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黃土路基病害的綜合防治

 黃土地區(qū)道路病害的室內(nèi)外試驗研究表明，黃土的濕陷性是引發(fā)路基病害的最主要原因。

   顯然，單靠土工合成材料不能從根本上解決問題，必須輔之以其他綜合防治措施。

   多年來，為了防治黃土在不利條件下造成的危害，在設(shè)計施工方法和改善處理途徑方面已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗，由早期的大開挖到后來的墊層(灰土或沙石)、強(qiáng)夯(表面強(qiáng)夯、深孔強(qiáng)夯、置換強(qiáng)夯)、擠密(灰土樁、飽和土?xí)r的振沖碎石柱)、沉樁(預(yù)制打入樁、鉆孔灌注樁、大徑擴(kuò)底底注樁、水泥攪拌樁)、化學(xué)加固(堿液法、加氣硅化法)和防水(基本防水、檢測防水、嚴(yán)格防水及施工防水)等均做了一系列的研究工作，在工程實踐中發(fā)揮了重要作用。

   目前，處治濕陷性黃土路基的方法很多，通常采用的有密實法、置換法、復(fù)合地基法等，再配合排水措施，形成一個體系。這些方法的特點是技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)適用、施工簡單、有較好的處理效果，便于掌握及推廣應(yīng)用。

   1．密實法

   密實法是對非飽和濕陷性黃土在動載沖擊荷載作用下，使土體的孔隙減少，密實度提高，地基土的承載力增加，壓縮性降低，目前主要有強(qiáng)夯法和沖擊壓實法等。

   (1)強(qiáng)夯法

   強(qiáng)夯法是用重量為80-400kN的重錘，落距6-40m沖擊地基，使地基土壓密和振密，以加固地基土，達(dá)到提高強(qiáng)度、降低壓縮性的目的。強(qiáng)夯所產(chǎn)生的沖擊能打破土顆粒間的連續(xù)性，破壞原來的土體結(jié)構(gòu)，改變土體中各類孔隙的分布狀態(tài)及它們之間的相對含量，使土顆粒重新排列成更密實的漩渦狀結(jié)構(gòu)。隨著土的觸變性能的恢復(fù)，處于更密實狀態(tài)中的黏粒、膠粒和結(jié)晶鹽等膠結(jié)物由于顆粒間距離的縮小，更好地發(fā)揮了它們的膠結(jié)作用，提高了土體的抗變形能力和剪切強(qiáng)度。

   強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土是一種很好的方法，簡單實用，易于施工，效果良好，適用于要求消除的濕陷性土層厚度為3-6m。施工前，應(yīng)按設(shè)計要求在現(xiàn)場選點進(jìn)行試夯。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件相同時，可在一處試夯，若有差異時，應(yīng)按地段分別進(jìn)行選點試夯。用試夯的辦法確定單擊夯擊能、單位面積夯擊能、夯擊遍數(shù)及夯點間距，以此數(shù)據(jù)確定是否達(dá)到了設(shè)計要求的承載力、模量、有效加固影響深度。若達(dá)不到時，可調(diào)整夯錘質(zhì)量，落距或夯點間距等，也可修改設(shè)計方案。

   對于要夯實的濕陷性黃土，其含水量宜低于塑限含水量1％-3％，當(dāng)其含水量低于10％時，宜加水至塑限含水量，當(dāng)含水量大于塑限含水量3％時，應(yīng)采取措施降低含水量至塑限含水量。

   (2)沖擊壓實法

   沖擊壓實法采用沖擊壓實機(jī)處理濕陷性黃土地基。沖擊壓實機(jī)由牽引車拖動，靠凸輪瓣對土進(jìn)行沖擊壓實，壓實次數(shù)宜選擇20-40次為宜，其擊實能可達(dá)2 000-3 000kJ，有效壓實深度為2m。沖擊壓實機(jī)對土擊實后，土的密度超出了常規(guī)壓路機(jī)的壓實效果，且使天然土在壓實過程中完成了沉降要求，具有壓實和擊實兩種功效，適用于處理淺層濕陷性黃土。

   2．置換法

   置換法是將基礎(chǔ)地面下一定范圍內(nèi)的濕陷性黃土挖除，然后分層換填強(qiáng)度和模量相對較高的沙石、碎石、灰土、素土等，并夯實至要求的密度，形成一個較好的持力層，以達(dá)到提高承載力和減少變形的目的。置換法主要適用于淺層濕陷性黃土，一般厚度不大于3m，具體方法有灰土墊層、土墊層等。

   灰土墊層是將基礎(chǔ)地面下一定范圍內(nèi)的濕陷性黃土挖去，按一定體積配比將灰土拌和均勻，并控制灰土含水量在最佳含水量附近，分層回填夯實或壓實，可以消除被置換部分土的濕陷性，同時也可防止地表水滲透到地下濕陷性黃土層中，造成地基過大的沉降。

   土墊層是指采用黏性素土制作的墊層。在濕陷性黃土地區(qū)為消除淺層地基的濕陷性，施工時應(yīng)使土的含水量接近于最佳含水量，土墊層要分層填筑，每層厚度應(yīng)根據(jù)夯實機(jī)具有的能量決定，一般每層厚度為20-25cm，土料要求過篩，有機(jī)質(zhì)含量不得超過5％。

   3．復(fù)合地基法

   復(fù)合地基法是在天然地基中設(shè)置一定比例的增強(qiáng)體(樁體)，使樁土共同承擔(dān)荷載，并具有密實法和置換法的效應(yīng)，具體方法有高壓旋噴法、粉噴樁法、灰土擠密樁等。

   高壓旋噴法注漿，是利用鉆機(jī)將帶有噴嘴的灌漿管鉆進(jìn)至土層預(yù)定深度后，以20-40MPa的壓力把漿液或水從噴嘴中噴射出來，形成噴射流沖擊破壞土層。當(dāng)能量大、速度快、脈動狀的射流動壓力大于土層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時，土顆粒便從土層中剝落下來，一部分細(xì)顆粒隨漿液或水冒出地面，其余土顆粒在射流的沖擊力、離心力和重力等作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質(zhì)量大小有規(guī)律地重新排列。漿液凝固后，便在土層中形成一個固體，固體與土體共同承擔(dān)荷載，形成復(fù)合地基，可達(dá)到提高地基的抗剪強(qiáng)度，改善土的變形性質(zhì)，使土體在上部附加應(yīng)力的作用下，不產(chǎn)生破壞或過大的變形。高壓旋噴所采用的硬化劑一般為水泥漿，也是最便宜的注漿材料，其固結(jié)性能良好，質(zhì)量較好，來源容易。用高壓旋噴法處理濕陷性黃土，在選定注漿管類型及噴射參數(shù)和筑漿材料時，要根據(jù)工程目的而定，布孔間距及布孔方式也是如此，高壓旋噴處理濕陷性黃土不僅能提高地基土的承載力，也能減少沉降量，施工方法簡單快捷，也可處理深層濕陷性黃土。