1、工法内容
1前言
我国北方地区分布有大面积的黄土.其中西北地区黄土地层厚、最完整、发育好、地层全，其特征较典型.青海海西地区也有零星分布，土层连续性差，层厚变化大，分层土体性质差异明显.我国各类冻土分布如图1所示.
图1我国各类冻土分布图
青海茶卡-格尔木高速公路CGSG-2合同段，在桩号K2334210-K2347000路段，地貌类型为坡洪积坡地（川谷）堆积区，地形平缓，控制深度内主要有一个工程地质层：粉土（Q4），呈黄褐色，稍湿、格密-中密，揭示厚度4.0m，为弱盐渍土路基段，且为1I级自重湿陷性黄土状土，易产生差异沉降现象.本段平均填方高度1.5m.黄土湿陷性系数为0.106~0.142，空隙比为0.929~1.061，自重湿陷量53.7m，压缩模量9.3Kpa-1，属于11级自重湿陷性黄土，路段长度7.52Km，需要对该段路基进行地基处理.
目前，对II级自重湿陷性黄土地段的路基处理，国内文献中已有关于湿陷性黄土路基处治技术（或处治技术组合）的应用及其处治效果的介绍，主要有强夯法、冲击压实法、换填砂研垫层法、灰土挤密桩法等，这些措施有的能够提高路基基底的密实度和强度，有的能够促进地表水的通透性，降低地表水浸润线，极大地提高了基底的承载能力.这些成果对于本工法的研究具有一定的参考价值.
当前对高原季节性冻土区II级自重湿陷性黄土路基的处理，国内的文献暂无综合处治的相关记载.中交一公局一公司藉此为课题，在青海茶格项目成立“高原季节性冻土区11
级自重湿陷性黄土路基处治施工技术研究”课题小组进行研究，借鉴以上的各种措施并整合，采取“冲击碾压与填筑灰土垫层”两种措施相结合处理高原季节性冻土区11级自重湿陷性黄土路基的一种工艺措施，经过认真总结和整理，形成了本工法.此工法能够很好地预防路基消融冻胀与湿陷，沉降减小，有效地提高了路基的整体稳定性.从工艺技术参数及适用范围来看，与现有研究成果存在一定的区别，对于类似条件的湿陷性黄土路基工程建设具有现实的参考与借鉴价值和指导意义.
2工法特点
茶格高速公路为我公司首次在西部高原地区施工，并涉及自重湿陷性黄土处理问题，在施工中采用先冲击碾压后填筑灰土垫层的方法来解决季节性冻土区湿陷性黄土路基的工程处理问题，严格进行冲击碾压与沉降观测、压实度等指标的监测，以确保施工质量合格，并据此形成一套高原地区II级自重湿陷性黄土施工的经验，更方便以后类似工程在施工中借鉴.
1）冲击碾压施工有效影响深度在1.4m左右，冲碾35遍后的地基可在80cm范围内有效地消除其湿陷性，可以有效提高原路基基底的密实度，减少工后沉降，提高路基承载力.
2）灰土具有一定的强度，时间越长，强度越高.灰土垫层的最大干密度为1.79g/cm，填筑灰土垫层后一方面使地基的强度得到增强，提高了地基的承载力，另一方面又阻隔毛细管水上升，有效降低地表水浸润线，能够减小地表水对湿陷性黄土地基的影响，防止湿陷向深层发展，从而提高路基的稳定性.
3）施工工艺简单，只需一般软基处理的施工机械即可.
3适用范围
该工法适用于高原季节性冻土区路基填高小于2.0m的路段和挖方路段路床范围Ⅱ级自重湿陷性黄土路基的综合处治，同样适用于非自重湿陷性黄土和其他非泥质软土路基的地基处治施工.
4工艺原理
4.1原地基冲击碾压，提高地基承载力
对路基范围内湿陷性黄土地段原地表清表30cm后，用25KJ冲击式压路机进行原地表冲碾，在冲碾35遍后沉降观测稳定且压实度达到最大，有效影响深度达到1.4左右，约1.1m范围能有效地消除黄土的湿陷性，0.8m范围压实度达到96%.
通过冲击碾压施工，地基土得到预先压缩，消除了黄土的湿限性，可有效提高基底的密实度，提高路基的承载力，减少路基沉降.
4.2填筑灰土垫层，增强地基的强度
石灰土强度形成机理：细粒土中掺入石灰后，石灰与土发生强烈的相互作用，其主要物理与化学反应包括离子交换、Ca（OH2结品、碳酸化和火山灰反应.Ca（OH）2离解后的Ca2与粘土胶体颗粒反离子层上的K、Na发生离子交换后，使得胶体吸附层减弱，胶体颗粒发生聚结，这是早期石灰土强度形成的主要原因.Ca（OH）2与水作用形成的含水品体把土粒胶结成整体，从面提高石灰土的水稳定性.而形成的CaC03过程的碳酸化反应及形成硅酸钙与铝酸钙过程的火山灰反应是石灰土强度和稳定性提高的决定性因素.灰土混合料的初期表现为塑性降低、最佳含水量增大、最大干密度减小等：后期变化表现为品体结构的形成，从而石灰土的强度和稳定性得以提高.
填筑灰土垫层，一方面增加了基础的强度，另一方面可以隔断地面水渗入和地下毛细管水上升侵害路基，减小冻融冻胀对路基的危害，从而提高路基的稳定性.
5施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
施工工艺流程见图2.
2施工工艺流程图
5.2.1施工准备
1）截排水施工
施工前应截断流向路基作业区的地表水，并在设计边沟的位置开挖临时排水沟，保证排水畅通，路侧严禁积水.
2）原地面清表
清除地表范围内的腐殖土、草皮草根等，深度30cm，宽度至路基两侧坡脚外1m.
3）测定含水量
因1I级自重湿陷性黄土液限不高，稍湿，所以冲击碾压时控制土的含水量（w）范围要求如下：
W-4%<w<≤ w 2%， Wopr表示为最佳含水量. 液限越低，含水量越要严格控制.当含水量超出以上范围时，要采取晾晒或洒水处理. 5.2.2冲击碾压 1）冲击碾压施工前，首先需要对清表面大致整平，然后再进行冲击碾压施工. 2）冲击压路机型号选择：冲击式压路机选用25KJ三边形双轮压路机. 3）冲压线路选择：由于是新建路基，基底宽度达32.5m，冲击碾压施工时，施工场地宽度满足冲击压路机转弯半径的需要，因此以道路中心线对称地将场地分成两半，压实行驶路线按图3所示的方向行进，错轮碾压，错峰压实.每遍冲碾进行顺逆交替，即每冲碾一遍后下一遍采取反方向冲碾. 驶路线围压速度控制在 图3冲击账压行 4）冲击碾10-12km/h. 数以沉降观测和压据确定.本工法确路基段地基的总冲 5）冲压遍实度检测为依定湿陷性黄土 压遍数以35遍为宜，控制最多压实遍数不超过40遍. 6）施工注意事项： （1）施工中若出现“弹簧”现象，可暂停施工，采取相应的技术措施后方可继续施L. （2）施工过程中须有专人负责记录，记录资料归档备案. （3）冲压边角及转弯区域应采取其它措施压实，以达到设计标准. （4）冲击碾压路段的最大纵坡不宜超过6%.
