本文作者：何阳春 成功发表论文到《建筑与文化》杂志社,已过本人同意发表公开,引用请注明来源！

浅析黄土地区软基对高速公路建设的影响
何阳春

【摘 要】软土地基的特点是强度低、固结慢、变形大，在路堤设计时应予以考虑其工程地质特征。当路堤为高填方时，必须考虑到地基与路堤是否发生由于抗剪强度不足造成的路基边坡滑动破坏和地基承载力不够而引起的路基沉降，以及黄土的湿陷性引起附加沉降对路基的危害。 
　　【关键词】软土地基；黄土；高速公路 
　　1 黄土的主要特性 
　　典型的黄土为黄灰色或棕黄色的尘土和粉沙细粒组成，质地均一，含多量钙质或黄土结核，多孔隙，有显著的垂直节理，无层理，在干燥时较坚硬，一被流水浸湿，通常容易剥落和遭受侵蚀，甚至发生坍陷。所以在黄土地区进行各种工程建设时，如果对黄土的特性不了解，往往会给工程带来严重的损失和破坏。黄土的主要特性为以下五个方面。 
　　1.多孔性。由于黄土主要是由极小的粉状颗粒所组成，而在干燥、半干燥的气候条件下，它们相互之间结合得很不紧密，一般只要用肉眼就可以看到颗粒间具有各种大小不同和形状不同的孔隙和孔洞，所以通常有人将黄土称为大孔土。一般认为黄土的多孔性与成岩作用、植物根系腐烂和水对黄土的作用等有关，更重要的是与特殊的气候条件有关。典型的黄土孔隙度较高，而黄土状岩石的孔隙度较低。 
　　2.垂直节理发育。当深厚的黄土层沿垂直节理劈开后，所形成的陡峻而壮观的黄土崖壁是黄土地区特有的景观。垂直节理发育，就是典型黄土和黄土状岩石所具有的普遍而特殊的性质。目前较多的人认为，垂直节理的形成主要是由于黄土在堆积加厚的过程中受重力的影响，土粒间的上下间距变得愈来愈紧密，而土粒间的左右间距却保持原状不变。这样水和空气即沿着抵抗力最小的上下方向移动，也就是说沿着黄土的垂直管状孔隙不断地作升降运动并反复进行，这就造成了黄土垂直节理发育的倾向。 
　　3.层理不明显。凡是沉积岩一般都应该具有层理，因为任何成因的沉积岩的形成都必须经过沉积物逐步堆积的过程。黄土既然也属于沉积岩的范畴，很多学者把黄土无层理或层理不明显，作为黄土风成的标志，而有层理的黄土则认为是水成的依据。 
　　4.透水性较强。一般典型的黄土透水性较强，而黄土状岩石透水性较弱；未沉陷的黄土透水性较强，沉陷过的黄土透水性较弱。黄土之所以具有透水性，这是和它具有多孔性以及垂直节理发育等结构特点分不开的。黄土的多孔性及垂直节理愈发育，黄土层在垂直方向上的透水性愈高，而在水平方向上的透水性则愈微弱。此外，当黄土层中具有土壤层或黄土结核层时，就会导致黄土层的透水性不良，甚至产生不透水层。 
　　以K36+060为例，填土高度按7.95m考虑，则路中心的沉降量：101.05cm：路基坡角处的沉降量为：34.49cm。按公路工程的要求，其软土地基不能满足规范要求。 
　　4 黄土的湿陷性及其对公路路基的危害 
　　黄土的湿陷性泛指饱和的结构不稳定的黄色土，在自重压力或自重压力与附加压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著下沉的现象。湿陷性黄土除了具备黄土的一般特征外，粒度成份以粉土颗粒为主，约占50%以上，具有肉眼可见的孔隙，它呈松散、多孔结构状态，孔隙比很大，天然剖面上具有垂直节理，含可溶盐（碳酸盐、硫酸盐类等）较多。垂直大孔性、松散多孔结构和遇水即降低或消失的土颗粒间的加固凝聚力是它发生湿陷的内部因素，而压力及水是外部条件。 
　　以K36+036为例，软土地基土的湿陷性经计算，其自重湿陷量为12.15cm；总湿陷量为20.7cm。因此，软土地基土为自重湿陷性场地，湿陷等级为II级。 
　　自重湿陷性黄土受水浸湿后，湿陷现象比较明显且严重，它的这种湿陷特性，会对公路建设带来不同程度的危害，主要表现在：填方路基不均匀沉陷或过量沉降；路堑段路基软化和翻浆；浸水地基承载力不足；由路基变形引起半刚性基层和面层裂缝等等。使路基大幅度沉降、倾斜，严重影响其安全和使用。所以在湿陷性黄土地基上进行公路建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对公路路基可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。 
　　5 分析结果 
　　经过以上计算及分析，该公路软土地基的最大沉降量为101.05cm，软土地基土的承载力为70～100kPa左右，地基稳定安全系数为0.92，软土地基土湿陷等级为II级。 
　　由于某高速公路软土地基之上路基填土高度一般在3～7.95m之间，以此推算其地基土承载力应在150～200KPa以上、沉降量应小于30cm、稳定安全系数大于规范值才能满足工程要求。显然该软土地基在地基沉降量、地基土承载力和地基稳定安全系数方面都不满足上述要求时，因此必须对该高速公路软土地基进行处治。 

相关专题： 《建筑与文化》相关期刊

推荐期刊：