湿陷性黄土路基处治试验中的灰土垫层法
王维智
中国铁建大桥工程局集团有限公司 宁夏银川 750000
摘要：湿陷性黄土路基不均匀下沉严重影响道路运营过程中的交通舒适性和安全性，降低了道路的服务质量和使用寿命。本文分析了湿陷性黄土基层不均匀沉降的原因，提出了防治湿陷性黄土基层不均匀沉降的措施，对提高道路质量和安全具有一定的指导价值和科学参考价值，可用在未来道路管理方面。
关键词：湿陷性黄土；不均匀沉陷；破坏机理；防治措施
湿陷性黄土具有面积广、深度浅的特点。由于对湿陷性黄土缺乏系统全面的认识，湿陷性黄土对路基的影响问题一直没有得到真正解决。因此，为减少湿陷性黄土对路基稳定性的影响，提高灰土垫层在湿陷性黄土路基中的应用效果，本文重点分析了湿陷性黄土路基处理试验中的灰土垫层法，希望对同类项目起到理论借鉴作用。
1路基不均匀沉陷病害的成因分析
1.1路基破坏机理
当路基通过黄土分层区时，由于土层分布不均，以及路基回填土的厚度差异较大，差异明显。因此，当不同的外部荷载由于不同的原因作用在坚固的路基上时，路基下沉量会发生很大的变化。由于路堤抗剪能力差，如果下沉量不恒定，路堤就会坍塌。
（1）部分薄弱点的地基经过置换充填、压实、强夯、胶结等处理后，土层结构孔隙减少，土层压实，使土层的承载力和抗压性降低。地基得到显着改善，处理后的土壤不再具有破坏性和表观可压缩性。在此期间，地基受压和原始地基的连接会形成明显的下沉差异，从而导致路基的破坏。
（2）路基与桥梁过渡段的不均匀沉降，由于桥梁的刚度比道路大很多，长期荷载导致路基位置容易出现变形，而桥梁变形不大，如果过渡段地基压实度不够，道路和桥梁的沉降差异很大，可能出现路桥开裂，造成安全隐患。
1.2路基沉陷的主要原因
黄土路堤下沉主要是由于黄土路堤受压变形大，竖向裂缝发育，排水不畅造成的。
（1）对于重填土路基，黄土地基本身压缩变形大，强度不足，结构未充分预压，或采取措施更换回填土。一旦被水淹没，路基就会坍塌。
（2）由于黄土垂直裂缝比较广泛，植被较少，土质疏松，只要有水，就容易造成水土流失和路基下沉。尤其是在大雨中，黄土或路基容易形成沟壑，土体结构遭到破坏，危及安全，是造成路基下沉的主要原因。
（3）由于侧向路基剥落坡面和坡体坍塌，侧沟排水受阻，导致线路横向和纵向排水不畅。如果路基不及时维护和清理，路基会因积水的渗入而部分挖空，导致路基下沉。
（4）由于纵坡与弯道内侧的组合坡度较大，在改变陡坡和岩质边坡的内侧边缘时容易折断。
1.3桥头跳车产生的成因
桥涵沉降与路基沉降不平衡是造成工程桥涵处跳动现象的主要原因。桥梁和涵洞是刚性结构，同时对地基的承载力要求高，下沉慢，下沉量小。路基为柔性结构，下沉率较高。结果，桥涵与路基的下沉情况明显不同，形成高低不同的平台，出现汽车跳跃的现象。此外，在路基回填的不同路段，回填高度不同，土质不同，下沉程度不同，还会形成跳跃现象，对道路造成破坏，降低车辆的通透性，修复工作难等问题。
2灰土垫层施工方法
湿陷性黄土通常分布面积大，加工成本高。因此，崩塌黄土基层的处理应根据道路等级对基础变形、性质、分类、崩塌黄土的要求、崩塌黄土的施工条件和物质来源等要求，通过综合可行性研究，确定处理方案。灰土垫层法施工处理湿陷性黄土地基，可以就地取材，所需的施工设备简单，可以减小黄土地基的渗透性和湿陷量，扩散垫层荷载，提高地基承载力。以下是分几个步骤建造灰土垫层的方法。
2.1施工前的准备工作
修建物料运输的便道，与当地相关部门协调，接通施工点的水和电，保证施工顺利进行。使用石灰垫层法前，要全面验收上一道工序，测定土料的天然含水量，仔细检查石灰土的比重和厚度，合格后才能进行以下施工。
例如，采用5%水泥垫块，施工顺序基本分为三层，每20cm为一层，自下而上分层回填、分层夯实而成。
2.2材料供应
制定材料需用计划，根据结构中每个环节的长度和宽度，以及石灰石层的厚度，仔细计算本项目中土壤和石灰石的用量，并做好材料的存放和保护工作。但需要注意的是，黄土中存在的碎石和碎石必须先收集后运至施工现场，然后再用推土机推平。石灰土要求：进场前必须经过严格的质量检查，石灰土使用前必须熟化过筛，选择高于Ⅲ级的块灰和石粉，保证直径5mm，氧化钙和氧化镁含量≥50%，注意禁止混入无需固化生石灰和多余的水。
2.3石灰铺摊
灰土应分层铺摊，并使用压路机作为夯具，然后尽量使用白石灰粉和网线，保持相同的网孔尺寸，然后根据网孔尺寸、土层厚度、最大干密度、含水量分别计算所需适量的灰尘，每个方块排入其中，覆盖整个网格，然后在吹风的帮助下将其均匀地滚出。
2.4拌和
使用高架犁混合钙质土壤，并指派专业人员定期监测混合质量和结果。一般来说，搅拌应保证在次2以上，直到颜色均匀，混合料中含灰剂量符合设计要求为止，闷料24小时后次日使用。如果拌和过程中加水过多，必须要晾晒风干才可继续下一步操作。拌和是控制石灰土质量的关键，因此严禁在拌和料中出现游离的石灰土。
2.5整形
石灰和土壤混合均匀后，应尽快使用平地机，以获得施工图纸规定的道路拱形和纵向坡度。
2.6碾压
使粉尘在终轧前平整后混合均匀、彻底，使其不闷，钻孔时间在3小时以上，同时在土体和原石中发生剧烈变化的熔化也有水化热的一种现象，由于水化热反应的消散、加速，可以提高除尘性能，如果时间过早，水化热现象会导致建筑层隆起，不仅会产生不利影响工程施工质量，还会导致水化热量不能充分利用，降低施工效果。滚动时，应该从路肩开始直线滚动，不设置高度，然后向中心推动。碾压机械设备的轮子宽度必须至少为0.5m，直至出现明显的碾压路面痕迹并达到设计要求的密实度标准后，才能完成作业。
2.7养生
湿陷性黄土具有超强收缩强度的特点，所以当碾压试验完成后，立即向工程表面喷水并覆盖不透水薄膜保持湿润进行养护，含水量在10%为宜，养护时间要在一周以上，以确保结构层在恶劣的环境中仍能保持一定的强度。
3湿陷性黄土路基处治灰土垫层法施工建议
石灰土中含有渗流率为5%的Ⅲ级钙闸，改善效果非常明显，完全可以满足基本路面要求。但在实际施工过程中，由于石灰石结构均采用道路混合方式，混合均匀度是影响石灰石改良效果的重要因素。考虑到这一因素的影响，可在具体施工过程中适当增加混灰量，也可在施工现场通过试验确定相应的混灰量。湿陷性黄土路基施工的关键是减少降水的湿陷病害，施工过程中一定要严格控制石灰量，避免水化热反应导致施工层隆起，石灰石土的虚拟厚度必须控制在30cm，即使在使用极振力为55t的羊足碾并在与光轮压路机的配合下厚度不能超过20cm。实践表明，这种施工方法安全、经济。虽然灰土垫层使用了不同承载能力和不同压实厚度的压路机，但从建筑效果和结构质量来看，灰土垫层法很少使用轻型和重型压路机，主要使用重型和超重型压路机完成灰分压实滚动。
结语
总之，解决黄土路面塌陷不均匀问题，需要根据实际情况，分析原因，采取科学合理的防控措施。只有这样，才能保证道路畅通、舒适，路面没有明显的不平整和颠簸现象，才能达到更好的防控效果。
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