高速公路湿陷性黄土路基处理措施

高速公路湿陷性黄土路基处理措施

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摘要:湿陷性黄土不良地质分布范围广,路基特殊处理面积大,给公路工程建设带来较大影响和隐患。为确保公路路基的加固效果,本工程地基处理采用强夯、冲击碾压、灰土挤密桩、灰土垫层、灰土隔水墙等措施来消除地基的部分湿陷性,提高地基承载力减少路基沉降。本文结合某高速公路路基工程的实际施工,对湿陷性黄土路基的处理措施进行一下探讨。

关键词:高速公路;湿陷性黄土;路基;处理措施

1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,土结构迅速破坏,并产生显著附加下沉,故在润陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑产生危害。

2湿陷性黄土的定义

湿陷性黄土是在一定压力下受水浸湿,土结构迅速破坏,并产生显著附加下沉的黄土。湿陷性黄土共分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土两种。

2.1自重湿陷性黄土是在上覆土的自重压力下受水浸湿,发生显著附加下沉的湿陷性黄土。

2.2非自重湿陷性黄土是在上覆土的自重压力下受水浸湿,不发生显著附加下沉的湿陷性黄土。

3湿陷性黄土路基的处理措施

当路基的湿陷变形、压缩变形或承载力不能满足设计要求时,应针对不同的土质条件对湿陷性黄土路基采取相应的特殊路基处理措施,来提高路基的地基承载力和路基的稳定性。根据该段高速公路的现场实际情况,本文着重介绍一下强夯和灰土挤密桩的特殊处理措施。

3.1强夯

采用强夯法处理湿陷性黄土路基,首先应按照设计,选择有代表性并不小于1000m2的场地上进行工艺性试夯试验。根据初步确定的强夯参数,提出一组或多组强夯试验方案,进行现场试夯,测试内容及方法应根据地质条件及设计要求确定。

采用25t以上带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。采用履带式起重机时,在臂杆端部设置辅助门架或采取其它安全措施,防止落锤时机架倾覆。夯锤重100KN左右,底面采用圆形,直径约为2.5m。自动脱钩采用开钩法或用付卷筒开钩。

夯点布置采用排夯,夯点间距为5m的正方形,第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。夯击点布置与夯击点位置根据基底平面形状确定,采用正方形网络格排列。

夯锤落距根据单击夯击能和锤重确定,即:锤重(KN)*落距(m)=夯击能kN·m。

本合同段强夯的单击夯击能共分为两种:单击夯击能1200KN·m;单击夯击能600~800KN·m。

确定夯击次数、遍数、能量级别及影响深度等施工技术参数。根据影响深度(顶面0.5m,其下每1m范围)取样测定夯击前后的湿容重、干容重、孔隙比及压缩系数等施工技术参数。强夯施工每一遍内各个夯点的夯击次数,按现场试夯得到的夯击次数(一般为5-15次)与夯沉量关系曲线确定,并应同时满足最后两击的平均夯沉量不大于50mm;夯坑周围地面不发生过大的隆起;不因夯坑过深而使起锤困难这三个条件,且以使土体竖向压缩最大而侧向位移最小为原则。每个夯击点安排专人检查和记录击数,保证强夯质量。

具体间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。凡是产生超孔隙水压力、夯坑周围出现较大隆起时,不能继续夯击,要等超孔隙水压力大部分消散后,再夯下一遍。在一遍中若干夯击次数后出现上述情况,也要遵循这一要求,停止夯击,等超孔隙水压力大部分消散后,再夯下一遍。一般黄土夯击间隔时间不少于7天,对黏性土地基间隔时间不少于3~4周,具体间隔时间可根据工艺性试夯确定。施工时首先保证夯击遍数间隔时间,并做详细记录,其次可根据实际情况调整施工流水顺序,安排合理的流水节拍,力争使各区段间达到连续夯击。杜绝间隔时间未到就强行施工现象,确保强夯质量。

3.2灰土挤密桩

采用灰土挤密桩法处理湿陷性黄土路基,根据设计选择合适路段作为试验段,试验段长度宜为50m左右,根据试验段施工,总结相关施工工艺、技术参数、机械种类、型号等,完工后经质量检查符合设计和规范要求。

灰土挤密桩桩长为4~6m不等,桩径40㎝,桩间距1.0m,桩孔按等边三角形布置,桩顶设置40㎝灰土垫层,灰土桩和灰土垫层石灰剂量10%,要求桩体压实度不小于93%(重型击实标准),灰土垫层压实度不小于96%(重型击实标准)。

土料选用黄土,有机质含量小于5%,不得使用腐殖土,土块粒径不应大于15mm;石灰选用Ⅲ级以上新鲜块灰,使用前一周浇水充分消解并过筛,颗粒直径应小于5mm,不得含有未消解生石灰块及其它杂质,活性CaO+MgO的含量不小于55%。灰土配合比按设计要求采用厂拌,灰土桩中,消石灰与土的体积比为2:8,拌合好的灰土应颜色均匀,无花白料,含水量接近最佳含水量。

桩机就位,使沉管尖对准桩位,调平扩桩机架,使桩管保持垂直,用线锤吊线检查桩管垂直度,确保垂直度偏差不大于1.5%,桩孔中心点的偏差不宜超过桩距设计值的5%。隔排隔行,间隔1~2孔跳打,成孔后立即回填,以防止邻孔之间互相挤压造成相邻孔缩孔或振动坍塌。当整片处理时宜由内向外进行,局部处理宜由外向内从两侧向中间进行。

成孔后及时夯填,在向孔内填料前先夯实孔底。灰土分层回填夯实,逐层以量斗定量向桩孔内下料,落距不小于2m,每层回填松铺厚度30cm,采用电动卷扬机提升式夯实机分层夯实,夯实次数不小于3~5击,灰土桩体压实度不应小于93%(重型击实标准)。回填夯实,应针对施工机具(锤重、落距),在工艺试验中找出满足密实度要求的夯击次数,作为施工的参数。夯实到发出清脆回声为止,进行下层填料,分层夯实至设计标高。

灰土回填夯实采用连续施工,每个桩孔一次性分层回填夯实,不得间隔停顿或隔日施工以免降低桩的承载力。灰土挤密桩施工完成后,在灰土桩上部铺筑50cm灰土垫层,灰土垫层压实度不应小于96%(重型击实标准)。

3.3超压固结

超压固结是以时间充裕为前提的,新填筑路基完成后,在路基上堆载超过路基计算压力值一定量值的荷载,对路基进行预压一段时间(此时间参数一般按超压值来确定)的超压值P'与路基填土引起的压力值P0相比,乘以超压时间t'加上路基本身预压时间t,应为(P/P0)×t'+t=1~1.5年即可。

3.4化学加固

化学加固地基是一种效果明显的处治办法,目前国外主要采用注入水玻璃的办法,效果较为理想。除以上方法外,还有预浸水法、重锤夯击法、增加板结层等,但经验不太成熟时,宜慎采用。

4结束语

该段高速公路湿陷性黄土路基通过强夯和灰土挤密桩的特殊路基处理方法施工,使路基的湿陷性消除效果比较明显,地基承载力得到了很大的提高,路基的稳定性和不均匀沉降得到了很好的控制。因此,在陕西境内的湿陷性黄土路基的处理普遍采用强夯和灰土挤密桩施工方法。

参考文献:

[1]党建中.浅谈高等级公路湿陷性黄土路基处理技术[J].四川水泥.2016(08)

[2]苏春良夏海军.高速公路湿陷性黄土路基施工技术[J].江西建材.2011(04)

[3]张朋万仁勇谢春林.湿陷性黄土路基处理方法[J].筑路机械与施工机械化.2011(10)

[4]王玉娜陈敏李清杰.浅谈湿陷性黄土路基设计与处理措施[J].城市道桥与防洪.2015(04)

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