湿陷性黄土高填方路基沉陷原因分析与解决对策

湿陷性黄土高填方路基沉陷原因分析与解决对策

孙飞

中铁十二局集团第三工程有限公司山西太原030000

摘要：本文在湿陷性黄土高填方路基易发生沉陷的部位基础上分析了原因，探究了换填土层、筋土加固、成桩加固等有效的解决措施，并通过后期的施工实践，应用了新技术和新材料来整治基床和边坡等各种病害，从而有效消除湿陷变形，提升路基的承载力，控制路基不均匀沉降，并保护自然环境。

关键词：湿陷性黄土；高填方路基；路基沉陷

引言

一般的湿陷性黄土都是在一些气候干旱的条件下形成的，这是一种特殊性质的土，在其形成的初期，由于季节性少量的雨水，会将较为松散的粉粒黏聚起来，在经过水分的不断蒸发，从而形成以粗颗粒为主体骨架的多孔结构。湿陷性黄土会在上土层重力的作用下，或者在附加力的作用下，其下沉稳定之后，再受到水的浸湿，就会直接让整个土体的结构受到破坏，从而出现下沉的情况，直接影响路基的整体质量。不仅如此，在公路高填方路基施工完成之后，也会随着使用时间的不断增长，还有自然环境的不断变化，从而致使路基下陷、横纵向开裂等情况。

1.湿陷性黄土高填方路基易发沉陷的部位

通常湿陷性黄土高填方路基容易发生沉陷的部位，就是路基填挖的结合部，尤其是半填半挖的路基部分，最容易出现不均匀沉降，从而导致路面开裂的情况。当然之所以会出现这样的情况，主要是由于不良地基、填土材料、压实工艺等多方面的原因造成的。另外最容易发生沉陷部分的就是在冲沟填方，因为通常冲沟填方部分由于填方较高，而其纵向长度又相对较短，并且其通常都是在暗涵顶来进行填筑的，所以在实际施工过程中，通常需要进行着重性的关注。施工人员要注重严格按照相关的施工设计要求，保证压实度、填料等各项指标的科学性，避免后期自然沉降等问题的发生，在实际施工过程中最好可以采用整幅施工，这样就可以有效避免路基裂缝等问题得到产生。在其排水功能施工过程中，还要注重不论是对于临时排水问题的设计，还是整个路基的最终排水系统设置，都需要保证其通畅、完善。

2.湿陷性黄土高填方路基沉陷的解决措施

2.1换填土层法

在实际施工过程中，会运用到换填土层施工法，那这通常被使用的原因，就是由于填筑过程中的土质不太符合公路工程设计的要求，从而导致路基下沉等问题的产生，那么这就可以应用换填土层法进行施工。换填土层法顾名思义就是将原本会导致路基沉陷问题的填筑土质挖除，并更换符合相关施工要求的土质，那么在湿陷性黄土换填施工过程中，都会选用一些级配相对较高的砂砾土，或者塑性指数符合相关要求的土质。在运用这一方法施工过程中，对于回填土挖补的面积需要不断扩大，并且要按照逐层挖掘的方式，从下往上，进行逐层填筑，并碾压密实，一般压实的密度要高于原路基压实的2%左右为最佳。在重新填筑之前，还要对路基顶面进行夯实处理，对于台背填筑沉陷的段落，比如填筑透水性材料，就要进行相应的注浆施工，这样解决路基沉陷的方法会更加有效可靠。

2.2筋土加固

土工格栅通常为柔性纤维，其只能承受拉应力，在受拉力过程中会产生一个较大的伸长和蠕动，但无法承受压应力，就直接将其分布在土中的拉伸变形区，在土中将拉应力传递给格栅，让筋材作为抗拉的构件。当加筋土一旦受到荷载作用之后，土工格栅和土体之间咬合镶嵌的摩擦阻力，就会制约土体中的侧向变形。土工格栅本身有着较高的粘结固结作用，其和土体相互嵌固的效应会彰显出更好的抗拉性能，高抗拉性能会大大提升筋土的强度，从而有效提升其承受应力，缓解了地基不均匀沉降的情况。土工格室通常就是由土工合成材料组装而成的，其有着材质较轻、耐磨且强度较高等特性，其加固基床主要就是利用格室的作用和填料建立一个整体，同时改善动应力分布情况，有效增强土体的强度和刚度。

2.3成桩加固法

通常成桩加固法有粉喷桩法、灰土挤密桩法等，对于处理10m以内的路基下沉病害问题，尤其是在台背填土段，采用灰土挤密桩加固技术，是一种较为有效的施工方法。灰土挤密桩就是直接利用打桩机将钢套管打入地基土层，再将其拔出，在土中形成一个桩孔，之后在桩孔中进行分层填入石灰土，并将其夯实成为一个灰土桩。这种施工方法和夯实、碾压等竖向加密方法有着很大的不同，灰土挤密桩是对土体直接进行一个横向的加密施工。在实际施工过程中，当套管在被打入地层之后，管周地基土会受到一个较大挤压作用，从而使管周地基受到一个较大的挤压作用，并让周围土地物理性质得到一个有效的改善。当成桩后石灰土和桩间土会发生一系列的物理化学反应，从而有效提升整个土壤的密实度，湿陷性会全部或者部分消除。长临高速公路路基LJ13B标对多处湿陷性黄土段桥台台背基底进行灰土挤密桩处理，收到良好的效果。

2.4路基边坡处理

一般三维土工网垫都是以热塑树脂为原料，支撑的一种两层或两层以上的表面凹凸的网包层状结构孔网，其本身有着较大的弹性和强度。由于网孔含有一定的装土空间，其可以将一些土颗粒和草籽等物品有效的融合在一起，这样可以有效防止各种土粒和草籽的流失，从而对土壤起到一个良好的固化作用，防止土壤的流失［5］。另外土工网垫凹凸不平的表面，可以让风和水流在网垫表面产生小漩涡，从而起到一个缓冲的作用，不仅如此，土工网垫的孔型结构，还能够有效提升土体的渗透性，有利于水资源下渗，也方便植物生根发芽，更好的降低坡面的水流量。通过植物根系和土工网垫相互交织在一起，能够形成一个更加严密的保护层，可以有一定的抗冲蚀能力。

2.5压力注浆施工法

顾名思义，压力灌浆施工法就是直接利用气压或者液压等措施，将浆液注入到相应的土层中，浆液有效渗入相应的土层缝隙中，再经过各种人工施工的措施，将原本湿陷性黄土地区转变为一个个新的、承载力较强的土地。通常注浆加固类型有渗入性注浆、劈裂注浆和压密注浆这三种类型。灌浆施工主要内容有灌浆压力、浆液浓度、灌浆量等，在实际施工过程中，对于灌浆压力和浆液浓度的选择与控制是一个十分重要的问题，尤其灌浆压力的控制问题，就直接决定了施工的质量。如果施工的压力过小，那浆液就无法射流到预期范围，这样就容易产生众多的空白区，那灌浆压力一旦过大，就会直接破坏原本的路基结构，抬升整个路面，甚至还会直接冲垮边坡，从而无法实现灌浆的目的。因此在灌浆施工之前，需要先进行一个实验，通过这样的方式，了解路基的类型，再对其进行注浆施工。

结语

湿陷性黄土高填方路基本身有其不同的特点，也有其共同点，那么在实际施工过程中，紧密结合其湿陷性和高填方的特点，来处理地面、排水系统和填料等方面，并保证精确放样、科学施工，就能够解决湿陷性黄土高填方路基沉陷的问题。

参考文献

［1］尹懂懂．高原湿陷性黄土地区冲沟高填方路基施工工艺及质量控制［J］．价值工程，2017，36（35）：109-110．

［2］陈莉．高速公路高填方湿陷性黄土路基拓宽不均匀沉降处治技术研究［J］．太原城市职业技术学院学报，2016（1）：148-150．

［3］王健．高速公路高填方湿陷性黄土路基拓宽不均匀沉降处治技术［J］．河北建筑工程学院学报，2014，32（4）：11-18．

［4］孙皓，温招．高填方湿陷性黄土路基变形特性研究［J］．交通建设与管理，2014（24）：5-7．

［5］吴哲范．湿陷性黄土地段填方路基存在问题的探讨［J］．山西建筑，2009，35（6）：293-294．