晋西南地区湿陷性黄土地基处理设计理念探讨

摘要：本文通过对湿陷性黄土地区高速公路路基及桥涵结构地基处理方案设计理念的介绍，为广大设计者提供参考，拓宽同类型公路设计方案的理念。

关键词：湿陷性;灰土;夯实;补强

本条高速公路位于运城市辖区范围，是荷宝高速与连霍高速的连接线，全长17公里，设计时速80km/h，路基宽度25.5m，双向四车道，是山西省、运城市东南部地区经连（云港）霍（尔果斯）高速公路至河南省的一重要运输通道，项目平行于运（城）三（门峡）高速公路（东西向距离约为70km），建成后，将使山西省特别是运城市东南部高速公路网络更趋于合理化，从而增强路网可达性，提高路网可靠度。其中，最直接的影响将分流运三高速公路交通需求，缓解运三高速公路、中纵大运高速公路侯马至运城段交通压力，为出行者选择快速、安全、舒适的路径提供更多选择。

一、地质概况

根据区域资料和野外工程地质调绘、钻探、挖探及室内土分析结果报告，项目区除基岩出露区外其余区域地表覆盖有冲洪积（Q4al+pl、Q3al+pl）成因的黄土状土或新黄土，其分布、埋深、厚度变化较大，介于3.0～10.0m之间，该层呈黄褐色、浅黄色，据试验资料表明，该层黄土具有轻微湿陷性，场地湿陷等级为Ⅰ～Ⅱ级非自重湿陷。当该层位于路线设计标高以下时候，必须进行处置。在项目全寿命周期内，均应对路线长度范围湿陷性黄土有充分的重视，对路线跨越该类地层的地基进行重点设计，并加强施工过程中的质量控制。下面着重就设计阶段的设计理念进行阐述。

二、路基范围湿陷性黄土

路线所处走廊带地质分区主要为构造侵蚀黄土沟梁松散岩区、构造侵蚀山前斜坡松散岩区，分区内均有湿陷性黄土分布，由于该类土质多孔隙，天然含水率小，呈浅黄色，含钙质结核的黏质土。在不受外界水分作用的情况下，工程性质较好，但遇到水后，内部孔隙成为水流自由流通的通道，土体受浸泡后，孔隙塌陷，進而使得整个地层力学性能降低。路线以挖方形式通过时，深挖方路段由于设计高程较原地面已经大幅降低，即湿陷性黄土在横断面带帽设计中该类地层已经挖除，故对工程没有影响，但浅挖路段横断面设计中未完全将湿陷性土层挖除，这种情况下就需要重点设计。坚持适用耐久，安全可靠的原则，通过在路基底部铺设两布一膜+路床换填3%石灰土的方案来进行处治。无机改良后的路床的水稳性好，板体性好，阻断了外界雨水下渗至路基，再辅以土工合成材料，借助其良好的隔水性能，避免了路基毛细水上升，其规格宜为织物质量/膜厚/织物质量=200g/0.5mm/200g，其上下各铺设10cm厚中粗砂层，起到保护复合土工膜的作用，通过这种设计路基强度耐久，满足使用要求。

个别段落填方高度达到26m，且多位于沟谷，湿陷性土层沉积较厚，此处不适宜按上述方案进行设计，采用基底强夯+路堤堤身重夯加固的设计方案，强夯夯击能选用2000KN.m，重夯夯击能500KN.m。强夯是借助重锤由某一高度自由落下后产生的冲击能使得土体内部物理结构重新排列，土体孔隙减少，变得更加密实，从而也就没有了湿陷性。高填方路基由于填料的选用及填筑高度等综合影响，路堤会有压缩变形，为尽可能减少这种影响，设计每填筑4m高度，对路基进行重夯补强，通过建成后对该段路堤的监测，基本上达到了预期的处治目的。对于填筑高度10m～20m之间的路堤，采用强夯路基基底，路堤堤身不再补强的设计。填筑高度不足10m的路堤，考虑该地区降雨量及水流分布，并非经常受水浸泡，依据《公路路基设计规范》，按湿陷等级Ⅰ、Ⅱ的不同，分别采用基底换填3%石灰土，深度分别为1.2m、2.2m的设计方案。通过工后的观测，这两种设计方案能够保证路基基底的稳定。

三、桥梁、涵洞结构物湿陷性地基

本项目桥梁在湿陷性路段内桥台均设计桩式基础，湿陷性路段内盖板涵洞基础底部采用挖除基底原状土后换填4%石灰土。

四、施工质量控制

黄土既作为路基的地基，又可以作为填料使用，要严格按设计要求及规范进行路基施工，用作路基填料时，要根据其物理性质及使用部位，合理确定。对于石灰改良的细粒土，由于初期强度增长缓慢，要尤其重视养护以使其强度得到保障，当天摊铺后当天碾压成活，并及时湿润养护，直至上部结构施工。气温低于5℃时强度几乎不增长，故严禁在低于5℃时施工。压实质量的检验通过压实度及7d无侧限抗压强度检验，其标准不低于《公路工程质量检验评定标准》 JTG F80/1-2017中相关规定，石灰土应采用集中拌合的方式生产，禁止采用路拌的方式拌合。

施工过程中要做好排水设施，做到永久和临时排水设施结合良好，挖方边坡开挖后及时施作坡顶截水沟、边沟，填方路基施工时，要先开挖临时排水沟，避免雨水浸泡基底，造成湿陷从而影响路基稳定。

五、总结

湿陷性黄土在中西部地区分布较广，公路建设中特别是在设计过程中对特殊岩土中湿陷性黄土地基足够的重视非常关键，前期要重分做好湿陷性黄土性质的调查、研究。瞻望将来，会有更多实用、有效的设计理念来治理。

参考文献：

[1]《公路路基设计规范》 JTG D30-2015

[2]《公路路基设计规范》释义手册 JTG D30-2015

[3]《建筑地基处理技术规范》 JGJ 79-2012

作者简介：姓名：樊军，性别：男，名族：土族，籍贯：陕西省西安市，出生年月：1985年4月29日，学历：全日制本科学历，职称：工程师，研究方向：公路及交通安全工程设计。