū)路段黃土狀粉土路基濕陷性綜合評(píng)價(jià)表

(1)原地面沖擊處理：在原地面清表后，采用25 kJ三邊沖擊碾壓壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，該壓路機(jī)有效壓實(shí)深度為50 cm，直接影響深度可達(dá)1.0 m，經(jīng)過該項(xiàng)目試驗(yàn)路段確定：地表以下50 cm內(nèi)土層壓實(shí)度達(dá)到95%以上，50～100 cm深度內(nèi)壓實(shí)度達(dá)到90%以上，從而可以有效地降低黃土的孔隙率，防止路基基底沉降，具體情況見表2。

表2 試驗(yàn)路段(K10+000～K10+300)沖擊碾壓前后壓實(shí)度比較表

(2)邊坡穩(wěn)定性處理：本項(xiàng)目有較多的挖方路段，由于該黃土空隙較大，加之伊寧縣多年平均降水為247.8 mm，受到大氣降水及積雪融化后水分滲入土體，極易使土體飽水，當(dāng)達(dá)到臨界狀態(tài)后即會(huì)產(chǎn)生邊坡土體下滑，針對(duì)該土體的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)挖方邊坡坡度采用1∶1.2，并在邊坡上設(shè)計(jì)骨架防護(hù)以防止邊坡下滑。

(3)涵洞基底處理：本項(xiàng)目主要以蓋板涵為主，基底設(shè)計(jì)承載力一般不小于250 kPa，而該土層的承載力為120～150 kPa之間，不能滿足設(shè)計(jì)要求，如采用單純的換填1 m厚天然砂礫可以滿足設(shè)計(jì)承載力，但并不能有效阻止水分下滲，這樣還是會(huì)造成土體遇水后造成基底沉降;所以本次設(shè)計(jì)采取換填30 cm厚5%水泥穩(wěn)定砂礫，即可滿足設(shè)計(jì)承載力，也可以有效阻隔水分下滲，從而起到防止黃土遇水后產(chǎn)生沉降的作用。

濕陷性黃土地基處理主要是降低土層的空隙率，在有水流地段需隔斷水分滲入土體，從而有效地減少其沉降量，達(dá)到穩(wěn)定土體的目的。

U416.1

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2011-12-21