濕陷性黃土地基常用的處治方法
摘要：濕陷性黃土處治一直是高速公路路基施工的一個難題，常用的處治方法有密實法、置換法、復(fù)合地基法等。
關(guān)鍵詞：高速公路，濕陷性黃土，處治
1.前言
黃土是一種含大量硫酸鹽類，肉眼能觀察到的大孔隙黃色粉狀土。黃土分兩種：一種是非濕陷性黃土，另一種是濕陷性黃土。濕陷性黃土又分為自重濕陷黃土和非自重濕陷黃土兩種。
濕陷性黃土具有的特征是：a、顆粒組成以粉粒為主，含量約占60％以上；b、天然孔隙比較大一般在1.0-1.1之間；c、天然含水量較低，飽和度在15％-20％之間；d、在未受水浸濕的狀態(tài)下，一般強度較高，結(jié)構(gòu)強度占很大比例，壓縮性較低屬欠固結(jié)。濕陷性黃土浸水后可使易溶鹽溶解，顆粒間的粘結(jié)力隨即下降，在自重或荷載作用下將發(fā)生新的變形。
隨著高速公路建設(shè)的發(fā)展，常常會遇到公路路基、小橋涵、通道由于黃土濕陷造成地基下沉或橋頭跳車，影響了營運及舒適，產(chǎn)生了不良的社會影響。為此，必須對濕陷性黃土進行處治。
2.濕陷性黃土地基的處治方法
處治濕陷性黃土地基的方法很多，一般采用的有密實法、置換法、復(fù)合地基法等再配合排水措施形成一個體系。這些方法的特點是技術(shù)可靠、經(jīng)濟適用、施工簡單、有較好的處理效果，便于掌握及推廣應(yīng)用。
2.1密實法
密實法是對非飽和的濕陷性黃土在動載沖擊荷載作用下，使土體的孔隙減少，密實度提高。地基土的承載力增加，壓縮性降低。具體有以下幾種方法。
2.1.1強夯法
強夯法是用重量約為100KN的重錘,落距10m-20m沖擊地基，使地基土壓密和振密，以加固地基土，達(dá)到提高強度、降低壓縮性的目的。
強夯法適用于要求消除濕陷性的土層厚度為3m-5m,施工前應(yīng)按設(shè)計要求在現(xiàn)場選點進行試夯。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件相同時，可在一處試夯，若有差異時，應(yīng)按地段分別進行選點試夯。用試夯的辦法確定各種濕陷程度下的強夯等級、單擊夯擊能、單位面積夯擊能、夯擊遍數(shù)、夯點間距最終夯擊下沉量、強夯加固有效深度、消除濕陷程度、基底壓實度及承載力等各項指標(biāo)，以此數(shù)據(jù)確定是否達(dá)到了設(shè)計要求的承載力、模量、有效加固影響深度，指導(dǎo)施工。若達(dá)不到時，可調(diào)整夯錘質(zhì)量、落距或夯點間距等，也可修改設(shè)計方案。對于要夯實的濕陷性黃土，其含水量宜低于塑限含水量的1％-3％，當(dāng)其含水量低于10％，宜加水至塑限含水量；當(dāng)含水量大于塑限含水量3％時，要采取措施降低含水量至塑限含水量。
強夯所產(chǎn)生的沖擊能可打破土顆粒間的連續(xù)性，破壞原來的土體結(jié)構(gòu)，改變土體中各類孔隙分布狀態(tài)及它們之間的相對含量，使土顆粒重新排列成更密實的漩渦狀結(jié)構(gòu)。隨著土的觸變性能的恢復(fù)，處于更密實狀態(tài)中的粘膠粒和結(jié)晶鹽等膠結(jié)物由于顆粒間距離的縮小，更好地發(fā)揮了他們的膠結(jié)作用，提高了土體的抗變形能力和剪切強度。強夯法處理濕陷性黃土是一種很好的方法，簡單實用，易于施工，效果良好。
2.1.2沖擊壓實法
沖擊壓實法是采用沖擊壓實機具處理濕陷性黃土地基。沖擊壓實機具由牽引車拖動靠凸輪瓣對土進行沖擊壓實，其擊實能可達(dá)2000KJ-3000KJ，追密壓實時有效壓實深度約為1.5m。沖擊壓實機對土擊實后，土的密度超出了常規(guī)壓路機的壓實效果，且使天然土在壓實過程中完成了沉降要求,具有壓實和擊實兩種功效。
沖擊式壓實機的生產(chǎn)使用源于南非，近年來國內(nèi)也開始有廠家生產(chǎn)，15KJ、25KJ、30KJ的均有，并逐步應(yīng)用于工程實踐中。
用沖擊壓實機處理淺層濕陷性黃土是十分有效的。壓實次數(shù)視具體情況而定，一般控制在20次左右為宜。
2.2置換法
置換法是將基礎(chǔ)地面下一定范圍內(nèi)的濕陷性黃土挖除，然后分層換填強度和模量相對較高的砂石、碎石、灰土、素土，并夯實至要求的密度，形成一個較好的持力層，以達(dá)到提高承載力和減少變形的目的。置換法主要適用于淺層濕陷性黃土，一般厚度不大于3m。具體有以下幾種方法。
2.2.1灰土墊層
灰土墊層是將基礎(chǔ)地面下一定范圍內(nèi)的濕陷性黃土挖去，用按一定體積配比的灰土（外摻石灰，石灰采用鈣、鎂質(zhì)II級生石灰）在最佳含水量的情況下，分層回填壓實。
采用灰土墊層施工時應(yīng)將灰土拌和均勻，控制含水量，其控制標(biāo)準(zhǔn)在最佳含水量±2％的范圍內(nèi)。
灰土墊層不僅可以消除被置換部分土的濕陷性，同時也可防止地表水滲透到地下濕陷性黃土層中，造成地基過大的沉降。
置換法施工簡單，易于掌握，適應(yīng)性強，對于淺層濕陷性黃土有較好的處理效果。
2.2.2土墊層
土墊層是指采用素土制作的墊層，在濕陷性黃土地區(qū)為消除淺層地基的濕陷性而采用。材料以粘性土為主。施工時應(yīng)使土的含水量接近于最佳含水量，一般控制在最佳含水量的±2％。土墊層要分層填筑，每層厚度應(yīng)根據(jù)夯實機具有的能量決定，一般每層厚度為15cm-20cm。土料要求過篩，有機質(zhì)含量不得超過5％。
2.2.3砂礫墊層
砂礫墊層是透水性材料，不適用于處治濕陷性黃土，易引起地下層濕陷性黃土產(chǎn)生濕陷。但在對濕陷性黃土產(chǎn)生的漏斗、洼坑進行處理時，由于其范圍較小，很難用壓實機械碾壓，故這類情況一般采用充填砂礫的方法。用小型機械夯實或人工夯實，但需在表面做50cm-100cm的灰土封層,以防止地表水滲入。該方法用于局部處理是很好的，但必須要做好防水層，才能保證不再產(chǎn)生濕陷。
2.3復(fù)合地基法
復(fù)合地基法是在天然地基中設(shè)置一定比例的增強體（樁體），使樁土共同承擔(dān)荷載，并具
有密實法和置換法的效應(yīng)。具體采用以下方法。
2.3.1高壓旋噴注漿法
高壓旋噴注漿法，是利用鉆機把帶有噴嘴的灌漿管鉆進至土層預(yù)定深度后，以20Mpa-40Mpa
的壓力把漿液或水從噴嘴中噴射出來，形成噴射流沖擊破壞土層，當(dāng)能量大、速度快、脈動狀的射流動壓力大于土層結(jié)構(gòu)強度時，土顆粒便從土層中剝落下來，一部分細(xì)顆粒隨漿液或水冒出地面，其余土顆粒在射流的沖擊力、離心力和重力等作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質(zhì)量大小有規(guī)律地重新排列。漿液凝固后，便在土層中形成一個固體。固體與土體共同承擔(dān)荷載，形成復(fù)合地基，可達(dá)到提高地基的抗剪強度，改善土的變形性質(zhì)，使土體在上部附加應(yīng)力的作用下，不產(chǎn)生破壞或過大的變形。
