探析湿陷性黄土路基病害成因及处理策略研究 刘倩男

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:刘倩男
[导读] 摘要:湿陷性黄土主要指黄土受到气候条件或雨水影响,并在外部荷载作用或自身重力作用下出现下沉现象。
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        摘要:湿陷性黄土主要指黄土受到气候条件或雨水影响,并在外部荷载作用或自身重力作用下出现下沉现象。在湿陷性黄土路基上直接修筑公路,会出现路基沉陷、路基陷穴及路堤崩塌等破坏。湿陷性黄土路基处理的目的是改善土的性质和结构,减小土的渗水性、压缩性,控制其湿陷性的发生,部分或全部消除它的湿陷性。
        关键词:湿陷性黄土路基;病害成因;处理策略
        引言:湿陷性黄土是一种特殊性质的土,土质较均匀,结构疏松,孔隙发育。在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小,当在一定外部压力下受水浸湿时,结构迅速破坏,强度迅速降低,土体在上覆土层的自重压力或在自重压力与附加压力共同作用下,大孔隙塌陷,导致黄土路基附加的湿陷变形。为解决不良地质需要采取适当措施,以保证道路路基安全。
        1湿陷性黄土的特征
        黄土主要分布在我国北方地区,由于北方气候环境及土壤内部化学反应的作用影响,导致部分地区出现层次不规律、孔隙过大、淡黄、土质疏松的黄土。黄土在正常状态下的使用效果很好,强度较高,收缩性低,但是一旦遇水,其由于外力和自身重量施压下会产生慢性变形。黄土的这种特征会严重影响到工程施工,也造成施工安全问题。湿陷性黄土的特征是破坏周期非常短,且常出现部分突然破坏,而破坏之后是不能人工将其变回原态的。
        2影响黄土湿陷的主要因素
        黄土颗粒中的粘粒含量、胶结物等都会对黄土性质产生影响,其中盐类含量是造成黄土湿陷的一个重要原因。当黄土中易溶盐含量较高时会导致黄土湿陷的敏感性增强,同时会出现突发的沉陷现象。若其中含有较多难溶盐,则会出现湿陷滞后现象。此外,黄土的湿陷性还与土体中水分含量、天然孔隙比和外部荷载压力有关,当天然孔隙比小、含水量大时,黄土的湿陷性就越大;当孔隙比和含水量保持不变时,外部施加荷载越大会造成黄土湿陷性越强,当压力达到一定数值后继续增加,其湿陷性反而降低[1]。针对新堆积黄土,在小压力作用下表现出高压缩性特征。此外,在降雨量较大地区发生湿陷性的可能性会更大,同时还受到雨水浸泡时间的影响。
        3湿陷性黄土路基病害的原因分析
        3.1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。
        3.2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。
        3.3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。3.4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[2]。

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。
        4湿陷性黄土路基病害的处理策略
        4.1垫层法
        普遍的对渠道湿陷性黄土地基处理方式是垫层法,最基本的垫层处理方式是将本身湿陷性的黄土去除掉,然后补充灰土。这种垫层处理方式使得渠道基础荷载力变强,其原因是减少了黄土后,其地基变形程度降低,使渠道的稳定性增强,可以正常发挥作用。垫层法实施过程中要有针对性的考虑其设计,垫层要根据不同的施工环境改变其设计数据,满足渠道地基工程的要求,使渠道工程保持稳定运行。
        4.2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[3]。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。
        4.3强夯法。
        强夯法是对施工地面的密实度进行处理,一般会用比较重的金属对施工的基地进行震动或是捶打,排挤出黄土中存在的液体,使黄土的液化蠕动减少。这种处理方式主要是在建筑施工前对地基进行冲压,这是增加冲击压后的地基本身会加固的原理。这样的方式会让黄土从物理的角度发生增加强度和更加稳定的变化,同时也可以有效减少黄土使用过程中的排水量。强夯法的特点是可以提高黄土内部的孔隙和强度等级。
        4.4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[4]。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。
        结束语
        综上所述,湿陷性黄土是指在一定压力下收水浸润,土的结构迅速破坏,并产生显著附加下沉的黄土。。湿陷性黄土在平常强度很大,但是一旦遇水,由于其本身就含有少量水分的原因很容易被侵蚀,使其强度降低。而有一部分黄土是内部结构破坏导致其成为湿陷性黄土,其本身没有问题,但是承受重量太大的建筑物后,由于承受荷载太强,使结构从内到外受到破坏,从而形成了湿陷性黄土,导致在工程施工过程中产生许多不必要的损失,而为了减少损失,在实施与水有关的黄土类别的工程时,应提前做好正确的地基处理,以保证工程顺利实施。
        参考文献
        [1]杜月林.谈湿陷性黄土路基病害及处理策略研究[J].山西建筑,2019(9):139~141.
        [2]雷春昆,刘永东.湿陷性黄土地区高填方路基常见病害及预防处理措施[J].中国科技博览,2015(4):195.
        [3]冯利.浅谈湿陷性黄土路基病害及处理策略研究[J].建筑工程技术与设计,2018(15):4151.
        [4]梁宝军,樊先锋.浅析湿陷性黄土路基病害及处理措施[J].科学与财富,2019(24):310.
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