談濕陷性黃土路基病害及處理策略研究

杜 月 林

(山西省公路局忻州分局,山西 忻州 034000)

濕陷性黃土是一種有特殊性的巖石，在氣候較為干燥的情況之下?lián)碛邢鄬?duì)的高強(qiáng)度與低壓縮性，在自重作用下碰見(jiàn)水有一定的外力或強(qiáng)度突然下降。它廣泛分布在甘肅，寧夏，陜西和山西等黃土高原上面。濕陷性黃土在公路工程中的工程危害主要是水接觸后不均勻沉降造成的，造成公路路面大面積開(kāi)裂和下沉。這導(dǎo)致其他二級(jí)道路疾病，進(jìn)一步加劇了黃土地基的濕陷性并造成惡性循環(huán)。因此，本文指出了黃土路基的幾種病害，并提出了病害處理的方法。

1 黃土公路路基的病害

1.1 勾縫脫落

砂漿接縫處于雨水地表徑流的作用下，砂漿被沖走，水泥混凝土預(yù)制塊或(塊)石接縫暴露出來(lái)。坡面降雨集中清洗，侵蝕效果加劇，形成坡面溝壑侵蝕，使路面填充的水流失去水或雨水滲入基體。降低路基的強(qiáng)度，甚至形成路基陷阱，使磚石空置。

1.2 裂縫

通常有兩種類(lèi)型的斜坡防護(hù)裂縫：一個(gè)是斜坡頂部有錯(cuò)誤平臺(tái)的裂縫，主要是由于路基不均勻沉降造成的;另一個(gè)是斜坡上有錯(cuò)誤坡度的裂縫。根據(jù)嚴(yán)重程度，擋土墻有兩種類(lèi)型的裂縫：貫通裂縫和未貫通裂縫。當(dāng)發(fā)生穿透裂縫時(shí)，墻壁可能會(huì)破裂，并且支撐可能已經(jīng)丟失。

1.3 表面破損

表面損傷主要是指砌筑(塊)石塊或預(yù)制砌塊松動(dòng)，砂漿脫落。雨水沖刷并滲透，導(dǎo)致大面積損失，排泄和剝落，減少或失去支撐保護(hù)。

1.4 墻體回填下沉變形和黃土圈閉

形成斜坡回填和擋土墻回填的沉降和變形是一種常見(jiàn)的嚴(yán)重疾病。由于黃土的濕陷性和孔隙度的特點(diǎn)，加上施工壓實(shí)不足，在墻體后排水的不利條件下，收集地表徑流，雨水滲漏，在傾斜侵蝕作用下引起黃土的濕陷變形。當(dāng)墻體的排水孔暢通時(shí)，黃土顆粒隨著向下的滲流而移動(dòng)，被水流帶走，逐漸形成黃土鉤洞，導(dǎo)致背面被清空，導(dǎo)致不穩(wěn)定。當(dāng)排水孔堵塞時(shí)，背面會(huì)積水，填料的含水量會(huì)增加，強(qiáng)度會(huì)大大減弱，并會(huì)發(fā)生下沉。嚴(yán)重的是，它會(huì)在土壤的上方造成滑溜和山體滑坡，危及駕駛安全。

1.5 泄水孔堵塞

在泥漿斜坡和擋土墻上設(shè)置合理的排水孔有利于消除回填水，降低孔隙水壓力并保持其穩(wěn)定性。但是，由于施工質(zhì)量問(wèn)題，如過(guò)濾層的不合理設(shè)置和排水孔結(jié)構(gòu)不符合設(shè)計(jì)要求等。水含量增加，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，如霜凍，坍塌。

1.6 基礎(chǔ)沖刷淘空

基本沖刷是黃土地區(qū)道路水損害的主要形式，是極其有害的。黃土地區(qū)的大雨集中，雨水被沖走?；A(chǔ)導(dǎo)致底部材料的渦旋被侵蝕，卷起并被帶走。

1.7 沉降縫、伸縮縫破損變形

沉降接頭和膨脹節(jié)的形變主要是指在施工過(guò)程中接頭未完全關(guān)閉，設(shè)計(jì)中的設(shè)定位置不合理或安裝數(shù)量不足。在自然因素和人為因素的作用下，接縫填充有顆粒狀材料，變形量不足以被擠壓或拉開(kāi)。所研究的幾條道路的大部分保護(hù)和支撐結(jié)構(gòu)都有這樣的疾病，特別是高填路堤上的結(jié)構(gòu)相對(duì)明顯且常見(jiàn)。

2 濕陷黃土路基相關(guān)防范和治理的辦法

2.1 黃土路基病害整治動(dòng)態(tài)

因?yàn)辄S土有著很大的濕陷性，會(huì)導(dǎo)致路基不均勻沉降，從而導(dǎo)致建筑物受損。為了處理現(xiàn)有建筑物中的此類(lèi)事故，必須分兩步處理路基。首先，找出使路基土壤下沉并切斷水源;其次，有必要加固已經(jīng)淹沒(méi)的路基。采用經(jīng)濟(jì)可靠的加固方法，防止路基土的坍塌變形，承載力滿足上部結(jié)構(gòu)荷載的要求。

路基軟弱有較多的相關(guān)處理方法，比如說(shuō)：改變土壤，礫石樁，噴射灌漿樁等。這些方法基本上都是在公路及鐵路路基的施工之前進(jìn)行處理。一般來(lái)說(shuō)，在鐵路路基施工之后，尤其是該道路開(kāi)通以后，出現(xiàn)路基不平整的情況，將會(huì)導(dǎo)致線路難以維持。因此，在這樣的狀態(tài)之下，是非常難以處理線路之下的薄弱路基的，特別是在黃土高原之上交通密度非常高的鐵路干線上。

2.2 劈裂壓漿法的基本原理

由于路基較長(zhǎng)，工程地質(zhì)條件不斷變化，機(jī)械和材料的條件因地區(qū)而異。因此，需要對(duì)每個(gè)特定線段進(jìn)行詳細(xì)分析?？紤]到路基條件，加工要求，工程費(fèi)用，材料，機(jī)械等，以確定合適的路基處理方法。

對(duì)于非自重濕陷黃土路基，例如，當(dāng)基礎(chǔ)路基的處理厚度達(dá)到壓縮層的下限時(shí)，或者在飽和自重時(shí)，附加壓力的總不小于該土壤層的初始坍塌壓力，可以認(rèn)為路基的所有可折疊性都已消失。對(duì)于自重濕陷性黃土路基，路基的濕陷性和可塌陷變形量與自重濕陷性土層的厚度和浸水面積有關(guān)。無(wú)論壓縮層的厚度如何，必須處理底層地板下的所有自重可折疊黃土層。

在非自重濕陷黃土路基上，Ⅰ級(jí)濕陷性黃土一般不需要路基處理。對(duì)于Ⅱ級(jí)處理厚度為1.0 m～1.5 m，如果處理厚度小于1.0 m，則可折疊性仍然會(huì)危及結(jié)構(gòu)或線路的安全性。對(duì)于Ⅲ級(jí)濕陷性黃土，處理厚度為1.0 m～2.0 m，Ⅳ級(jí)應(yīng)為2.0 m～3.0 m。另外，應(yīng)根據(jù)土層的濕陷系數(shù)，濕陷性黃土層的厚度等的分布適當(dāng)?shù)卦黾踊驕p少處理厚度。

3 處理病害的對(duì)策

3.1 增加排水設(shè)施

根據(jù)水流源和水量，病害部位在原設(shè)計(jì)中具有強(qiáng)烈的沖刷效果和排水設(shè)施不足，根據(jù)“近距離，長(zhǎng)距離傳輸”原則，增加必要的排水和排水設(shè)施，減少路基降雨侵蝕。例如，在道路斜坡頂部設(shè)置截水溝，在護(hù)坡頂部采用封閉處理，安裝排水溝，防止雨水滲漏。當(dāng)路堤坡面的地表徑流較大且流速較快時(shí)，截水帶和快速流槽可以從坡面到路基外部集中。在擋土墻上增加排水孔或盲溝，將水排出路基，防止水積聚在墻后，導(dǎo)致土壓力增加或凍脹。

3.2 再次充分夯實(shí)

當(dāng)結(jié)構(gòu)清空后，應(yīng)清理?yè)p壞部分，補(bǔ)充和壓實(shí)背面黃土，或采用灌漿工藝使結(jié)構(gòu)背面緊湊穩(wěn)定。清潔損壞部件時(shí)，應(yīng)擴(kuò)大清潔范圍;在填充筏板時(shí)，應(yīng)挖掘平臺(tái)以確保與原始斜坡緊密結(jié)合。

3.3 及時(shí)檢查修補(bǔ)

如果關(guān)節(jié)脫落，磚石松動(dòng)等疾病，應(yīng)及時(shí)采取措施，盡早修復(fù)治療或沒(méi)有嚴(yán)重發(fā)育。如果再次關(guān)閉接縫，請(qǐng)更換損壞的材料。對(duì)于裂縫，大面積破壞或喪失自身功能等嚴(yán)重疾病的發(fā)展，應(yīng)根據(jù)具體情況采取返工和返工措施，以避免進(jìn)一步威脅道路安全。裂縫應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程度進(jìn)行不同的處理。如果功能沒(méi)有完全丟失，可以用鑿子，墻體加固，支撐墻加固方法等關(guān)閉。

3.4 有效處治黃土陷穴

黃土地區(qū)黃土圈閉處理非常重要，必須采取有效措施，達(dá)到徹底治愈和預(yù)防的目的。誘捕點(diǎn)是一種現(xiàn)象，其中水的侵蝕和溶解的混合物作用于由黃土形成的暗溝和暗洞。其形成條件是內(nèi)部孔隙率和易沖刷;外因是地表水的匯集。誘捕孔對(duì)路基有害。首先，根據(jù)位置，找出水源，水量，發(fā)展方向和路基破壞程度等。并且，根據(jù)具體情況，有必要對(duì)搗固，填砂，灌漿和盲溝排水進(jìn)行處理。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)濕陷性黃土路基病害的發(fā)生原因與路基病害的相關(guān)處理辦法與策略進(jìn)行討論分析，希望可以為該類(lèi)型道路建設(shè)有一定的借鑒作用。