摘要：該文首先對(duì)黃土的形成及黃土的特殊性質(zhì)進(jìn)行了分析．列舉了寧夏南部黃土地區(qū)常見路基病害，并分析了路基病害產(chǎn)生的原因及條件，對(duì)寧夏南部黃土地區(qū)常見路基病害防治措施進(jìn)行了研究。

　　關(guān)鍵詞：黃土,路基病害,防治措施

　　前言

　　黃土在全世界的分布比較廣泛，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，黃土的覆蓋面積在整個(gè)歐洲約占10％，亞洲約占30％；前蘇聯(lián)的黃土分布最廣，約占其國(guó)土面積的15％。我國(guó)黃土分布面積達(dá)60萬ｋｍ2，主要分布在黃河中游的甘肅、陜西、山西、寧夏、河南、青海等省區(qū)，其中以西北地區(qū)黃土地層最厚、最完整，發(fā)育好，地層全，特征典型。黃土地區(qū)路基病害與黃土的工程特性有重要關(guān)系，其中最典型的是黃土的濕陷性。本文結(jié)合黃土的特性對(duì)常見的路基病害作一分析并提出一些防治措施。

　　１黃土的結(jié)構(gòu)特性

　　1.１黃土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

　�。ǎ保�黃土的定義

　　黃土是第四紀(jì)以來，在干旱、半干旱氣候條件由陸相沿積的以黃色粉土顆粒為主、含碳酸鈣及少量易溶鹽，并具大孑Ｌ隙和垂直節(jié)理、抗水性能差、易崩解和潛蝕、表層多具濕陷性的特殊土。黃土按堆積時(shí)代劃分，可分為新黃土和老黃土；黃土按塑性指數(shù)劃分，可分為砂質(zhì)黃土（Ｉ。≤10）和黏質(zhì)黃土（Ｉ。＞10）；黃土按濕陷性劃分，可分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土。

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　�。幔�大孔隙，直徑約0.5一1.0ｍｍ，肉眼就可辯識(shí)；

　�。猓�細(xì)孔隙，是架空結(jié)構(gòu)中大顆粒的粒間孔隙，肉眼看不見，可在放大鏡下觀察到；

　�。悖�毛細(xì)孔隙，由大顆粒與附在其表面上的小顆粒所形成的粒間孔隙，肉眼更看不見。

　　（３）節(jié)理

　　新黃土中原生柱狀垂直節(jié)理發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)有構(gòu)造節(jié)理。老黃土中普遍發(fā)育有斜節(jié)理，屬構(gòu)造節(jié)理。節(jié)理特別是構(gòu)造節(jié)理，對(duì)路基邊坡穩(wěn)定性起控制作用，對(duì)黃土沖溝的發(fā)育和黃土陷穴的形成也常起控制作用。黃土的垂直節(jié)理極為發(fā)育，往往引起黃土沿垂直節(jié)理發(fā)生大規(guī)模崩塌和急溯源侵蝕，造成懸崖陡壁和“Ｕ”型溝谷。

　�。�.２黃土的水理特性

　　（１）滲水性

　　由于黃土具有大孑Ｌ隙及垂直節(jié)理等特殊構(gòu)造，故其垂直方向的滲透性較水平方向大。新黃土的滲透性強(qiáng)，老黃土的滲透性差，所以新老黃土地層的接觸帶常為地下水出露的地帶，其附近往往有不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生。

　�。ǎ玻┦湛s和膨脹性

　　黃土遇水膨脹，干燥后又收縮，多次反復(fù)容易形成裂縫及剝落。由于黃土在堆積過程中，土的自重作用使粉粒在垂直方向的粒間距離變小，所以具有天然濕度的黃土在干燥后，水平方向的收縮量比垂直方向的收縮大，一般約大50％～100％。這種收縮與膨脹特性，易引起路基明顯變形，邊坡沖溝發(fā)展和穩(wěn)定性下降。

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　　各類黃土崩解性差異特大，新黃土浸水后，很快就全部崩解；老黃土則要經(jīng)過一段時(shí)間才會(huì)全部崩解；所以新黃土濕陷性明顯，而土層越老，崩解性越小，濕陷性也越小。

　�。�.３黃土的力學(xué)特性

　　（１）抗剪強(qiáng)度

　　原狀黃土的各向異性：由于垂直節(jié)理及大孔隙的存在，原狀黃土的強(qiáng)度隨方向而異，黃土水平方向的強(qiáng)度較大，450方向強(qiáng)度居中，垂直方向強(qiáng)度最小。

　　（２）濕陷性

　　黃土浸水后在外荷載或土自重的作用下發(fā)生的下沉現(xiàn)象，稱為濕陷。濕陷性黃土按其受力來源不同又可劃分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土兩大類。濕陷機(jī)理至今還未被完全揭示出來多認(rèn)為膠結(jié)鹽類的溶解是黃土濕陷的原因。

　�。矊幭哪喜奎S土地區(qū)路基主要病害透析

　　２.１黃土陷穴造成的路基塌陷或沉降

　　由于黃土具有大孔隙及垂直節(jié)理發(fā)育等特殊構(gòu)造，這就造成在黃土地區(qū)臺(tái)塬前沿廣布黃土陷穴。黃土陷穴垂直發(fā)展到遇隔水層、水平空洞或水平發(fā)育的裂隙，會(huì)形成無規(guī)則的水平暗洞，若路基設(shè)置靠近黃土臺(tái)塬前沿，水平暗洞會(huì)從路基下穿越，在強(qiáng)降雨及路基上部動(dòng)載作用下，水平空洞逐漸擴(kuò)大。大的空洞塌陷，形成路基塌陷；小的空洞塌陷，引起路基沉降。

　　２.２邊坡崩塌或工程滑坡

　　黃土臺(tái)塬由于常年沖刷及剝蝕，會(huì)形成大量黃土沖溝，在沖溝之間會(huì)形成舌型臺(tái)地，臺(tái)地前緣形成自然陡坎，在其中、前緣開挖路塹，如果工程措施處理不當(dāng)或防、排水系統(tǒng)不完善，易出現(xiàn)病害。由于黃土的垂直節(jié)理發(fā)育，且大多黃土上部具自重濕陷性，在一般自然條件下，此類工程不會(huì)出現(xiàn)病害，但在持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)降雨下，雨水持續(xù)沿發(fā)育的垂直裂隙下滲，致使土體逐漸飽和，自重加大，呈軟塑一流塑狀，甚至流泥狀，抗剪強(qiáng)度大大降低，使邊坡下部形成飽和帶，又由于路塹的開挖，在前沿形成高陡臨空面，在坡體重力作用下就會(huì)沿著薄弱面產(chǎn)生滑動(dòng)，使邊坡破壞，小規(guī)模會(huì)產(chǎn)生邊坡崩塌，大規(guī)模就會(huì)形成工程滑坡。

　�。�.３斜坡填方路堤病害

　　斜坡路堤填筑后，在上游側(cè)極易形成三角坑，雖然采取了防、排水措施，但由于黃土特殊的特性，也由于斜坡路基一般都處在黃土河谷地帶，當(dāng)路基位于階地陡坎、岸坡陡壁、地下水出露的坡塬邊緣時(shí)，在持續(xù)強(qiáng)降雨及地下水對(duì)基底黃土浸蝕下，極易在路基下形成軟弱面，這就會(huì)產(chǎn)生路基向下游側(cè)滑移。

　�。�.４高填方路堤邊坡滑塌

　　高填方路堤，由于路基填方高，邊坡受水面積大，再加之路基邊坡密實(shí)度相對(duì)較差。在遇到持續(xù)強(qiáng)降雨，雨水長(zhǎng)時(shí)間下滲，邊坡土體自重加大，土體軟化、強(qiáng)度降低，致使邊坡溜坍。這種路基病害是最普遍的病害。

　�。硨�(duì)路基病害處理措施的認(rèn)識(shí)

　�。�.１合理選擇線路位置

　　對(duì)路基病害應(yīng)從治本抓起。從以上路基病害分析可以看出，大多路基病害是由不太合理的線路位置造成。因此，在黃土地區(qū)選線時(shí)，應(yīng)避免以下不合理的線位：

　�。ǎ保┚�路靠近黃土臺(tái)塬的前緣。黃土臺(tái)塬，其前緣由于黃土特殊的特性，均會(huì)形成高陡的陡坎，黃土垂直節(jié)理發(fā)育，在降雨的作用下，陡坎會(huì)向臺(tái)塬后緣發(fā)展；另外，靠近黃土臺(tái)塬前緣越近黃土陷穴越發(fā)育。線路靠近黃土前緣。勢(shì)必留下無窮隱患。

　�。ǎ玻┰邳S土沖溝之間舌型殘塬線路通過時(shí)，采用大的路基挖方。黃土沖溝之間舌型殘塬，在長(zhǎng)期自然狀態(tài)下，已相對(duì)穩(wěn)定。在路基通過時(shí)，若采用大的挖方通過，勢(shì)必在路基靠上游側(cè)形成人為陡坎。黃土垂直節(jié)理發(fā)育，在長(zhǎng)期雨水浸溶下，將會(huì)形成“Ｌ”型滑塌體，產(chǎn)生邊坡坍塌；若下伏隔水層，雨水下滲，將在隔水層處形成軟弱滑面，發(fā)生工程滑坡。

　　（３）線路靠近階地陡坎、岸坡陡壁、地下水出露的塬邊斜坡。在靠近陡坎、地下水出露的的斜坡填筑路基，若基地處防排水處理不好，就會(huì)出現(xiàn)路基滑移的病害。

　�。�.２工程處理措施

　　（１）對(duì)萬不得已走在黃土臺(tái)塬前緣的路基，對(duì)其路堤坡腳或路塹坡頂線外上游側(cè)50ｍ以內(nèi)，下游側(cè)10—20ｍ以內(nèi)外露的陷穴，應(yīng)全部處理，處理深度自地面應(yīng)至陷穴底。對(duì)橫穿路基的隱蔽暗穴，自路堤坡腳或路塹坡腳向外側(cè)按（45º＋φ／2，φ為土的內(nèi)摩擦角）向下擴(kuò)展至需要處理的暗穴底。

　　（２）斜坡上設(shè)置的路基工程。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中都是考慮挖臺(tái)階后填筑路堤，對(duì)此類路堤我們認(rèn)為應(yīng)首先處理好基底的排水，可填筑2～3ｍ的滲水土或增加排水盲溝后再填筑路基。

　�。ǎ常�黃土沖溝間黃土殘塬的路塹工程。應(yīng)避免大的路基挖方，路塹高度超過20ｍ時(shí)，應(yīng)采取隧道或明洞通過。路塹通過時(shí)，應(yīng)對(duì)堆積層基座作好調(diào)查，若基底坡率較陡，應(yīng)按滑坡做支擋工程。

　�。ǎ矗�對(duì)長(zhǎng)大路塹的截、排水溝應(yīng)加強(qiáng)并做防滲處理。

　　（５）路基工程應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)措施。

　　總結(jié)多年經(jīng)驗(yàn)，路基工程的病害頻繁出現(xiàn)，主要是對(duì)路基工程重視不夠，為節(jié)省工程投資等因素，防護(hù)措施不到位，路基防護(hù)措施設(shè)置比較簡(jiǎn)單，尤其是對(duì)路基的坡面防護(hù)，工程防護(hù)措施設(shè)置比較簡(jiǎn)單。因此，對(duì)路基坡面不僅要做綠色防護(hù)，而且應(yīng)加骨架等支擋工程。尤其是對(duì)路基的坡面防護(hù)，工程防護(hù)措施設(shè)置比較簡(jiǎn)單。因此，對(duì)路基坡面不僅要做綠色防護(hù)，而且應(yīng)加骨架等支擋工程。

　�。�6）采用新型土工材料。

　　在黃土路基半填半挖路段，由于在填挖結(jié)合部沉降量不同，產(chǎn)生一定的沉降差值，由此導(dǎo)致道路產(chǎn)生縱向裂縫。在路基填筑過程中，分層加入土工格柵，就可以減少填挖結(jié)合部位的沉降差，同時(shí)加強(qiáng)填挖路基的銜接，并保證路基的填筑質(zhì)量，避免填挖路基性質(zhì)差異所產(chǎn)生的危害。

　　傳統(tǒng)路基擋、護(hù)墻的反濾層均使用滲水土，但施工起來難度較大，使用土工材料可以大大降低施工難度并能確保滲水效果。

　　（7）加強(qiáng)防、排水措施。

　　黃土地區(qū)路基病害的產(chǎn)生，幾乎都與水有關(guān)，水是對(duì)路基工程產(chǎn)生破壞的主要因素，因此應(yīng)加大路基工程的疏水工程、加大支撐盲溝、泄水洞等路基的疏排水工程。

　　4結(jié)語

　　黃土具有很復(fù)雜的工程特性，這在世界工程界是個(gè)很難化解的難題。要想徹底解決黃土路基病害幾乎很難做到。只能結(jié)合工程實(shí)踐，不斷研究，積極探討。本文結(jié)臺(tái)本人多年勘察設(shè)計(jì)、工程施工的經(jīng)驗(yàn)，僅對(duì)黃土地區(qū)路基病害產(chǎn)生的原因和在工程處理防治措施上進(jìn)行了初步的研究、探討，因黃土本身所具有的特殊性質(zhì)，根治黃土地區(qū)路基病害尚需做大量的工作。

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