摘 要：本文分析了黃土濕陷成因，并對濕陷性黃土地區(qū)公路工程的處治進行了有效分析。

　　關鍵詞：黃土濕陷,成因,處治措施

　　1、黃土濕陷成因分析

　　濕陷性黃土是指在覆蓋土層的自重壓力或自重應力和土的附加壓力共同作用下，受水浸濕后，土的結構迅速破壞，并發(fā)生急劇而大量的附加下沉，其強度也迅速降低的黃土，由此可知，黃土濕陷的原因主要歸結為內因和外因，內因是黃土的組成結構和物質成分，外因是荷載和水。

　　1.1黃土濕陷的內在因素

　　從組成結構上看，黃土是由石英和長石的極細砂粒，和粗粉粒構成基本骨架，其中砂礫基本上不接觸，浮在以粗粉粒所組成的架空結構中，以石英和碳酸鈣等的細粉粒作為填充料，聚集在較粗顆粒之間。以粘粒和所吸附的結合水以及部分水溶鹽作為膠結材料，將較粗顆粒膠結起來，形成多孔的結構形式。在低含水率下，含水率的微小變化對結構強度有相當大的影響。多孔性結構為產(chǎn)生土粒移動提供了空間，且有利于水的滲入，膠結連接僅僅局限于部分接觸點上，遇水后在一定的壓力下，土體架空的以點接觸處為主的礦物碎屑顆粒和顆粒之間連接被軟化，土顆粒連接總強度顯著減弱而產(chǎn)生變形，顆粒表面的礦物質成分溶液或滑落到土體中的大、中孔隙內，使土體結構破壞，黃土結構強度降低，形成濕陷。

　　1.2黃土濕陷的外在因素

　　影響黃土濕陷性的主要物理性質指標為天然孔隙比和天然含水量。在其他條件相同時，黃土的天然孔隙比越大，則濕陷性越強;黃土的濕陷性隨其天然含水量的增加而減弱;當含水量相同時，黃土的濕陷量將隨浸濕程度的增加而增大。從外因上看，在給定的天然孔隙比和天然含水量一定的情況下，在一定的荷載壓力范圍內，濕陷量將隨壓力的增加而增大。當初始含水率相同或相近時，黃土的濕陷系數(shù)會隨著結構強度的增大而減小。當初始含水率達到或接近飽和含水率情況下，黃土顆粒含量變化隨時間的增加已趨于穩(wěn)定，土體孔隙的減少已經(jīng)完成，土體顆粒及其連接強度與各種膠結連接的破壞早已完成，此時黃土的結構強度很小，對水的敏感性逐漸減弱，黃土的濕陷隨含水率的變化程度很小。

　　黃土濕陷是各種因素綜合作用的結果，如氣候條件、地理環(huán)境、顆粒組成及其化學成分、結構強度等，了解黃土濕陷的原因，為解決黃土地區(qū)地基變形破壞和公路邊坡失穩(wěn)提供了理論指導。

　　2、濕陷性黃土地區(qū)公路工程處治

　　2.1地基加固處理

　　由于工期、施工設備及設計理念等因素的制約，黃土地區(qū)由地基壓縮變形引起的路堤沉降問題一直沒能得到很好解決。從黃土本身組成結構考慮，采用地基加固處理方法較為合理有效。通常地基土體加固方法有換填墊層法、碾壓及夯實法、振沖法、排水固結法、擠密法、化學固結法、預浸水法、土工合成材料等。

　　在適合于濕陷性黃土公路路堤地基加固方法中，從設備、施工、造價和加固效果上比較，沖擊壓實法和強夯法較為理想。

　　強夯法是一種將大噸位的重錘，從高處自由落下，對土進行強力夯實的地基處理方法。其作用機理是用很大的沖擊波和應力，從而使土中空隙壓縮、土體局部液化并迅速固結。這種方法本質上極大地提高黃土的濕陷速率，他不僅可以消除一部分土層的大部分濕陷性、降低其壓縮性，而且可以形成一層減少地表水滲入的弱透水層。經(jīng)強夯加固后的地基，其承載力可明顯提高。通過依托工程驗證，使用200mt能量級的強夯，在濕陷性黃土地基上的平均夯沉量可以達到46cm;強夯使黃土地基的干密度最大可提高約29%，消除了深度3m范圍內黃土的濕陷性;3m深度范圍內地基承載力提高了50kpa左右;明顯提高壓實度，表層平均壓實度提高值為16.7%，在5m深度范圍內平均壓實度提高值為8.42%。

　　沖擊壓實機械是一種新型路基壓實設備，其加固機理與強夯法加固機理相似。沖擊壓實法適用于對大面積地基進行處治，在場站和國內高速公路建設中被廣泛應用，在黃土地區(qū)使用效果良好。

　　2.2公路邊坡防排水措施

　　水是影響邊坡穩(wěn)定的最活躍的因素，設計完善的公路排水系統(tǒng)是防止邊坡破壞的最直接最有效的方法，也是增加邊坡穩(wěn)定性的重要措施。遇到下列情況之一時，黃土路塹邊坡必須設排水構造物或進行防護：塹坡坡長大于15m;坡頂匯水區(qū)面積大于100m2;坡體中有整體軟弱結構面;邊坡上有落水洞、陷坑等水蝕破壞現(xiàn)象。

　　黃土路塹邊坡排水的原則是：有效攔截、迅速排除、銜接順暢、防滲防沖。有效攔截是前提，是避免侵蝕破壞的關鍵;使雨水盡快排出坡面，減少侵蝕和入滲，是保證邊坡穩(wěn)定的關鍵;各種排水設施的的防滲、銜接是技術上的細節(jié)，是保證工程成功的關鍵。

　　邊坡排水設施主要有：截水溝、急流槽、排水溝等。

　　2.2.1截水溝

　　截水溝是常用的重要的公路路塹排水構造物，在黃土地區(qū)尤為常見。截水溝設置在邊坡上方，用以攔截邊坡上方匯水區(qū)產(chǎn)生的徑流。它能有效地攔截坡頂匯水所形成的地表徑流，減少雨水對坡面的沖刷侵蝕。截水溝宜設在距坡頂5m以外，匯水面積大時可設多道截水溝。由于地表徑流本沿垂直等高線地形流動，因此截水溝應大體沿等高線布置，并保證溝底有大于0.5%的縱坡。

　　由于黃土獨特的水理特性，截水溝必須具備防沖防滲功能，一般采用漿砌片石修筑，漿砌厚度20~30cm，斷面梯形。鋪砌片石頂端不得高于地表面，以便地表徑流進入截水溝，并防止入滲。

　　2.2.2急流槽

　　急流槽多用于將截水溝或護坡道上的水流排入邊溝或自然溝槽，也是黃土地區(qū)常用的排水構造物，因為急流槽坡度大，修筑在天然邊坡上的急流槽容易滑脫、破損，因此在設計時應特別注意下部底座的穩(wěn)定，或者在急流槽每隔2m設凸榫起抗滑作用。急流槽不宜太長，必要時可設多級消能。

　　急流槽用于陡坡處的豎向排水，主要是用于路堤和路塹的坡面排水由于縱坡大，流速快，沖刷力大，要求結構穩(wěn)定耐久。一般采用有漿砌片石或由水泥混凝土預制件鋪筑的矩形橫斷面。對于高等級公路，如采用路肩攔水帶形式排出路面水，需要在路基邊坡設置急流槽，以防集中水流沖刷。

　　2.2.3排水溝

　　主要用于將邊溝、截水溝、邊坡和路基附近積水引排至橋涵或路基以外。橫斷面一般為梯形，排水溝邊坡根據(jù)黃土類型、溝深綜合確定，深度與底寬不宜小于0.5m，溝底的坡度宜大于0.5%，在特殊情況下可采用0.3%。易受水流沖刷的黃土地區(qū)排水溝應視實際情況采取防護措施。排水溝長度不宜超過500m，與各種水溝的連接應順暢，有良好的流向和交角。

　　對于高等級公路由攔水帶泄水口通過路堤邊坡上的急流槽或急流管引排到坡腳的水流，應匯集到設在路堤坡腳以外1~2m處的排水溝內，并排放到橋涵或自然水道中。深路塹或高路堤邊坡設邊坡平臺時，在坡面徑流大的情況下可設置平臺排水溝，以減少坡面沖刷。

　　參考文獻：

　　【1】 馮連昌，鄭晏武.中國濕陷性黃土.北京：中國鐵道出版社，1982.

　　【2】 延安公路管理局，長安大學.陜北黃土地區(qū)公路邊坡降雨災害預測預警研究.延安：延安公路管理局，2005.

　　【3】 黨進謙，郝月清.含水率對黃土結構強度的影響.西北水資源與水工程，1998，(2)：15-19