市政道路濕陷性黃土路基處理的設(shè)計(jì)

宇素國

文章主要分析了市政道路濕陷性黃土路基處理的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。首先闡述了濕陷性黃土機(jī)理，其次在分析黃土濕陷的原因基礎(chǔ)上，結(jié)合某項(xiàng)目工程實(shí)例，詳細(xì)地探究了市政道路濕陷性黃土路基處理設(shè)計(jì)過程。以期通過研究，可給此類項(xiàng)目提供借鑒。

為了可以更好地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的全面發(fā)展，實(shí)現(xiàn)城市整體性規(guī)劃布局、提高交通運(yùn)輸能力，滿足人們的出行需要，就要進(jìn)行必要的城市道路建設(shè)。市政道路工程中，路基處理尤為關(guān)鍵，只有做好路基處理，符合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件要求，才能提升城市交通運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

一、濕陷性黃土機(jī)理

黃土的地質(zhì)產(chǎn)生于第四紀(jì)沉淀物，有非常明顯的特點(diǎn)，該類地質(zhì)條件分布在我國很多地區(qū)中，經(jīng)過地質(zhì)單位的測(cè)算，總面積可以達(dá)到64萬km2，占我國總面積的6.6%左右，甘肅、陜西、山西等地區(qū)中。如果黃土地區(qū)進(jìn)行道路工程的地基施工，首先要確定其是否有一定的沉陷性，然后才能采取必要的措施進(jìn)行處理，以提升結(jié)構(gòu)的性能。濕陷性黃土就是覆蓋土層的自重應(yīng)力或者自重應(yīng)力與路堤聯(lián)合作用之下，由于水分潮濕的影響，土體結(jié)構(gòu)就會(huì)方式損壞，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的沉降問題，強(qiáng)度會(huì)快速的下降。濕陷性黃土一般都不會(huì)作為地基、建筑材料或者地下結(jié)構(gòu)物的設(shè)置，所以在設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)要綜合分析濕陷性黃土的特點(diǎn)，然后采取必要的應(yīng)對(duì)措施，否則一旦浸水，就會(huì)導(dǎo)致沉陷問題的出現(xiàn)，直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物性能下降。但是如果采取的是保守處理措施，會(huì)造成項(xiàng)目施工成本的增加，資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重。

二、黃土濕陷的原因

黃土地質(zhì)中，濕陷發(fā)生的原因一直以來都是人們研究的重點(diǎn)。從多年研究結(jié)論分析，要從多個(gè)角度進(jìn)行該問題的分析，充分地掌握濕陷發(fā)生的原因和機(jī)理，主要是如下幾個(gè)方面:①干旱、半干旱的氣候條件之下，黃土堆積形成了比較大的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)，這是導(dǎo)致黃土濕陷的主要原因；②黃土受到外部載荷、水的浸濕共同作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生松弛而導(dǎo)致強(qiáng)度降低也會(huì)導(dǎo)致濕陷問題的發(fā)生；③黃土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和其他地質(zhì)有著明顯的差異，也就是說顆粒組成、孔隙發(fā)育都是不同的，不同條件下也會(huì)給濕陷黃土的性質(zhì)產(chǎn)生不同的影響；④在側(cè)限的壓縮實(shí)驗(yàn)分析階段，土體壓縮變形主要是粒間受到剪切的作用，進(jìn)而產(chǎn)生變形，而剪切應(yīng)力與變形嚴(yán)重性存在直接的關(guān)系。因此，土體結(jié)構(gòu)的凝聚力與內(nèi)摩擦力會(huì)給變形產(chǎn)生直接的影響。外部荷載、浸水等作用下，連接強(qiáng)度發(fā)生一定的變化，導(dǎo)致濕陷變形問題的發(fā)生，經(jīng)過比較復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)。從這一方面分析，黃土濕陷的原因與機(jī)理還并不是很清晰，目前只能從這些方面進(jìn)行分析。

三、工程實(shí)例分析

1.工程概況

某道路工程項(xiàng)目總里程為5.5km，和城市主干道的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)是一致的。規(guī)劃建設(shè)道路的地區(qū)處于山前沖積平原上部，鉆探施工深度范圍內(nèi)屬于第四系地層，具體是黃土、黏性土、砂土等土質(zhì)條件，經(jīng)過地質(zhì)勘探之后可以發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)以黃土為主，褐黃色的形式，可塑性比較強(qiáng)，同時(shí)內(nèi)部孔隙是較大的。經(jīng)過地質(zhì)報(bào)告的分析發(fā)現(xiàn)，考慮到該道路項(xiàng)目的縱斷面形式，路基持力層的黃土內(nèi)。按照本次實(shí)驗(yàn)中的黃土濕陷系數(shù)與濕陷起始?jí)毫?，確定為濕陷性的黃土地質(zhì)條件。

2.濕陷性黃土路基采用的設(shè)計(jì)處理措施

在該道路施工項(xiàng)目中，將勘探確定之下存在的雜填土、表層土全部都清理干凈，然后使用素土進(jìn)行重新?lián)Q填施工，要達(dá)到路基填料施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在路基處理的過程中，對(duì)于路基強(qiáng)度以及承載力要通過強(qiáng)夯處理才能滿足道路的運(yùn)行需要。強(qiáng)夯施工前，要確定具體的夯擊能參數(shù)，具體的施工設(shè)備要考慮到現(xiàn)場(chǎng)的施工情況確定，同時(shí)要根據(jù)黃土層厚度、夯擊處理的深度選擇確定，以保證設(shè)備滿足施工的需要，提升施工的總體質(zhì)量水平。從實(shí)際情況分析，該工程所確定的夯擊能為1000～4000kN·m/m2，夯錘的底部平面是以圓形的形式存在，并且錘底的靜壓力調(diào)整到25～60kPa之間，首先，在現(xiàn)場(chǎng)施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行試夯作業(yè)，以明確具體的夯擊施工參數(shù)。在施工過程中，要確定夯錘質(zhì)量、下落距離、夯點(diǎn)位置、夯擊次數(shù)等方面，需要和試夯確定的技術(shù)參數(shù)保持一致，并且有專人進(jìn)行質(zhì)量控制和記錄。強(qiáng)夯施工完成之后，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的夯擊處理效果進(jìn)行質(zhì)量檢查：檢查現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)夯施工記錄，確定每個(gè)夯擊點(diǎn)的夯擊沉降量不能小于試夯時(shí)平均數(shù)的95%；隔7～10d，在每500～1000m2范圍內(nèi)隨機(jī)選擇一個(gè)地點(diǎn)，在夯擊終止時(shí)夯擊面起到下部的5～12m深度內(nèi)，每隔1m取1～2個(gè)土樣要進(jìn)行室內(nèi)檢測(cè)，主要是測(cè)定干密度、壓縮系數(shù)、濕陷系數(shù)等方面的檢測(cè)。從目前的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、工程的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)方面進(jìn)行分析，路基通過強(qiáng)夯施工方法進(jìn)行必要的處理之后，濕度較大的路基要采取特殊的處理方式，根據(jù)路基的干濕情況可以做出如下分析。

（1）挖方路段

①正常干燥路段：在路基進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè)之后，路基頂面下部的30cm范圍之內(nèi)需要使用8%的灰土進(jìn)行地質(zhì)條件的改善；②中濕路段：黃土地基進(jìn)行強(qiáng)夯施工后，路基頂部以下30cm范圍內(nèi)需要使用8%的灰土進(jìn)行地質(zhì)條件改善。

（2）填方路段

①正常干燥路段：

在實(shí)踐過程中，路基頂面以下自下而上分別采用滿足設(shè)計(jì)要求的土或改良土回填、30cm8%灰土改良處理；

②中濕路段：該環(huán)節(jié)采用的是30cm8%灰土墊層，以及20cm8%灰土改良處理進(jìn)行處理，處理方式與中正常干燥路段處理方式一致。

再需要注意的是在填方路段設(shè)計(jì)的過程中，還需要按照工程項(xiàng)目的實(shí)際要求，對(duì)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行控制，從而保證整體工程效果滿足最初的要求。

四、濕陷性黃土地質(zhì)條件下路基設(shè)計(jì)的問題分析

道路施工線路位置沖溝溝頭的位置上，要了解其沖溝的行車原因以及發(fā)展趨勢(shì)，要明確具體的道路路線和溝頭的間距數(shù)據(jù)。要了解線路范圍內(nèi)自然與人工邊坡的穩(wěn)定性情況，掌握不良地質(zhì)條件的分布情況，利用勘探技術(shù)充分地掌握地質(zhì)條件類型、性質(zhì)與影響的原因，深路塹的施工地帶內(nèi)需要選擇有代表性的勘探點(diǎn)，并且掌握地質(zhì)條件特點(diǎn)。

濕陷性黃土與壓縮性比較高的黃土地質(zhì)條件下，如果其承載性能比較差，或者無法承受路堤結(jié)構(gòu)的自重，應(yīng)該在承載力符合要求的條件下進(jìn)行路基處理。因?yàn)辄S土具備壓縮、濕陷等特點(diǎn)，要充分了解壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置必要的排水基礎(chǔ)設(shè)施，能夠達(dá)到沉降量的標(biāo)準(zhǔn)。在高速公路中進(jìn)行路基邊溝、截水溝、排水溝等結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可以保證現(xiàn)場(chǎng)施工達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)要做好封水保護(hù)處理，確保不會(huì)給現(xiàn)場(chǎng)的施工產(chǎn)生不利的影響。

濕陷性黃土地區(qū)在選擇路基排水設(shè)施的設(shè)計(jì)中，最為重要的就是防沖、防滲，所以要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求，滿足排放的要求，不會(huì)給路基產(chǎn)生任何的不利影響。

五、結(jié)語

濕陷性黃土是道路施工中比較常見的地質(zhì)條件，會(huì)給道路、建筑物的質(zhì)量產(chǎn)生非常負(fù)面的影響，在具體的施工中，因?yàn)榇嬖诤艽蟮钠茐牧Γ孕枰龊帽匾奶幚?。從道路工程的?shí)際情況分析，要了解道路的特點(diǎn)與建設(shè)條件，在保證各個(gè)方面性能符合要求的基礎(chǔ)之下，進(jìn)行必要的處理，提高道路的綜合性能，保證濕陷性黃土路基的條件下也能夠滿足工程的要求，保證道路運(yùn)行的安全性與可靠性。