探析湿陷性黄土路基病害成因及处理策略研究

郭德贵

兰州市市政工程服务中心

1 引言

湿陷性黄土路基是一种具有特殊性质的岩石，在气候较为干燥的情况下，拥有高强度与低压缩性，在自然情况下遇到水能够降低外力与强度。湿陷性黄土路基在我国主要分布在甘肃、宁夏、山西、陕西等区域，在公路建设的过程中主要原因就是在建设的过程中会与水发生反应，从而造成了不均匀的沉降，这对于公路的路面来说是一种较大面积的影响与病害。

2 黄土公路路基的病害

2.1 勾缝脱落

砂浆接缝处于雨水地面径流的作用位置，由于砂浆被雨水冲走，因此水泥混凝土预制块将会直接暴露出来。如果坡面降雨量较大，将会导致侵蚀效果提升，这对于坡面来说容易造成侵蚀效果加剧，导致路面填充的水流渗入湿陷性黄土路基。这种影响将会导致路基的强度下降，甚至长久发展下去将会形成路基陷阱，导致砖石空置。

2.2 裂缝

一般来说湿陷性黄土路基造成的裂缝有两种类型，首先是斜坡顶部有错误平台的裂缝，这种裂缝出现的原因主要是由于路基在发展的过程中出现了沉降不均匀。其次是斜坡上出现了错误坡度的裂缝，这两种裂缝对于路基都会造成严重的影响。而对于挡土墙来说，对于裂缝的区分需要根据严重程度来进行划分，分为贯通裂缝与未贯通裂缝。如果在实际使用的过程中出现了贯通裂缝，那么表示挡土墙可能已经濒临破裂，这也代表挡土墙可能失去了支撑功能。

2.3 表面破损

所谓的表面破损是指在砌筑石块或者预制石块的过程中出现了松动现象，造成砂浆脱落。此时雨水将会冲刷墙面并且进行渗透，这对于地基来说会造成大量的流失，进而失去了支撑保护。

2.4 墙体回填下沉

对于斜坡回填和挡土墙回填的沉降与变形是一种较为常见的病害，由于湿陷性黄土路基自身带有的湿陷性与孔隙度特点，再加上在施工的过程中往往压实不足，这就会导致出现黄土变形。未来在实际施工的过程中由于墙体后排水条件较为不利，因此地面径流、雨水渗漏在发展的过程中都会对黄土造成侵蚀，进而形成变形现象。当挡土墙上的排水孔畅通时，黄土颗粒将会跟随着向下的渗流而不断地引动，形成水流与黄土共同流动的现象，这就会形成黄土沟洞。黄土沟洞形成之后将会导致挡土墙的背面被清空，降低墙体的稳定性。如果排水孔堵住，将会导致挡土墙背面积水，填料含水量也会随之提升，这降低了整体强度，也埋下了下沉的风险。在严重的情况下，填料含水量的提升将会在土壤上方形成滑溜与山体滑坡，这对于驾驶安全有着严重的影响。

2.5 泄水孔堵塞

在泥浆斜坡和挡土墙上设置排水孔有助于清除回填水，保证孔隙内部的水压能够时刻保持稳定。但是在实际施工的过程中由于施工质量不佳，例如过滤层的设置布局不合理，抑或者使用过程中排水孔的结构不符合实际规定与设计要求等。这些都会导致含水量增加，进而形成霜冻与坍塌。

2.6 基础冲刷淘空

基本冲刷是在湿陷性黄土路基施工或者使用过程中造成水损害的主要形式，是一种较为严重的损害方式。由于黄土地区的大雨较为集中，因此降水量也较高，因此雨水会不断冲刷底部材料，导致建设过程中的黄土地基不断地被卷起带走。

2.7 沉降缝、伸缩缝破损变形

沉降接头和膨胀节的形变主要是在施工的过程中由于接头没有完全关闭所形成的，在设计的过程中，由于设计位置的不合理和安装数量的不充足导致这种情况较为常见。在自然因素与人为因素的双重影响下，接缝填充的颗粒状材料变形量不足以至于被雨水冲走。在湿陷性黄土路基上建造的道路大部分的保护与支撑结构都有着这样的病害，尤其是一些高填路堤上的结构更加常见且明显。

3 湿陷性黄土路基相关防范和治理办法

3.1 黄土路基病害动态整治

由于黄土自身存在着有较大的湿陷性，因此在使用湿陷性黄土路基的过程中，往往会出现较多的不均匀沉降现象，这会导致道路或者建筑物受到影响。为了避免再次出现这样的事故并且对这样的事故进行处理，需要将处理方式分为两步。首先需要找出路基土壤下沉的原因并且切断水源。其次需要对当下已经被淹没的路基进行加固与处理，保证承载力能够符合相应的结构荷载需求。

一般来说路基软弱有很多的处理方法，例如：改变土壤结构、设立石桩、喷射灌浆桩等。这些方法在使用的过程中一般都是在施工之前进行使用，提前保证质量。而如果在公路通车之后出现这样的情况，路基的不规则沉降将会导致车辆难以通行，并且极难进行处理。在未来的发展过程中，需要处理线路之下的薄弱路基，保证在黄土高原的条件下建立更加可靠的路基。

3.2 劈裂压浆法的基本原则

由于在使用的过程中路基长度较长，建设的过程中随着路段的不断变化，工程地质条件也在不断地进行变化，因此机械与材料的条件各不相同。因此，在未来建设的过程中需要根据路段的不同进行分析，选择不同的施工条件。施工的过程中往往需要关注路基条件、加工要求、工程费用、材料、机械等方面，从而确定出更好的路基处理方法。

这种方法对于非自重湿陷性黄土路基，需要根据实际情况进行分析，并且选择合适的处理方式。例如基础路基在使用的过程中，如果基础路基的处理厚度达到了压缩层的下限，抑或者在使用的过程中达到了饱和自重。经过分析之后可以发现，这种情况下需要保证附加压力能够始终大于或者等于该土壤层的初始坍塌压力。当达到了这种要求时，在某种角度上来讲可以认为路基可折叠性已经消失。对于自重湿陷性黄土路基来说，路基在使用过程中的湿陷性与可坍塌变形量与自重湿陷性土层的厚度和浸水面积有关。无论压缩层的厚度达到了什么样的数据，都需要始终关注在使用的过程中底层地板下的所有自重可折叠黄土层。

在非自重湿陷性黄土路基上，一级湿陷性黄土路基一般不需要进行额外处理。二级湿陷性黄土路基则是在使用的过程中需要进行一米到一米五之间的处理厚度，如果处理厚度不足这个数值，将会导致可折叠性黄土依旧对结构以及线路造成严重的安全影响。对于三级湿陷性黄土路基来说，在处理的过程中需要保证处理厚度最小不得小于一米，最大为两米，原因与上文二级湿陷性黄土路基相同。对于四级湿陷性黄土路基来说，处理过程中厚度需要保持在两米到三米之间。除此之外，在实际处理的过程中需要根据土层的湿陷系数来进行分析，根据湿陷性黄土的厚度来进行处理，主要的方式是降低厚度或者提升厚度。

4 处理病害的对策

4.1 增加排水设施

在实际施工的过程中需要根据水流量以及水流源头的位置进行分析，一般来说病害部位在设计的过程中由于具有强大的冲刷性与水流量，因此往往发生在排水措施较少的位置。根据长距离传输与近距离传输的原则进行分析之后可以发现，未来使用必要的排水设施与排水方法，能够有效地降低路基被雨水冲刷的情况。例如，在道路建设的过程中在道路的斜坡顶部位置设置截水沟，在护坡的顶部使用封闭式管理，安装排水沟，这能够避免出现雨水渗漏的现象。一旦路堤坡面的地表径流较大并且流速较快，需要将截水带和快速流槽转移到路基外部进行集中。在挡土墙上安装排水孔和盲沟的过程中，需要将水排出路基，避免水堆积在挡土墙后方，导致挡土墙工作压力提升。

4.2 再次充分夯实

在结构清空之后，需要对损坏部分进行清理，将背面黄土损失部分进行补充，同时进行压实。在工作的过程中可以使用灌浆技术来将结构背面的构造逐步转向为稳定。在对损坏部件进行清理的过程中需要扩大清理范围，保证清理能够达到精确的效果。在填充阀板时，需要注意挖掘平台需要始终保持与原始斜坡的稳定结合。

4.3 及时检查修补

如果在挡土墙填充的过程中出现了关节脱落、砖石松动等情况，需要采用相应的措施来进行修复与补充。如果在使用的过程中需要将接缝进行关闭，这要求工作人员能够将已经损坏的材料进行更换与补充。对于墙体上出现的裂缝，在实际治理的过程中如果对于挡土墙造成了大面积的破坏或者对于功能的大面积损失，需要及时的组织人手进行返工，保护道路使用安全。对于裂缝，工作人员需要根据实际情况进行加固处理，如果功能没有完全丢失，需要工作人员使用凿子对墙体进行加固，保证墙体的整体支撑性能。

4.4 有效处治黄土陷穴

在黄土地区进行施工的过程中，需要重视黄土圈闭处理措施，采用有效地措施能够达到更好的治愈目的与预防水平。例如对于诱捕点的处理，所谓的诱捕点是指伴随着水流的侵蚀与溶解，水在黄土中形成的暗沟与暗洞，对于黄土地基有着较为严重的影响。诱捕点的形成条件是在内部孔洞不断冲刷的过程中形成了间隙，而外部的原因则是使用过程中地表水不断地汇集所造成。诱捕孔对于黄土地基将会造成严重的危害，例如沉降等。在未来需要根据实际位置找出水源、水量、发展方向、路基破坏程度等。同时还需要根据实际发展情况来对路基进行捣固、填砂、灌浆、盲沟排水等措施。

5 结束语

未来我国将会对西部地区进行重点开发与扶持，因此黄土高原地区的道路建设水平非常重要，将会直接影响我国西部建设整体水平。本文主要针对在未来黄土地区施工的过程中，湿陷性黄土路基的病害原因以及病害种类进行了分析。经过分析之后可以发现，黄土路基的病害形成原因较为复杂，在大多数情况下都是由于使用的过程中出现了严重的不规则降水，而降水又导致整体路基和挡土墙都受到了影响。未来发展的过程中需要针对这一问题进行深入化的分析，提出相应的解决策略，希望能够通过本文帮助我国黄土高原的建设提供参考意见。