浅谈湿陷性黄土路基处理技术

张丽

【摘要】通过了解湿陷性黄土的工程特性，简要分析湿陷性黄土路基沉陷机理，提出处理湿陷性黄土路基的几种方法，对类似路基工程的施工具有一定的指导意义。

【关键词】湿陷性黄土；工程特性；处理技术

引言

在中国，湿陷性黄土广泛分布于东北、西北、华中和华东部分地区[1]。在这些地区建设铁路必须要考虑，由于路基地基湿陷引发的沉降对铁路建设过程中可能造成的危害，选择适当的路面地基处理方法，消除地基湿陷或因少量湿陷所造成的危害。我们可根据湿陷性黄土的特点和实际工程质量技术要求，采取以路面地基处理为主的综合处理措施，防止路面地基湿陷，保证铁路的安全与正常使用，做到技术先进，经济合理。

1.概述

黄土是一种以粉粒为主 ，具有大孔隙、 天然含水量小、 呈黄红色， 富含碳酸钙成分的粘质土 。黄土的湿陷性是指黄土浸水后在外荷载或土自重的作用下发生的下沉现象。湿陷性黄土又可分为自重湿陷和非自重湿陷两类 ，自重湿陷是指土层浸水后仅仅由于土的自重发生的湿陷；非自重湿陷是指土层浸水后 ，由于自重及附加压力的共同作用而发生的湿陷。因此，对于兰新线的施工建设及日常保养， 湿陷性黄土地基处理尤为重要 。黄土的湿陷性可根据在室内由一定压力下的压缩试验所测定的湿陷系数8 . 值判定。当湿陷系数8 . 小于 0. 015 时 ， 定为非湿陷性黄土； 否则， 定为湿陷性黄土。湿陷性黄土的湿陷程度， 可根据湿陷系数值的大小分为三种：当0. 015≤0.08 ≤O. 03时， 湿陷性较微；当 0. 03< 0.08 ≤O. 07 时 ， 湿陷性 中等 ；当 0.08. >0. 0 7 时 ， 湿陷性强烈。

2湿陷性黄土路基处理

2.1换填土

将基底以下湿陷性土层全部挖除或挖至预计的深度，然后分层夯填灰土、素土或砂石。夯填厚度约为1m～3m，湿陷黄土路基常采用该方法处理。换填土用于置换基础以下适当范围内的湿陷性土层，以降低路基的湿陷量，此外，换填土还可视为地基的防水层，能减少路基以下天然黄土层的浸水机率，同时，施工简易，效果显著，是一种比较常用的路面地基浅层湿陷性处理法，实际工程中经常采用2：8灰土或3：7处理路面地基，灰土中的石灰遇水后通过化学反应可形成不溶性的CaCO3层从而起到防水层的作用，经这种方法处理的灰土垫层的地基承载力可达到250kPa，素土垫层可达180kPa。

2.2强夯法

强夯法一般通过8t～20t的重锤和8m～20m的落距，对地基土施加很大的冲击能，在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少可能出现的不均匀沉降。

2.3挤密法在处理湿陷性黄土路基时，通常采用灰土挤密桩。灰土挤密桩属于一种柔性桩复合地基，它是通过夯实的桩身和挤密的桩间土提高地基强度，又通过桩间土的挤密达到消除湿陷性的目的，是湿陷性黄土地区重要的地基处理方法之一。在路面施工过程中，根据设计方案，先挤土成孔，然后向桩孔内分层夯填灰土至设计标高，以达到设计标准。最后通过在成孔或桩体夯实过程中所形成的横向挤压作用，挤密桩间土体，从而促进复合地基的形成，共同承受基础的上部荷载。

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灰土挤密桩一般适用于处理地下水位以上或含水量范围在14%～22%的湿陷性黄土路基。灰土通常采用3：7灰土；桩孔处理深度一般不小于3m，处理深度过小就会不经济，在路基施工中，桩孔处理深度可达12m～15m；处理宽度应大于基础宽度；桩径一般采用300mm～600mm，桩径过小，则需增加桩数来满足承载力，从而增加打桩和回填工作量，过大则会使桩间土挤密度不够；桩距需通过试验和计算来确定；桩孔按正三角形或梅花形布置，桩间土挤密后3个孔之间土的平均挤密系数不应小于0.93。

2.4化学加固法

化学加固多用于湿陷事故处理。是利用某些化学溶液注入地基土中，通过化学反应生成胶凝物质或使土颗粒表面活化，在接触处胶结固化，以增强土颗粒间的连结，提高土体的力学强度的方法。化学加固法主要有硅化加固法、碱液加固法、电化学加固法和高分子化学加固法，前两种比较常见。

2.4.1硅化加固法

通过打入带孔的金属灌注管，在一定的压力下，将Na2SiO3溶液注入土中；或将Na2SiO3及CaCl2两种溶液先后分别注入土中。又称单液硅化和双液硅化。单液硅化适用于加固渗透系数为 0.1m/日～2m/日的湿陷性黄土，将10%～15%的Na2SiO3溶液掺入2.5% NaCl2溶液中，将混合溶液注入土中，在土粒间及其表面形成硅酸凝胶，可以使黄土的无侧限极限抗压强度达到0.6 MPa～0.8 MPa。双液硅化适用于砂性土。

2.4.2碱液加固法

碱液对土的加固作用不同于其他的化学加固方法，它不是从溶液本身析出胶凝物质，而是碱液与土发生化学反应后，使土颗粒表面活化，自行胶结，从而增强土的力学强度及其水稳定性。为了促进反应过程，可将溶液温度升高至80°C～100°C再注入土中。加固湿陷性黄土路面地基时，一般使溶液通过灌注孔自行渗入土中。黄土中的钙、镁离子含量較高，采用单液即能获得较好的加固效果。

3结语

以上介绍的处理方法在已建成的诸多铁路干线如 兰（ 州） 武（ 威） 增建二线等铁路中应用， 运营后效果良好。工程中处理湿陷性黄土的方法很多，除上述介绍的几种常用方法外， 还有预浸水法等， 各种方法除了单独运用外还可以多种方法结合使用 。 各种处理方法原则上处理机理基本相同 ， 都是降低湿陷性黄土的含水量、 提高其密实度、 最终达到提高黄土承载力、 减小沉降、 以便于满足现代化交通土木工程的设计使用要求。

参考文献：

[1]薛新建.浅谈湿陷性黄土地基的处理[J].中国西部科技2010（35） 42-43.

[2]麻林.黄土地层中水工隧洞衬砌结构计算研究[D].兰州：甘肃农业大学，2009.

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