湿陷性黄土地基常用的处治方法
摘要：湿陷性黄土处治一直是高速公路路基施工的一个难题，常用的处治方法有密实法、置换法、复合地基法等。
关键词：高速公路，湿陷性黄土，处治
1.前言
黄土是一种含大量硫酸盐类，肉眼能观察到的大孔隙黄色粉状土。黄土分两种：一种是非湿陷性黄土，另一种是湿陷性黄土。湿陷性黄土又分为自重湿陷黄土和非自重湿陷黄土两种。
湿陷性黄土具有的特征是：a、颗粒组成以粉粒为主，含量约占60％以上；b、天然孔隙比较大一般在1.0-1.1之间；c、天然含水量较低，饱和度在15％-20％之间；d、在未受水浸湿的状态下，一般强度较高，结构强度占很大比例，压缩性较低属欠固结。湿陷性黄土浸水后可使易溶盐溶解，颗粒间的粘结力随即下降，在自重或荷载作用下将发生新的变形。
随着高速公路建设的发展，常常会遇到公路路基、小桥涵、通道由于黄土湿陷造成地基下沉或桥头跳车，影响了营运及舒适，产生了不良的社会影响。为此，必须对湿陷性黄土进行处治。
2.湿陷性黄土地基的处治方法
处治湿陷性黄土地基的方法很多，一般采用的有密实法、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。
2.1密实法
密实法是对非饱和的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。具体有以下几种方法。
2.1.1强夯法
强夯法是用重量约为100KN的重锤,落距10m-20m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。
强夯法适用于要求消除湿陷性的土层厚度为3m-5m,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。用试夯的办法确定各种湿陷程度下的强夯等级、单击夯击能、单位面积夯击能、夯击遍数、夯点间距最终夯击下沉量、强夯加固有效深度、消除湿陷程度、基底压实度及承载力等各项指标，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，指导施工。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的1％-3％，当其含水量低于10％，宜加水至塑限含水量；当含水量大于塑限含水量3％时，要采取措施降低含水量至塑限含水量。
强夯所产生的冲击能可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粘胶粒和结晶盐等胶结物由于颗粒间距离的缩小，更好地发挥了他们的胶结作用，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。
2.1.2冲击压实法
冲击压实法是采用冲击压实机具处理湿陷性黄土地基。冲击压实机具由牵引车拖动靠凸轮瓣对土进行冲击压实，其击实能可达2000KJ-3000KJ，追密压实时有效压实深度约为1.5m。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。
冲击式压实机的生产使用源于南非，近年来国内也开始有厂家生产，15KJ、25KJ、30KJ的均有，并逐步应用于工程实践中。
用冲击压实机处理浅层湿陷性黄土是十分有效的。压实次数视具体情况而定，一般控制在20次左右为宜。
2.2置换法
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砂石、碎石、灰土、素土，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。具体有以下几种方法。
2.2.1灰土垫层
灰土垫层是将基础地面下一定范围内的湿陷性黄土挖去，用按一定体积配比的灰土（外掺石灰，石灰采用钙、镁质II级生石灰）在最佳含水量的情况下，分层回填压实。
采用灰土垫层施工时应将灰土拌和均匀，控制含水量，其控制标准在最佳含水量±2％的范围内。
灰土垫层不仅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。
置换法施工简单，易于掌握，适应性强，对于浅层湿陷性黄土有较好的处理效果。
2.2.2土垫层
土垫层是指采用素土制作的垫层，在湿陷性黄土地区为消除浅层地基的湿陷性而采用。材料以粘性土为主。施工时应使土的含水量接近于最佳含水量，一般控制在最佳含水量的±2％。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15cm-20cm。土料要求过筛，有机质含量不得超过5％。
2.2.3砂砾垫层
砂砾垫层是透水性材料，不适用于处治湿陷性黄土，易引起地下层湿陷性黄土产生湿陷。但在对湿陷性黄土产生的漏斗、洼坑进行处理时，由于其范围较小，很难用压实机械碾压，故这类情况一般采用充填砂砾的方法。用小型机械夯实或人工夯实，但需在表面做50cm-100cm的灰土封层,以防止地表水渗入。该方法用于局部处理是很好的，但必须要做好防水层，才能保证不再产生湿陷。
2.3复合地基法
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。具体采用以下方法。
2.3.1高压旋喷注浆法
高压旋喷注浆法，是利用钻机把带有喷嘴的灌浆管钻进至土层预定深度后，以20Mpa-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。
