湿陷性黄土路基的处理方法

层搅 拌法 的 固化 材 料 有水 泥 、 灰 等 。其 加 固机理 石
是将水 泥掺 人黏 土后 ， 黏 土 中 的水 分 发生 水解 和 与 水化 反应 ， 进而与 具有 一 定 活性 的黏 土颗 粒 反 应生
性， 减轻 或避免 了路 基 因附加压 力产生 的湿 陷 ， 以 可
使 路基 的 自重 湿陷表 现不 出来 。
给工程 建设 和安全 运营 带来严重 影 响 ， 因此 ， 研究 湿
稳定性胶结力和摩阻力的超载 ， 所导致 的土体结构
破 坏 ， 是黄 土湿 陷性 的外 因 。 则
陷性黄 土路基 的工程 处理方 法 十分必要 。
１ 湿 陷性黄土的工程特性及原 因分析
典 型黄 土一般 呈 黄 色 或黄 褐 色 ， 土含 量 常 占 粉 ６ ％ 以上 ， 有大 量 的碳 酸 盐 、 ０ 含 硫酸 盐 等可 溶 盐类 ，
进水 者 ， 采 取 相应 的措 施 （ 晾 晒等 ） 严 格 控 制 要 如 ，
灰土 （ 素 土 ） 或 的最 佳 含 水 量 ， 接 近 最 佳 含 水 量 对 时， 宁小勿 大 ， 大 时土 体 强 度则 显 著 下降 ， 偏 变形 明
显增 大 。
行 施工 ， 般 需 要 Ｉ ， 且 上 部 ４—５ 土 体 自重 一 ａ而 ｍ 小 ， 足 以消 除 湿 陷 ， 采 取 其 他 处 理 措 施 ， 已 不 需 在 建 工程 附近 又有 可 能形 成地 下 陷穴 的地 段 不 宜采
２ １ 灰土 和素土 垫层 法 ．
混合 搅 拌 法 包 括 高 压 喷 射 法 和 深 层搅 拌 法 两
种， 前者 是利 用高 压射水切 削路基 土 ， 过注 浆管喷 通
出浆液 ， 就地将 土 和浆 液进行 搅拌 混合 ， 成一 种加 形 固路基 土 的新方 法 ； 者通 过特制 的深层 搅拌 机械 ， 后
天然孔 隙 比在 １０左 右 ， 眼可见 大 孔 隙 。在 自重 ． 肉 压力或 自重 压力 与 附加 压力 共 同作 用 下 ， 水 浸 湿 受 后土 的结构迅 速破 坏而 发生显著 附加 下沉 。
根据 黄 土湿 陷 的结 构理 论 ， 土 的微 结构 特 征 黄
图 １ ｓ ０ ４ ２０路 基水 毁 ２ ６１ ８４ ３ ＜ －
用 这种 方 法 。
（） ３ 垫层处理 的宽度 要达到规 范要求 ， 碾压 设
备 要充分 碾压 到位 。
３ 湿 陷性 路基 处 理 中需 要 注意 的 问题
１ 技术 交 底 与质量 监 理 。在路 基 处理 开 始 前 ， ）
（ ） 工 中碾 压 分层 的厚 度 不宜 大 于 ３ｅ ， ４施 ０ｒ 每 ａ 层夯 压遍 数不少 于 ４遍 ， 逐层检 测压实度 ， 到设 并 达
陷的原 因虽然 非常 复 杂 ， 可归 纳 为 内部 和外 部 两 但 种 因素 。 内因是黄 土 的骨架 颗粒形 态 、 列方 式 、 排 孔
隙特征 和颗粒胶 结 形 式 等显 微结 构特 征 ； 土体 中 而
的吸力 和非水 稳定性 胶结力 的破 坏及 由此 引起 的水
有 突发性 ， 程 上 难 以准 确预 测 其 沉 （ ） 工 塌 陷部 位 ，
第 ７期
靳 毅旗 等 ： 陷性 黄土路 基 的处理 方法 湿
时 ， 采用 强夯法 。 宜
ｌ９ ２
２ 湿 陷 性 黄土 路 基 的处 理方 法
湿 陷性 黄土 地基 应 采 取拦 截 、 除地 表水 的措 排
２ ３ 挤 密 法 ．
挤 密法 又称深层 捣实法 ， 一种人 工复合 路基 ， 是
属于深层加固路基的一种方法。它利用沉管的方法 在 路基 中形成 桩孔 ， 过 在桩 孔 内填 夯灰 土 、 土 、 通 素 粉 煤灰 、 泥石 灰 等 材料 来 挤 密 加 固路 基 。该类 桩 水
可 以土治 土 、 就地 取材 、 工期 较短 、 费用较低 ， 对湿 陷
性黄 土可 以消 除浅层 和深层 部 分 或 全部 湿 陷 性 ， 在
加压力 等于 ０ ２ ． ５倍 土 的 自重压 力处 ， 土垫 层 的厚 但 度 不应小 于 １ ｍ。 （ ） 于 路基 土 的含 水 量 较 大 ， 曾 局 部 基坑 ２对 或
般 适 用于 湿 陷性 土厚 度 大 于 ｌ ｍ、 Ｏ 自重湿 陷
量 大 于 ５ ｃ 的 场 地 ， 来 消 除 土 的 自重 湿 陷 性 ， ０ｍ 用 这种 方 法 可 消 除 地 面 以下 ６ 全 部 上 层 的 湿 陷 。 ｍ 此方 法 需 要 一 定 的 浸 水 时 问 和 停 水 时 间 ， 能 进 才
熟、 碎。 粉
木出 后， 结合 水， 杀菌 预防 病害。 ２ 造林 技 术 土 要 喷 喷洒 剂， 苗木
性 黄土 。试验 研究 发现 ， 土样浸水 湿 陷后 ， 集粒 粘结
物 的软 化 、 溶解 及 颗 粒之 间连接 的软 化 、 破坏 ， 弱 削 了土颗 粒连接 的总 强度 ， 黄土 颗粒分 散化 ， 在土 使 并
中剪应 力 的作 用下 ， 滑落 到 土体 中 的大 、 中孔 隙 内 ， 使 土体 结构 急速崩 溃 造 成湿 陷 ， 及公 路 路 基 的整 危 体 性 和稳定性 ， 图 １２所 示 。可见 ， 黄土产生 湿 如 、 使
计规 范要 求 ， 分段 翻夯 时 ， 上下 层施 工 缝应 错 开 ０ ５ ．
～
应 对施工 人员 进行 技术 交 底 ， 明 路基 处 理 方法 的 讲 原理、 技术 标 准和质量 要求 。施 工处 理 要有人跟班 ， 负责 质量监 理 。 ２ 做好监 测工 作 。在路 基 处 理施 工 过 程 中 ， ） 应 有计划 地进行 监测 工 作 ， 据测 试 数 据来 指 导下 一 根 个 阶 段路基 处理工作 ， 高技术 水平 。 提 ３ 处 理效 果检 验 。在 路 基 处 理施 工 完成 后 ， ） 经 必 要 的间隔 时间 ， 用 多 种手 段 检 验路 基 处 理 的效 采 果 。 同一地 点 ， 路 基 处理 前 后 定量 指 标发 生 的变 用
生显 著 的变形 ， 程 性 质变 差 。湿 陷 性 黄土 的变形 工 包括 压缩 变 形 和 湿 陷 变 形 两 种 ¨ 。在 湿 陷性 黄 土 地 区路基 的施 工设 计 中 ， 了道 路 的 安全 和正 常使 为 用 ， 往需要 采取 路 基 处理 措 施 。黄 土 湿 陷是个 复 往 杂 的地质 、 物理 化 学 过 程 ， 其 湿 陷性 的原 因 和 机 对 理， 国内外学 者有 多种假 说 ， 但至 今 尚无 公认 的理论 能够解 释 所 有 的湿 陷 现 象 及 其 本 质 。在 工 程 建 设 中 ， 常会形 成深度 不 同、 态各 异 的暗穴 、 经 形 陷穴 ， 造 成公 路路基 不均匀沉 降 、 开裂 、 陷 、 塌 边坡 破坏 、 台 桥 失稳 等一 系列工程 地 质 问题 和灾 害 ， 且这 类 破坏 具
用 垫层法 处理湿 陷性 黄土 时应注 意 ：
成不溶 于水 的稳定 结 晶 化合 物 ， 些 新 生成 的化 合 这 物在水 中或空 气 中发 生凝 硬 反 应 ， 使水 泥有 一定 的 强 度 ， 而使路 基土达 到承 载力 的要求 。 从
２ ５ 预浸 水法 ．
一
（） １ 土垫层 的厚 度 受 湿 陷起 始 压 力 控 制 ， 满 应 足 土垫层厚 度能使 其湿 陷起 始压力 等于 或超过 该土 层 的 自重压 力和 附加 压 力 之 和 ； 若湿 陷起始 压力 无 法 计算 ， 土垫层 的厚 度 可 采用 压 缩 层 的厚 度 即附 则
我 国西北 、 华北地 区应用 广泛 。
２ ４ 混合搅 拌法 ．
表 水下 渗 的措 施外 ， 可根 据 湿 陷性 黄 土 工程 特 性 和
工 程要求 ， 因地 制宜 的采取 灰土 和素土 垫层法 、 夯 强 法、 挤密法 、 冲击 压 路 、 合搅 拌 法 等措 施 对 地 基进 混 行处 理 。此外 ， 目前高 速公 路用 冲击 压路 机 （ 派 ） 蓝 压实 也是一 种处理 一般 湿 陷性黄 士的方 法 。
将基底 以下 湿陷性 土层 全部挖 除或 挖至预 计 的
在路基 深部将 黏土 和水 泥 浆 强 制拌 和 ， 软 黏土 硬 使
结成 具有 整体性 、 水稳 性 和 足够 强 度 的路 基 土 。深
深度 ， 后 以灰 土或 素 土 分层 回填 夯 实 。垫层 厚 度 然
一
般 为 １０～３ Ｏ ． ． ｍ。它 消 除 了 垫 层 范 围 内 的 湿 陷
化 加 以说 明 。 （ 下转 第 １ １页） ６
１Ｏ 。 ．ｍ
２ ２ 强夯法 ．
夯实法早在 ２０ ００年前就已采用， 从古老的小能 量 夯实 发展到 重锤 夯 实 ， 实 深 度越 来 越 大 。近年 夯
来 强夯 的 出现 ， 突破 了原来 的夯实 机理 ， 在工程 实践 中取得 了较好 的效 果 。在 黄 土 湿 陷性 地 区 ， 当要 求
溃散 ， 颗粒 发生新 的配位 和排 列 ， 生湿 陷 变形 ； 发 当
黄土 骨架颗 粒 间连接 为 非 架空 的镶嵌 排 列 ， 粒 间 颗 连接 的刚度 和强度 均ห้องสมุดไป่ตู้好 ， 架结构稳 定 ， 荷载 和 骨 在 水 作用 下只有 压密 变形 ， 陷变形 不显 著 ， 湿 即非 湿陷
湿后 ， 土体 的结构迅 速破 坏 ， 抗剪 强度 随之 衰减并 发
是黄 土 中的粘胶微 粒 和碳酸钙凝 成 的集粒 和微碎 屑 矿物 共 同组 成 的许 多架 空 结 构 和孔 隙 ， 粒状 架 空 结 构是 骨架颗 粒之 间直 接 接触 ， 粒 问 的 连接 刚 度 和 颗 强度 均较小 ， 在力 荷载 和水 荷 载作 用 下 发生 变形 和
图 ２ ￥ ０ ８＋１０路 基 边 坡 陷 穴 ３２Ｋ ０
黄土湿陷性的机理出发 ， 分析了工程中常用 的几种黄土路基 的处理 方法 ， 为黄土地区公路工程建设 提供了参考和依
据。
关键词 ： 道路工程 ； 路基 ； 湿陷性黄土 ； 处理方法
中图 分 类 号 ：４ ９ ４ １ １． ５
在我 国西北 地 区 ， 由于生态 环境 脆弱 ， 年平均 降 水 量小 ， 土流 失严 重 ， 之 黄土 具 有 疏松 、 孔 隙 水 加 大 发育 、 固结程度 差 、 承载 力低 ， 水有 敏感 性 ， 对 受水 浸
消除湿 陷性 的黄 土层厚 度 为 ｌ～ ｍ 时 ， 采用 重 锤 ２ 宜
夯实法 ； 要 求 消 除 湿 陷 性 的 土层 厚 度 为 ３ ６ 当 ｍ
第 ７期
王 军强 ： 白皮 松在小 陇 山林 区的育 苗和造 林技术
ｌ１ ６
面不起泥 即可点播 ， 容器袋 点播 ２～ 粒 种子 ， 每个 ３ 播
施， 防止地表水下渗 ， 减少地基地层湿陷下沉。其地
下排水 构造 物 与地 面排 水沟 渠必须 采取 防渗措施 。 若 地 基 土层 有 强湿 陷 性或 较 高 的压 缩性 ， 容 且 许 承载 力低 于路堤 自重 力 时 ， 考 虑 地 基在 路 堤 自 应 重 和 活载作用 下所产 生 的压缩 下沉 。除采用 防止 地
第２ ７卷 第 ７期 ２ １ 年 ４月 ０１
甘肃科 技
Ｇａ ｓ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｏ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈｎ ｌ
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湿 陷 性 黄 土 路 基 的 处 理 方 法
靳毅旗‘杨星波 王 ， ， 萌
（． １ 西安市市政建设开发公 司 ， 陕西 西安 ７０ ７ ；． １０７ ２ 西安 市市政设施管理局 陕西 西安 ７０ １ ； １０６ ３ ．长安大学 公路学院 ， 陕西 西安 ７ ０６ ） １０ ４ 摘 要： 湿陷性黄土具有在 自重压力或一定附加压力下遇水湿陷变形的特性 。针对 湿陷性黄土 的这一工程 特点 ， 从