谈黄土公路工程中黄土湿陷性理由设计

摘要：本文通过对我国黄土的分布进行了简要的概述，探讨湿陷性黄土的湿陷原理，公路工程中路基路堤高度和地基湿陷性问题以及公路工程中路基工程的特点和黄土规范标准问题，最后探讨了公路工程中黄土湿陷性黄土边坡支护与黄土浸水问题。
关键词：湿陷性黄土；湿陷原理；地基处置

一、我国黄土的分布和概述

黄土作为一种常见的工程基础，在世界各地分布很广，面积13000000平方公里，占大约9.3%的地球陆地面积。中国的黄土主要分布在北纬47度330度之间，特别是在34度—45度之间最为发达。总面积约635000平方公里。占据世界的黄土分布约4.9%。黄土的堆积厚度成为世界上最大的地方，它的厚度和中心在漯河流域和泾河区域的中下游地区，最大厚度180 — 200米。由此想东西两侧逐渐减少。分布的南端开始于甘肃南部陕西岷山，秦岭，河南熊耳山，伏牛山，北到陕西省白玉山，河北燕山边界和祁连西部山区，东到太行山。湿陷性黄土占据中国黄土面积的60%左右，主要分布在黄河中、下游，最大厚度达30米，从东到西，从南到北其湿陷性逐渐增加的趋势。湿陷性黄土自身的重量或自重作用下的附加压力下，受水侵湿，土壤结构迅速破坏，将产生显着的水槽。其特征，可以使地基沉降幅度大增，从而使结构倾斜，开裂，甚至损坏，严重影响使用和安全。因此，正确确定地基土湿陷类别，采取有效的加固措施，这是十分重要的。

二、湿陷性黄土的湿陷原理

湿陷性黄土根据湿原理可分为高可溶性盐湿陷性黄土和高孔隙率湿陷性黄土两种，因为这些类型的湿陷性黄土湿陷原理不同，所以首先要对湿陷性黄土地基土要有正确的鉴定，并采取必要措施防止湿陷性地基。湿陷性黄土除了有一般特征的黄土的粒度成分，主要是以泥沙颗粒为主，其中约50%以上，可见这个空隙度，因此它为疏松多孔结构，孔隙比非常大，自然剖面具有垂直节理，包括可溶性盐（碳酸钙，硫酸盐类等）。垂直和大孔性，导致其更宽松的这种结构，在与水接触时很容易减少或消除土壤颗粒凝聚力，这是它发生湿陷的内部因素，而应力和水是外部条件。关于黄土湿陷性地基湿陷等级识别和判别，可以在室内以压缩试验为主，并在此基础上评价湿陷性定量指标。为了正确反映湿陷性黄土地基湿陷的程度和联系结构物和基础的实际情况，合理利用有效的防护措施，可以使用地基土的湿陷系数，计算地基的湿陷体积。此外，我国建筑规范还提供了在地下面的土壤含有自重湿陷性黄土时，可以按照规范的标准方法来确定湿陷体积。在黄土地区公路建设中，我们首先应该考虑建造在不是湿陷性黄土地基上，这样会经济可靠，如确定结构位于湿陷性黄土，应该尝试使用非自重湿陷性黄土地基，因为这种基础的处理和自重湿陷性黄土地基比较低，要求相对较低。

三、公路工程中路基路堤高度和地基湿陷性问题

由于湿陷性黄土在土壤的垂直压

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力下。对公路工程中的天然黄土地基来说，它主要取决于路堤的填土高度。如果设计路堤荷载小于初始湿陷性黄土地基的湿陷性压力或大于终止湿陷性压力。虽然为湿陷性黄土地基，但在设计可以不考虑黄土湿陷性的影响。湿陷性黄土土压力的另一个重要的概念是区分自重湿陷性黄土和非自重性湿陷性黄土。所谓的自重湿陷性黄土是指土壤一定深度内，如果土壤在覆土的饱和自重产生的压力超过界限值。或湿陷系数大于一定值时，然后定义为湿陷性黄土，反之可以被定义为非自重湿陷性黄土或附加应力湿陷性黄土。土压力与黄土的湿陷性的概念虽然很容易理解，但是如果联系实际工程问题的分析并不总是能做得很好。

四、公路工程中路基工程的特点和黄土规范标准问题

审批通过的中国建设部标准中《湿陷性黄土地区建筑规范》，在黄土湿陷性的判断和场地湿陷等级评价中规定：当湿陷系数大于0.015时，规定该图层为湿陷性黄土。当自重湿陷性系数大于0.015是，定义为该土层为自重湿陷性黄土。在实际的建筑场地中，定义计算或实测自重湿陷量大于7是为自重湿陷性黄土。之后可以按总湿陷量小于30厘米，大于60厘米的界限值和自重湿陷系数小于7大于35厘米的规范标准相配合。然后对黄土地基进行了湿陷等级的划分。这些规定对黄土地基工程几十年的研究和经验总结的结果，但有明显的工民建行业的特色。公路行业在工业与民用建筑的性质和结构不同，不能盲目的采用。
首先，湿陷是黄土地基沉降变形的概念，然而各种土木工程基础建设允许的沉降有不同的要求。适用于工业与民用建筑沉降标准适用于公路工程仍有待研究中。主要原因是：许可的基础沉降值与基础的垂直压力，基础刚度，面积，埋深，上部结构，地基变形的其他因素，如各构件的协调能力有关。公路工程与民用工程最大的区别是，如果路基作为附加的负载和基础的话，那么它属于一类柔性基础，其设计埋深无过高要求，特别是其基地面积相对较大的工程。基地面积大，在相同基础压力的影响作用下，影响深度大的附加应力，地基的总沉降是非常大的。具有柔性基础的公路基础和路基，地基变形的适应性比土建施工的刚性基础要强的多。因此，路基湿陷等级评价标准应有专门的技术和经济方面的研究。随着高速公路建设的发展，为加强道对路疾病引起的黄土地基的湿陷性的原因和湿陷性黄土机制的进一步了解，有必要制定一个适合公路的黄土建筑规范。

五、公路工程中黄土湿陷性黄土边坡支护与黄土浸水问题

黄土在浸水之后其强度会降低。在黄土的初始含水量的增加的情况下黄土的极限抗剪强度程直线下降的趋势。黄土这种因为浸水而强度降低的会对公路的边坡工程是十分的有害的。但是这种浸水之后湿陷性变形对公路边坡支护工程的危害程度却没有详细的研究。在实际的岩石类或者是硬质土类的高、陡边坡类工程中，常采用砌石支护或者是锚杆支护或土钉支护，并且在工程中已经取得了良好的效果。研究表明，对于新黄土的Q4、Q3，这种黄土具有湿陷性，浸水后体积收缩。而有护坡的刚性砌石没有相对的变形。这样就会在两者之间形成空隙，最终脱开黄土。如果这种缝隙里面灌满水就会引起砌石护坡的破坏现象。因此在锚杆和土钉的护坡工程中，对于这种湿陷性黄土则应注意湿陷性土体的变形后对锚杆和土钉范围内的土体的应力松弛问题。
结语：
黄土的湿陷问题在公路工程中是经常遇到的问题，在实际的工程中要根据具体的情况采取不同的措施来对待这些黄土湿陷性问题。在工程中要明确工程的设计意图和目的。认真的对地质情况进行严格的勘察，做好相应的土工试验，对于地质变化较大的地方要采取加大试验次数的方案。对公路工程中出现的新问题要及时加强与监理中的沟通，共同做好解决方案和措施。
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