晉西南地區(qū)濕陷性黃土地基處理設(shè)計(jì)理念探討

摘要：本文通過(guò)對(duì)濕陷性黃土地區(qū)高速公路路基及橋涵結(jié)構(gòu)地基處理方案設(shè)計(jì)理念的介紹，為廣大設(shè)計(jì)者提供參考，拓寬同類(lèi)型公路設(shè)計(jì)方案的理念。

關(guān)鍵詞：濕陷性;灰土;夯實(shí);補(bǔ)強(qiáng)

本條高速公路位于運(yùn)城市轄區(qū)范圍，是荷寶高速與連霍高速的連接線，全長(zhǎng)17公里，設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h，路基寬度25.5m，雙向四車(chē)道，是山西省、運(yùn)城市東南部地區(qū)經(jīng)連（云港）霍（爾果斯）高速公路至河南省的一重要運(yùn)輸通道，項(xiàng)目平行于運(yùn)（城）三（門(mén)峽）高速公路（東西向距離約為70km），建成后，將使山西省特別是運(yùn)城市東南部高速公路網(wǎng)絡(luò)更趨于合理化，從而增強(qiáng)路網(wǎng)可達(dá)性，提高路網(wǎng)可靠度。其中，最直接的影響將分流運(yùn)三高速公路交通需求，緩解運(yùn)三高速公路、中縱大運(yùn)高速公路侯馬至運(yùn)城段交通壓力，為出行者選擇快速、安全、舒適的路徑提供更多選擇。

一、地質(zhì)概況

根據(jù)區(qū)域資料和野外工程地質(zhì)調(diào)繪、鉆探、挖探及室內(nèi)土分析結(jié)果報(bào)告，項(xiàng)目區(qū)除基巖出露區(qū)外其余區(qū)域地表覆蓋有沖洪積（Q4al+pl、Q3al+pl）成因的黃土狀土或新黃土，其分布、埋深、厚度變化較大，介于3.0～10.0m之間，該層呈黃褐色、淺黃色，據(jù)試驗(yàn)資料表明，該層黃土具有輕微濕陷性，場(chǎng)地濕陷等級(jí)為Ⅰ～Ⅱ級(jí)非自重濕陷。當(dāng)該層位于路線設(shè)計(jì)標(biāo)高以下時(shí)候，必須進(jìn)行處置。在項(xiàng)目全壽命周期內(nèi)，均應(yīng)對(duì)路線長(zhǎng)度范圍濕陷性黃土有充分的重視，對(duì)路線跨越該類(lèi)地層的地基進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)，并加強(qiáng)施工過(guò)程中的質(zhì)量控制。下面著重就設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行闡述。

二、路基范圍濕陷性黃土

路線所處走廊帶地質(zhì)分區(qū)主要為構(gòu)造侵蝕黃土溝梁松散巖區(qū)、構(gòu)造侵蝕山前斜坡松散巖區(qū)，分區(qū)內(nèi)均有濕陷性黃土分布，由于該類(lèi)土質(zhì)多孔隙，天然含水率小，呈淺黃色，含鈣質(zhì)結(jié)核的黏質(zhì)土。在不受外界水分作用的情況下，工程性質(zhì)較好，但遇到水后，內(nèi)部孔隙成為水流自由流通的通道，土體受浸泡后，孔隙塌陷，進(jìn)而使得整個(gè)地層力學(xué)性能降低。路線以挖方形式通過(guò)時(shí)，深挖方路段由于設(shè)計(jì)高程較原地面已經(jīng)大幅降低，即濕陷性黃土在橫斷面帶帽設(shè)計(jì)中該類(lèi)地層已經(jīng)挖除，故對(duì)工程沒(méi)有影響，但淺挖路段橫斷面設(shè)計(jì)中未完全將濕陷性土層挖除，這種情況下就需要重點(diǎn)設(shè)計(jì)。堅(jiān)持適用耐久，安全可靠的原則，通過(guò)在路基底部鋪設(shè)兩布一膜+路床換填3%石灰土的方案來(lái)進(jìn)行處治。無(wú)機(jī)改良后的路床的水穩(wěn)性好，板體性好，阻斷了外界雨水下滲至路基，再輔以土工合成材料，借助其良好的隔水性能，避免了路基毛細(xì)水上升，其規(guī)格宜為織物質(zhì)量/膜厚/織物質(zhì)量=200g/0.5mm/200g，其上下各鋪設(shè)10cm厚中粗砂層，起到保護(hù)復(fù)合土工膜的作用，通過(guò)這種設(shè)計(jì)路基強(qiáng)度耐久，滿(mǎn)足使用要求。

個(gè)別段落填方高度達(dá)到26m，且多位于溝谷，濕陷性土層沉積較厚，此處不適宜按上述方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用基底強(qiáng)夯+路堤堤身重夯加固的設(shè)計(jì)方案，強(qiáng)夯夯擊能選用2000KN.m，重夯夯擊能500KN.m。強(qiáng)夯是借助重錘由某一高度自由落下后產(chǎn)生的沖擊能使得土體內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)重新排列，土體孔隙減少，變得更加密實(shí)，從而也就沒(méi)有了濕陷性。高填方路基由于填料的選用及填筑高度等綜合影響，路堤會(huì)有壓縮變形，為盡可能減少這種影響，設(shè)計(jì)每填筑4m高度，對(duì)路基進(jìn)行重夯補(bǔ)強(qiáng)，通過(guò)建成后對(duì)該段路堤的監(jiān)測(cè)，基本上達(dá)到了預(yù)期的處治目的。對(duì)于填筑高度10m～20m之間的路堤，采用強(qiáng)夯路基基底，路堤堤身不再補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)。填筑高度不足10m的路堤，考慮該地區(qū)降雨量及水流分布，并非經(jīng)常受水浸泡，依據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》，按濕陷等級(jí)Ⅰ、Ⅱ的不同，分別采用基底換填3%石灰土，深度分別為1.2m、2.2m的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)工后的觀測(cè)，這兩種設(shè)計(jì)方案能夠保證路基基底的穩(wěn)定。

三、橋梁、涵洞結(jié)構(gòu)物濕陷性地基

本項(xiàng)目橋梁在濕陷性路段內(nèi)橋臺(tái)均設(shè)計(jì)樁式基礎(chǔ)，濕陷性路段內(nèi)蓋板涵洞基礎(chǔ)底部采用挖除基底原狀土后換填4%石灰土。

四、施工質(zhì)量控制

黃土既作為路基的地基，又可以作為填料使用，要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求及規(guī)范進(jìn)行路基施工，用作路基填料時(shí)，要根據(jù)其物理性質(zhì)及使用部位，合理確定。對(duì)于石灰改良的細(xì)粒土，由于初期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，要尤其重視養(yǎng)護(hù)以使其強(qiáng)度得到保障，當(dāng)天攤鋪后當(dāng)天碾壓成活，并及時(shí)濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)，直至上部結(jié)構(gòu)施工。氣溫低于5℃時(shí)強(qiáng)度幾乎不增長(zhǎng)，故嚴(yán)禁在低于5℃時(shí)施工。壓實(shí)質(zhì)量的檢驗(yàn)通過(guò)壓實(shí)度及7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)，其標(biāo)準(zhǔn)不低于《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》 JTG F80/1-2017中相關(guān)規(guī)定，石灰土應(yīng)采用集中拌合的方式生產(chǎn)，禁止采用路拌的方式拌合。

施工過(guò)程中要做好排水設(shè)施，做到永久和臨時(shí)排水設(shè)施結(jié)合良好，挖方邊坡開(kāi)挖后及時(shí)施作坡頂截水溝、邊溝，填方路基施工時(shí)，要先開(kāi)挖臨時(shí)排水溝，避免雨水浸泡基底，造成濕陷從而影響路基穩(wěn)定。

五、總結(jié)

濕陷性黃土在中西部地區(qū)分布較廣，公路建設(shè)中特別是在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)特殊巖土中濕陷性黃土地基足夠的重視非常關(guān)鍵，前期要重分做好濕陷性黃土性質(zhì)的調(diào)查、研究。瞻望將來(lái)，會(huì)有更多實(shí)用、有效的設(shè)計(jì)理念來(lái)治理。

參考文獻(xiàn)：

[1]《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTG D30-2015

[2]《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》釋義手冊(cè) JTG D30-2015

[3]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》 JGJ 79-2012

作者簡(jiǎn)介：姓名：樊軍，性別：男，名族：土族，籍貫：陜西省西安市，出生年月：1985年4月29日，學(xué)歷：全日制本科學(xué)歷，職稱(chēng)：工程師，研究方向：公路及交通安全工程設(shè)計(jì)。