湿陷性黄土路基常用处理方法及施工技术论文_于秀飞1,周仪倩2

湿陷性黄土路基常用处理方法及施工技术论文_于秀飞1,周仪倩2

1济南黄河路桥建设集团有限公司 山东济南 250002;

2济钢集团国际工程技术有限公司 山东济南 250000

摘要:我国地大物博,各地地质条件复杂非常。在路桥施工建设中,湿陷性黄土作为我国不良土质中极为常见的一种,如何在工程施工建设中对结合其地质特性来进行处理十分关键,不仅有助于提高工程施工质量和施工效率,同时对于工程后期的使用和维修起着决定性作用。

关键词:湿陷性黄土;路基;施工技术;处理方法

前言

湿陷性黄土是一种特殊性质的土,在一定的压力下,下沉稳定后,受水浸湿,显著附加下沉,并造成土结构迅速破坏,故在湿陷性黄土场地上进行建设,应按照建筑物的重要性、地基在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度以及受水浸湿可能性的大小,运用以地基处理为主的综合方法,避免地基湿陷对建筑造成的危害。笔者结合近几年来在湿陷性黄土土质地段的施工经验,提出一些看法。

1湿陷性黄土地的基本特征

1.1湿陷性黄土地的形成原因

湿陷性黄土地的形成原因与其自身性质以及气候环境密切相关,由于黄土中碳酸钙和粘胶微粒集成的微小矿物组成了黄土地的诸多空隙和架空结构。因此该结构造成了骨架颗粒直接接触,且其间隙连接刚度较小,在外力载荷的冲击或影响下容易发生变形以及重新排列造成湿陷变形。此外当黄土骨架排列较好,且其连接刚度也较好时,其表现出的稳定性也会较好,但如果在水的作用下使得颗粒软化、溶解或连接遭到破坏,在黄土中的剪应力作用下使得土体中颗粒间隙变大,在附有载冲击的影响下也会带来湿陷变形。由此可见湿陷性黄土地形成的原因极为复杂,但可以按照外部原因和内部原因进行划分,其中外部原因便是载荷和水,内部原因便是黄土本身的骨架颗粒形态,排列分布以及空隙特征等。

1.2湿陷性黄土地的特性

湿陷性黄土地的特征主要表现在其结构性、压密性以及湿陷性等三个特征。其中结构性主要是表达比物理特性中的密度、湿度等方面更为重要的性能。其主要是表达骨架颗粒形态、骨架颗粒成份、空隙特征以及排列分布方式等对黄土性质的影响。其中骨架颗粒的主要成份是由单个粉粒和微小碎屑胶合成的颗粒等。黄土的空隙特征包括虫洞、根洞以及裂隙等大孔隙,骨架颗粒间构成的中空隙以及存在土体中起骨架作用的微小空隙。骨架颗粒的主要成份一般为碳酸钙以及胶合物。此外其单元形态决定了土地变形性质,连接方式确定了土地结构强度,排列方式决定了土地稳定性。而这些诸多因素影响了土地湿陷性。

2湿陷性黄土路基施工技术

湿陷性黄土路基施工有着其成套的施工标准及技术手段,其控制要点主要是围绕严格制定和执行施工方案进行着手。其中在路基施工前,必须要对具体路基施工人员进行技术交底,并明确施工要点、原理以及质量要求。严格按照技术标准对施工现场进行监理。在路基施工的具体过程当中,按照总体设计要求以及施工进度展开不同阶段的测试和调试工作,并依据测试数据指导下阶段工作,进而保证整体工程的技术完整性。在路基施工结束后便进入到了整体验收阶段,为了保证工程整体验收的科学性与规范性进而保证工程质量,工程验收要采取多种手段并行的方法,并且对于验收检验时长要达到标准要求。为此整个路基的施工过程都需要严格而又规范的控制。

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3常见的湿陷性黄土路基的施工处理方法

湿陷性黄土路基在施工的过程中,其在处理方面需要根据实际情况来进行分析,有针对性的选择出合理的施工处理措施,并结合当前的处理原则进行系统工作。在湿陷性黄土路基的处理工作中,主要的处理原则在于内外兼顾、先保护后加固的施工技术要点,同时水是造成湿陷性黄土变形的主要原因,因此在施工处理的过程中首先对水要进行排除和预防和处理,然后在结合实际道路工程情况来有选择的进行处理。目前常见的湿陷性黄土路基的施工处理技术主要有以下几种:

3.1 垫层法

垫层法是湿陷性黄土施工处理中最为常见的一种,尤其是在路桥工程施工建设中,更为常见,这种方法的选择是通过在施工之处将湿陷性黄土的一部分或者是全部挖出,然后采用素土、灰土来进行分层夯实,做成相关的垫层结构,以消除路基中部分或者全部的湿陷性问题,从而减少路基变形问题,提高路基的承载能力。这种方法在应用的过程中仅仅局限于1~3米深的湿陷性黄土,同时在选择的过程中应当结合道路施工情况来局部或者是整片整片的挖出和处理。

在垫层施工技术的应用过程中,它主要包含了路基的厚度、道路的宽度以及荷载等方面要求,同时在垫层的施工建设中应当满足道路在运行过程中荷载量、车流量以及稳定性要求,同时更是要注重地基处理的经济性理念。在施工的过程中主要需要主要的事项包含以下方面:

(1)局部土垫层的处理宽度超出基础底边的宽度较小,地基处理后,地面水及管道漏水仍可能从垫层侧向渗入下部未处理的湿陷性土层而引起湿陷,因此,设置局部垫层不考虑起防水、隔水作用,地基受水浸湿可能性大及有防渗要求的路桥,不得采用局部土垫层处理地基。

(2)整片垫层的平面处理范围,每边超出建筑外墙基础外缘的宽度,不应小于垫层的厚度,即并不应小于2m。

3.2强夯法

重锤表层夯实适用于处理饱和度不大于60%的湿陷性黄土地基。一般采用2.5~3.0t的重锤,落距4.0~4.5m,可消除基底以下1.2~1.8m黄土层的湿陷性。在夯实层的范围内,土的物理、力学性质获得显著改善,平均干密度明显增大,压缩性降低,湿陷性消除,透水性减弱,承载力提高。非自重湿陷性黄土路基,其湿陷起始压力较大,当用重锤处理部分湿陷性黄土层后,可减少甚至消除黄土路基的湿陷变形。因此在非自重湿陷性黄土场地采用重锤夯实的优越性较明显。

强夯法加固路基机理一般认为,是将一定重量的重锤以一定落距给予路基以冲击和振动,从而达到增大压实度,改善土的振动液化条件,消除湿陷性黄土的湿陷性等目的。强夯加固过程是瞬时对路基土体施加一个巨大的冲击能量,使土体发生一系列的物理变化,如土体结构的破坏或排水固结、压密以及触变恢复等过程。其作用结果是使一定范围内的路基强度提高、孔隙挤密。

3.3 挤密桩法

挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土路基,施工时,先按设计方案在基础平面位置布置桩孔并成孔,然后将备好的素土(粉质粘土或粉土)或灰土在最优含水量下分层填入桩孔内,并分层夯(捣)实至设计标高止。通过成孔或桩体夯实过程中的横向挤压作用,使桩间土得以挤密,从而形成复合路基。值得注意的是,不得用粗颗粒的砂、石或其它透水性材料填入桩孔内。

灰土挤密桩和土桩路基一般适用于地下水位以上含水量14%~22%的湿陷性黄土和人工黄土和人工填土,处理深度可达5~10米。灰土挤密桩是利用锤击打入或振动沉管的方法在土中形成桩孔,然后在桩孔中分层填入素土或灰土等填充料,在成孔和夯实填料的过程中,原来处于桩孔部位的土全部被挤入周围土体,通过这一挤密过程,从而彻底改变土层的湿陷性质并提高其承载力。

结束语

不管采用何种措施,只要有严密的质量、安全控制手段,都可以经济而有效的处理好高含水率湿陷性黄土路基基底。对于湿陷性黄土地基处理措施选择既要十分重视,又不能过于保守,合理选用处理措施,对于加快建设速度,降低工程造价具有很重要的实际意义。

参考文献:

[1] 付强;强夯技术在湿陷性黄土地基处理中的应用[J];水利科技与经济;2016(04)

[2] 姚天宇;湿陷性黄土地基处理以及湿陷性评价方法[J];城市道桥与防洪;2016(12)

[3] 董晓明;谈谈湿陷性黄土地区路基的处理技术[J];四川水泥;2015(07)

论文作者:于秀飞1,周仪倩2

论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期

论文发表时间:2018/1/9

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