黄土路基病害的综合防治

黄土路基病害的综合防治　　黄土地区道路病害的室内外试验研究表明，黄土的湿陷性是引发路基病害的最主要原因。　　显然，单靠土工合成材料不能从根本上解决问题，必须辅之以其他综合防治措施。　　多年来，为了防治黄土在不利条件下造成的危害，在设计施工方法和改善处理途径方面已经积累了丰富的经验，由早期的大开挖到后来的垫层(灰土或沙石)、强夯(表面强夯、深孔强夯、置换强夯)、挤密(灰土桩、饱和土时的振冲碎石柱)、沉桩(预制打入桩、钻孔灌注桩、大径扩底底注桩、水泥搅拌桩)、化学加固(碱液法、加气硅化法)和防水(基本防水、检测防水、严格防水及施工防水)等均做了一系列的研究工作，在工程实践中发挥了重要作用。　　目前，处治湿陷性黄土路基的方法很多，通常采用的有密实法、置换法、复合地基法等，再配合排水措施，形成一个体系。这些方法的特点是技术可靠、经济适用、施工简单、有较好的处理效果，便于掌握及推广应用。　　密实法是对非饱和湿陷性黄土在动载冲击荷载作用下，使土体的孔隙减少，密实度提高，地基土的承载力增加，压缩性降低，目前主要有强夯法和冲击压实法等。　　(1)强夯法 　　强夯法是用重量为80-400kN的重锤，落距6-40m冲击地基，使地基土压密和振密，以加固地基土，达到提高强度、降低压缩性的目的。强夯所产生的冲击能打破土颗粒间的连续性，破坏原来的土体结构，改变土体中各类孔隙的分布状态及它们之间的相对含量，使土颗粒重新排列成更密实的漩涡状结构。随着土的触变性能的恢复，处于更密实状态中的黏粒、胶粒和结晶盐等胶结物由于颗粒间距离的缩小，更好地发挥了它们的胶结作用，提高了土体的抗变形能力和剪切强度。　　强夯法处理湿陷性黄土是一种很好的方法，简单实用，易于施工，效果良好，适用于要求消除的湿陷性土层厚度为3-6m。施工前，应按设计要求在现场选点进行试夯。当地质条件相同时，可在一处试夯，若有差异时，应按地段分别进行选点试夯。用试夯的办法确定单击夯击能、单位面积夯击能、夯击遍数及夯点间距，以此数据确定是否达到了设计要求的承载力、模量、有效加固影响深度。若达不到时，可调整夯锤质量，落距或夯点间距等，也可修改设计方案。　　对于要夯实的湿陷性黄土，其含水量宜低于塑限含水量1％-3％，当其含水量低于10％时，宜加水至塑限含水量，当含水量大于塑限含水量3％时，应采取措施降低含水量至塑限含水量。　　(2)冲击压实法 　　冲击压实法采用冲击压实机处理湿陷性黄土地基。冲击压实机由牵引车拖动，靠凸轮瓣对土进行冲击压实，压实次数宜选择20-40次为宜，其击实能可达2000-3000kJ，有效压实深度为2m。冲击压实机对土击实后，土的密度超出了常规压路机的压实效果，且使天然土在压实过程中完成了沉降要求，具有压实和击实两种功效，适用于处理浅层湿陷性黄土。　　置换法是将基础地面下一定范围内的湿陷性黄土挖除，然后分层换填强度和模量相对较高的沙石、碎石、灰土、素土等，并夯实至要求的密度，形成一个较好的持力层，以达到提高承载力和减少变形的目的。置换法主要适用于浅层湿陷性黄土，一般厚度不大于3m，具体方法有灰土垫层、土垫层等。　　灰土垫层是将基础地面下一定范围内的湿陷性黄土挖去，按一定体积配比将灰土拌和均匀，并控制灰土含水量在最佳含水量附近，分层回填夯实或压实，可以消除被置换部分土的湿陷性，同时也可防止地表水渗透到地下湿陷性黄土层中，造成地基过大的沉降。　　土垫层是指采用黏性素土制作的垫层。在湿陷性黄土地区为消除浅层地基的湿陷性，施工时应使土的含水量接近于最佳含水量，土垫层要分层填筑，每层厚度应根据夯实机具有的能量决定，一般每层厚度为20-25cm，土料要求过筛，有机质含量不得超过5％。 　　复合地基法是在天然地基中设置一定比例的增强体(桩体)，使桩土共同承担荷载，并具有密实法和置换法的效应，具体方法有高压旋喷法、粉喷桩法、灰土挤密桩等。　　高压旋喷法注浆，是利用钻机将带有喷嘴的灌浆管钻进至土层预定深度后，以20-40MPa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度快、脉动状的射流动压力大于土层结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来，一部分细颗粒随浆液或水冒出地面，其余土颗粒在射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小有规律地重新排列。浆液凝固后，便在土层中形成一个固体，固体与土体共同承担荷载，形成复合地基，可达到提高地基的抗剪强度，改善土的变形性质，使土体在上部附加应力的作用下，不产生破坏或过大的变形。高压旋喷所采用的硬化剂一般为水泥浆，也是最便宜的注浆材料，其固结性能良好，质量较好，来源容易。用高压旋喷法处理湿陷性黄土，在选定注浆管类型及喷射参数和筑浆材料时，要根据工程目的而定，布孔间距及布孔方式也是如此，高压旋喷处理湿陷性黄土不仅能提高地基土的承载力，也能减少沉降量，施工方法简单快捷，也可处理深层湿陷性黄土。