灰土路基（共5篇）
灰土路基 篇1
1 工程概况
本工程位于天津市汉沽区生态型高新技术产业园区南区的支路一西段道路、排水及道路照明工程。支路一西段 (支路二～塘汉二线) 工程修筑范围北起规划支路二, 起点桩号为K0+179.432, 东至规划塘汉二线, 终点桩号为K2+269.178, 路线全长为2089.746 m。
支路一西段规划断面, 道路红线20 m, 断面布置具体如下:
3 m (人行道) +3.5 m (非机动车道) +3.5 m (机动车道) +3.5 m (机动车道) +3.5 m (机动车道) +3 m (人行道) , 总宽20 m。车行道横坡1.5%, 采用直线路拱, 人行道横坡1%, 向车行道倾斜。
路基设计:原地面开槽压实后铺筑一层土工布, 然后填筑40 cm厚的级配碎石并将土工布在碎石层顶面反包1.5 m, 再在碎石层上做40 cm (两步, 每层20 cm) 厚8%石灰土作为路基, 路床顶面回弹模量E0≥30 MP后方可施做路面结构。
2 8%石灰土路基施工方法
2.1 施工备料
2.1.1 土料
按要求在规定的范围内取土, 对土的液塑限、含水量必须进行检验, 满足设计要求方可使用;土中含有树根等易腐烂物质要及时清理掉。工程设计要求以下土不能作为路基的填土:
a.沼泽土、冻土块, 泥炭及淤泥等;
b.含有树根、树桩、易腐朽物质的有机质含量大于4%;
c.氯盐含量大于3%;
d.碳酸盐含量大于5%;
e.硫酸盐含量大于1%。
2.1.2 生石灰
石灰质量等级不低于Ⅲ级, 进场的生石灰堆放在公路两侧宽敞、临近水源的场地;生石灰与水易消解, 长期堆放时要注意覆盖封存。在使用前一周建议用水充分消解, 消解后的石灰要避免扬尘, 保持湿度, 但不可以过湿成团;在摊铺时如发现有大块未消解石灰或有坚硬的石头杂质时要清除;消石灰应尽快使用, 不得过长时间堆放。
2.2 机械配备
选取200 m长路基作为试验段, 根据压实效果确定机械组合。
机械配备有宝马拌和机1台、平地机1台、不同吨位振动式压路机共3台、50铲车1辆、推土机1台、洒水车1辆。
2.3 宝马机路拌法施工
施工拌和一般分为路拌法施工和中心站集中拌和法施工, 本工程采用宝马机路拌法施工, 其施工方法简单、施工效率高。
2.3.1 施工工艺
宝马机路拌石灰稳定土基层施工工艺流程:
准备下承层→测量放样→摊铺素土 (测量粗略控制) →洒水→粗略整平和碾压→卸置和摊铺石灰→宝马机一次拌和→洒水湿拌→粗平和碾压、摊铺石灰→宝马机二次拌和→洒水湿拌→整形、整平→碾压→养生
2.3.2 准备下承层
对于底基层, 在8%石灰土施工前应进行压实度的检验, 必须在其达到设计规范要求后才能进行下一步施工。
2.3.3 测量放样
在底基层上恢复中线, 对道路底高程进行复测, 并在两侧边缘设置指示桩来控制摊铺宽度, 本工程8%石灰土摊铺底宽度17.86 m。
2.3.4 摊铺素土
应在摊铺前事先通过试验确定土的松铺系数, 以确定现场素土铺设厚度。本工程松铺厚度估算方法如下:
以面积为1 m2的方格来计算, 石灰土的摊铺厚度为0.2 m;石灰土的最大干密度1.71 g/cm3;石灰的堆积密度为0.67 g/cm3;素土的松铺系数为1.2。
摊铺石灰土的重量:1×1×0.2×1.71=0.342 t
摊铺石灰的重量:0.342×8%=0.027 t
摊铺石灰的厚度:0.027/1/0.67=0.04 m=4 cm
现场素土的松铺厚度:20×1.2=24 cm
摊铺素土时现场测量人员随时用水准仪粗略控制摊铺厚度。
2.3.5 洒水
本工程在对素土初步整平时如发现含水量不足, 可在素土层上用喷管式洒水车洒水补充含水量, 素土含水量满足设计要求时可省略此步骤。
2.3.6 粗略整平和碾压
将素土摊铺后用推土机进行整平, 整平后用8 t压路机快速碾压2遍, 使其表面平整, 并有一定的压实度。
2.3.7 卸置和摊铺石灰
a.用地磅称出50铲车的重量A吨
b.铲车装满消解并过筛后的石灰总重量B吨
c.每铲装石灰净重量 (B-A) 吨, 根据每车所装石灰铲数, 计算出每车石灰重量。将石灰运至现场后, 采用人工配合机械的方法进行摊铺, 将石灰均匀铺开, 石灰铺筑完毕后, 表面要没有空白位置, 也没有白灰过分集中的地方。要仔细检查消石灰厚度, 确保灰的均匀性, 注意控制各处的松铺厚度基本一致。
2.3.8 宝马拌和机机一次拌和 (干拌)
使用拌和机拌和两遍。为保证拌和深度达到稳定层底并侵入下承层0.5～1 cm的要求, 拌和时随时检查拌和深度从而达到上下层更好地结合, 严禁在拌和层底部留有素土夹层。
2.3.9 洒水湿拌
对拌和好的灰土检测含灰量、含水量。如含水量过大则采用多拌和、翻晒2遍;含水量过小时, 用喷管式洒水车洒水补充含水量, 使含水量等于或略大于最佳含水量 (1%～3%左右) , 酒水时拌和机跟在洒水车后进行拌和。混合料拌和均匀后应色泽一致, 没有灰团、灰条和花面, 没有粗细不均的颗粒且水分均匀合适。
2.3.10 粗平和碾压、摊铺石灰
分层施工时下层8%灰土施工完成后, 立即铺筑上一层8%灰土, 不需要养生。其施工方法相同。
2.3.11 二次拌和
二次拌和与一次拌和施工方法相同。
2.3.12 洒水湿拌
洒水湿拌主要注意控制洒水量以及混合料拌和均匀。
2.3.13 整形、整平
混合料拌和均匀且检测含灰量、含水量均符合要求后应立即整平。先用推土机走一遍, 再用振动压路基稳压, 然后用平地机粗平, 粗平施工完成后, 及时检测含水量, 同时用灰点法做标高。根据灰点再用平地机进行精平、整形。整平过程中, 在直线段, 平地机由两侧向路中心进行刮平;在平曲线段, 平地机由内侧向外侧刮平。本工程按照纵断面每10 m一测量向前推进, 横断面由中线向两侧每5 m一测量。施工中掌握“宁高勿低”、“宁刮勿补”的原则, 并使纵向线型平滑一致。
工程要求在设计高程+10 mm, -15 mm的范围内, 采用水准仪, 检查频率40 m一点;平整度要求在设计高程15 mm内, 用3 m直尺, 检查频率40 m一点。
2.3.14 碾压
根据路宽、压路机轮宽和轮距的不同, 制订碾压方案, 尽可能使各部分碾压次数相同, 道路靠路肩的两侧多压2～3遍, 确保一次碾压成功。
在石灰土宽度、厚度、高程满足设计要求的前提下进行压实施工, 混合料表面应始终保持潮湿且不粘轴, 如表面水分蒸发过快, 及时补洒少量的水。严禁压路机在已完成或正在施工的路段上“调头”和急刹车, 以保证摊铺表面不被破坏。直线和不设超高的平曲线, 由两侧路肩向路中心碾压;设超高的平曲线段, 由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压程序按照先轻后重, 先慢后快、先静后振、先两边后中间的原则。先用18T吨压路机快速碾压一遍, 稍后再用D175振动压路机进行一遍稳定 (全轴碾压) , 碾压过程中, 第2、3遍采用强振碾压, 错轴次序为1/2、1/3, 最后采用3Y18-21T三轮压路机碾压3遍, 错轴次序为1/3、1/2、全轴。一般碾压共需6～8遍。碾压过程中, 如有松散、起皮等现象, 应及时翻开重新拌和。
碾压结束前, 必要时用平地机再终平一次, 使其纵向顺适路拱和超高符合设计要求。对于高出的部分刮除并扫出路外;对局部位低于设计标高时, 不能采用补贴的方法, 等铺设下一层时补齐。
碾压完成后, 及时取样检测压实度, 如果达不到设计压实度的要求, 应及时碾压直至压实度达到设计要求为止。
压路机的碾压速度要严格控制, 头两遍以采用1.5～1.7 km/h以后采用2.0～2.5 km/h并应达到无漏压, 无死角, 以保证碾压均匀。
同一天两个工作段的衔接处, 应采用搭接, 第一段拌和后, 留5～8 m不进行碾压, 第二段施工时与第一段留下未压部分一起碾压。
2.3.15 养生
在压实度验收合格后, 立即进行养生。石灰稳定土养生期间不应过湿或过干, 必要时要洒水覆盖湿润养生, 养生期间道路的进出口封闭, 严禁车辆通行。工程养生后在下一步施工前需对石灰稳定土做弯沉试验。
3 总结
8%石灰土路基施工时应注意以下要点:
严格控制石灰的质量;混合料的拌和要充分、均匀, 严禁出现素土夹层;严格控制厚度和顶面高程以及碾压时的含水量和碾压速度;养生期间严禁车辆通行。
灰土路基 篇2
路基施工之前需要做好施工准备工作，这是保证施工质量的前提条件。施工前需要做好测量工作，将各控制桩与水准点明确标示出来，并将各工序的注意要点都标示清楚，以保证施工的有序进行；对填土质量进行严格检查及控制，做好施工现场的土质检定工作；铺设好施工现场的运输通道，保证道路的通畅性，为机械设备提供良好的通行保障；做好施工现场的防排水工作，将临时排水及永久性排水设施进行科学设置，保证施工现场的积水能够及时排出；对施工人员、机械设备以及材料等物资进行充分配备，保证人员安排的合理性；另外，在公路路基施工之前，还需要对石灰土路基进行放样，通常采用悬线方法进行放样。放样之前需要对标高进行严格控制，保证放样的速度和精度。
1.2石灰土的拌和及运输
石灰土的拌和质量对施工质量会产生直接影响，拌和时需要按照一定的比例进行。在土上铺一层石灰，然后根据一定的深度边取土边掺一定比例的灰。拌和之后，需要进行闷料，闷料的时间应不低于48h[1]。闷料期间如果遇到雨天，应该做好防护措施。在闷料完成之后，采用挖掘机将土堆摊开，使料土的热量得到有效释放，水分得到有效消散，形成路基所需要的石灰土。石灰土在正式用于施工之前，还需要进行必要的试验，以保证其各项性能符合路基施工建设标准。石灰土在拌和完成，准备用于施工时，要采用挖掘机和装载车进行装车，采用自卸车进行运输。为了保证石灰土的有效性，应控制好自卸车倒土的`密度。每车石灰土的摊铺密度都应该满足铺筑层厚度及压实干密度的要求，根据路幅的实际宽度，来确定卸料位置和数量。
1.4石灰土的整平
石灰土路基整平之前，需要进行二次拌和，以保证石灰土路基的均匀性。第二遍拌和前，采用平地机进行粗平一遍，对于塑性指数高，不易拌碎的土块，应该适当增加拌和遍数。在石灰土拌和符合要求后，采用平地机粗平，将表面的土坎、波浪、沟槽等大致整平；采用振动压路机或轮胎压路机进行1～2遍的稳压[2]；根据控制桩来进行挂线放样，并做好标记；稳压过后，用平地机刮平，平地机应由外侧向内侧作业；在标高和平整度满足要求后，对接头、边角等平地机无法作业的地方进行人工平整。在最后一遍整平之前，应该对石灰土喷洒适量的水，以方便后续的碾压。
1.5石灰土的碾压
在石灰土路基整平之后，石灰土的含水量应该高于最佳含水量的2%～3%以上。碾压时，先采用振动压路机稳压2～3遍，然后再静压，可用18～21T的压路机来静压2～3遍。碾压过程中，应该遵循从边到中，先轻后重的原则。后轮应该重叠1/2以上轮宽。压路机的速度必须符合要求。需要强调的是，石灰土路基的碾压工作必须连续进行，中途应避免停顿。碾压时压路机必须保证路线的顺直。碾压完成后，需要对接头部分进行有效处理，将拌和不均匀、标高误差大等部位进行处理。碾压完成后应保证表面无弹簧、明显轮迹、松散或起皮等质量问题[2]。
1.6养生
石灰土路基施工完成后，不能马上覆盖上层结构，应该进行至少7d的养生。养生可采用保湿养生的方法，采用洒水机进行洒水养生。洒水机的荷载不能过高。养生期间应做好现场的封闭工作，禁止一切车辆通过。
2石灰土路基的质量控制
2.1原材料质量控制
公路石灰土路基中所使用的石灰必须满足相关的技术标准，保证试验与使用的石灰级别一致。石灰类的材料存放时，应该做好防雨避风等措施，避免石灰潮湿或失效。在正式开工之前，还需要进行试验检测，保证原材料的各项指标符合要求。不得将不合格的石灰等材料应用于路基工程。
2.2压实质量控制
压实度是石灰土路基施工质量的控制要点。在实际施工过程中，对石灰土路基的压实质量影响有较多因素。比如标准密度、压实机具、拌和质量以及含水量等。石灰土路基施工压实度，需要通过标准击实试验来进行确定[3]。标准击实试验的操作必须严格按照相关规程要求进行，以保证试验的准确性。在施工过程中，还需要对填筑土的土质变化情况进行观察，如果发现填筑土的土质发生变化，应该重新进行击实试验，这样方可保证压实质量；在石灰土的试验段施工过程中，需要对压实机具的组合方式，拌和遍数、松铺系数或压实层厚度等进行确定；由于石灰土的含水量对其碾压质量会产生直接影响，因此，需要对石灰土的含水量进行有效控制。在碾压之前和碾压过程中，需要随时对石灰土的含水量进行测定，保证整个碾压过程石灰土的含水量均处于最佳状态。
2.3强度的控制
强度是石灰土路基的重要指标。在石灰土路基施工过程中，土质、石灰的品质以及压实度等，对路基的强度都会产生直接影响。为了保证石灰土路基的强度，首先应该对土场进行科学选择，使土质能够符合拌和要求。拌和用土要尽量采用塑性指数在12～20间的粉质黏土或黏质粉土。也可以选择经过处理，并符合要求的砂性土或重黏土；为了保证石灰土路基的强度，还需要对石灰土拌和的均匀性及灰剂量进行控制。石灰土应集中拌和，以减少材料损失，避免对环境造成污染，而且也能够保证拌和质量。如果采用路拌法施工，应该将素土充分击碎，保证其粒径在标准范围内，在经过摊铺和整平以后，利用轻型压路机进行稳压，稳压遍数可控制在1～2遍之间[4]。当其表面平整后，需要打上方格网，然后根据设计出的灰剂量，来计算出每个方格网所需要的石灰用量，以提升布灰的均匀性；在布灰完成后，应及时拌和，避免产生素土夹层。拌和好以后，还要进行灰剂量的试验，避免由于灰剂量不足而导致强度不足。
2.4监督与检验
在石灰土路基施工过程中，试验人员应该在施工现场对施工全过程进行检验。在碾压完成后，及时取样进行压实度检测，如果压实度不符合要求应立即进行补压，直到满足要求。在石灰土路基成型两天之内，还需要进行平整度、标高、横坡度以及宽度等技术指标的检验，如果检验不合格应马上进行处理。
3结语
灰土路基 篇3
关键词：灰土桩,钢筋混凝土桩,吸水,膨胀,挤实
0 引言
路基病害成因复杂, 根治困难, 严重威胁着铁路运输的安全运行。整治路基病害是工务和运输管理部门十分关注的问题。哈局管内齐北线哈川至富裕间K59～K60处, 地处松嫩平原, 地势平坦, 该地区年平均气温2℃, 年平均降水量447.2毫米。既有线路为国铁一级次重型, 单线直线地段, 路堤高1.5米, 边坡1:1.5。形成病害的原因主要是线路右侧的富裕乳品厂和富裕磷肥厂所排弃的污水处理氧化塘所至。氧化塘占地面积40公顷, 日排放和处理污水达6000立方米。由于氧化塘距离线路较近, 致使K50～K60处附近路基常年被污水浸泡, 形成浸水路堤。虽然水位平稳、冲刷缓慢, 但长期的浸蚀、冲刷, 使路堤土体饱和, 其抗剪强度降低, 再加上土质冻融, 路基的稳定性下降, 从而导致右侧路肩不同程度的坍塌、沉陷, 其纵向裂纹严重, 造成线路严重下沉、变形及基底外挤等。线路条件不断恶化, 危及行车安全。
1 整治措施及原理
由于该处路基所处地势低洼, 基床长期浸水, 路基松软膨胀、稳定性下降。通过挖探、钻探得知:地表下为第四纪冲积层, 岩性为淤泥、淤泥质砂粘土。地面0.5米以内为砂粘土, 褐黄色, 软塑;0.5～25米为淤泥质土, 呈黑色, 灰黑色, 软塑。淤泥质土的天然含水量达30%。由于基床含水量高, 孔隙比大, 使得线路产生沉降。因此在整治该处病害时, 除对坡脚进行防护外, 还在路基浸水的一侧布设钻孔桩、钢筋混凝土桩, 利用生石灰桩加固法进行了综合整治。
所谓生石灰桩法就是将改良土质的材料 (生石灰) 在软弱地基中形成桩, 利用生石灰与软弱地基之间发生的化学作用 (吸水、膨胀) 来加固地基的一种方法, 这种方法的特点是:不必在地表面预先堆载, 靠生石灰桩在水平方向的挤实作用代替地面堆载的作用, 见效快, 缩短施工工期, 适用于渗透系数小的软粘土、淤泥质地基的加固工程。生石灰桩在软土中一旦形成, 即发生化学吸水、发热、体积膨胀的消化反应。由于生石灰的吸水、吸附作用, 在软弱地基中打设生石灰桩后, 桩周土将自桩壁由近及远顺次迅速脱水, 此时生石灰桩由表及里地反复发生膨胀和吸附反应, 直到桩的中部, 最终达到平衡状态为止。生石灰桩法是一种在形成桩体本身强度的同时又加固了桩间地基土的施工方法, 因此也可以说是以往使用很久的排水井法和近年来普及起来的深层拌合法两种方法的综合, 是一种复合型的地基加固方法。
2 施工方法
钻孔桩为四排, 内两排及外两排均以等边三角形排列, 其边长为1.0米, 钻孔的直径为0.3米。平面布置图及断面图如下:
最外一排为钢筋混凝土桩, 用于加强侧向约束, 限制基底挤出, 以确保路基稳定。中间两排为复合挤密桩, 复合挤密桩的填料配合比应采用为:白灰:粉煤碳:粘土=3:2:5 (重量比) , 同时加入5%的水泥。利用生石灰强力吸水和膨胀作用, 把土中自由水吸干、挤实, 利用石灰与粘土的离子交换作用和化学反应使桩周围土体排水固结, 改良土的性质、增加土的强度, 达到加固松软路基的目的。最内侧的一排为封水桩, 用于加速吸水固结作用, 形成隔水墙, 避免水分进入路基本体内。
施工时震冲器应安设在路基边坡上, 预先要整平边坡, 安设走行滑道, 机械安放稳固后方可进行作业。打桩施工时要密切注意土体侧向位移造成的影响。石灰桩打成后, 土中的孔隙水就发生变化, 桩中央部位温度可达300～400℃甚至更高, 吸水达到最终平衡状态的时间大约需1～4周。另外打石灰桩时, 周围地基受到扰动, 强度暂时下降, 因此一般将施工后3～4周时的强度值作为管理的目标值较为妥当。
3 小结
通过以上综合措施的整治, 能够改善土体状况, 减少土中毛细作用, 从而疏干土体, 增加土质强度, 增强路基整体稳定性, 提高了基床的承载能力。整治后通过多年的运营, 路基无明显的下沉、坍塌, 病害整治效果显著。
参考文献
[1]池淑兰, 孔书祥.路基工程.中国铁道出版社.
[2]JTGD30—2004公路路基设计规范[S].2004.
灰土路基 篇4
1 加固段工程概况
吴子高速K26+675～K26+730段为典型的黄土高填方路堤,该填方段为整体式路基,路基宽为24.5 m,填方高度平均约20 m,最大填方高度21 m,路堤分为二级坡,一级坡比为1∶1.5,高8 m,下设2 m平台;二级坡比为1∶1.75(见图1),桩采用正三角形布设(见图2)。地基为淤积地,采用碎石桩进行处理,路堤采用素土填筑。
路堤填筑竣工后出现多条不均匀沉降横向及纵向裂缝,经检测压实度较为离散,低的只有80%多,高的超过了100%。整个路堤采用灰土挤密桩加固,桩的具体设计参数如下:钻孔直径0.4 m,挤密填料孔直径0.48 m,孔心距1.4 m,挤密系数ηc=0.9,桩长为20 m左右。通过现场实验获取灰土挤密桩加固前后的土性参数,加固后的土性参数采用复合模量,加固前后土性参数见表1。
2 灰土挤密桩原理
灰土挤密桩是通过机具成孔,利用杆状尖锤的高压强动能,对孔内填料进行冲击夯扩,破坏原土结构,使填料向孔底和孔周强力压实、挤密,从而改变土体结构提高地基承载力,同时生石灰受潮后消解体积膨胀,使得路基填料再次被挤密。挤密桩起到置换作用、应力集中效应,成桩后的挤密桩与桩间土形成复合地基共同承担上部荷载,进而减少总沉降量。
3 分层总和法
由于高路堤填筑用土大多是经过开挖、重塑、搬运和再压实的土,属于非饱和土,而非饱和土的固结理论迄今为止是不成熟的,其土的变形特性和土体的沉降计算方法与饱和土不同,目前其主要的研究方法仍是分层总和法。分层总和法计算地基沉降是目前沉降计算中使用最多的方法,几乎各土建行业的相关行业规范都将其列入法定算法。由于高路堤既是承重体,同时又是荷载,而车辆动荷载在堤内产生的附加应力很小,土堤的沉降主要由自重应力引起,因此在高路堤的分层总和法计算中做如下假定:
1)假设路堤从下向上顺序共分为m层填筑,其中,第i层填土的高度为hi;重度为γi。第i层土只能承受第i+1层土以上各土层的自重荷载,自重荷载用土柱重计算。计算中各层土都可计算其在上部土压力作用下的沉降量,只有最上层的第m层填土无法计算其沉降量,为减少误差,只以自重计算其沉降量。
2)一般取路堤中心点下计算各分层土的竖向压缩量,认为路堤的沉降量S为各分层竖向压缩量ΔS之和,即
3)假定地基土只在竖向发生压缩变形,而没有侧向变形,假定路堤填土材料是弹性的、应力分布符合布西奈斯克解,其变形特性符合侧限一维压缩情况,计算ΔSi时,设压缩模量在小的应力增量下保持不变,进而有(应用e—p曲线):
其中,Hi为第i分层土的厚度;Esi为第i分层对应于P1i～P2i段的压缩模量;P1i,P2i分别为土层自重应力平均值、附加应力与自重应力之和的平均值。
在计算灰土挤密桩处理后的高路堤时,可将高路堤视为一种复合地基,在各类实用的计算方法中,通常将复合地基沉降量分为加固区的沉降量S1和下卧层的沉降量S2两部分,复合地基的沉降量可表示为:S=S1+S2。在本文中由于是在基底处理后,高路堤成型后再进行的灰土挤密桩的加固处理,我们可以假设基底的沉降量可以忽略不计,高路堤的沉降量等同于复合高路堤的沉降量。所以计算灰土挤密桩处理后的高路堤沉降量时,采用复合模量法计算。复合模量法将复合路堤加固区视为一种复合土体,采用复合压缩模量Ecs评价其压缩性,在采用分层总和法计算加固区的沉降量时,复合地基加固区沉降量可采用下式进行计算:
其中,ΔPi为第i层复合土上附加应力增量;Hi为第i层复合土层的厚度。
复合模量法采用面积加权平均法得到:
其中,Ecs为复合压缩模量;m为灰土置换率;Ep为灰土挤密桩的压缩模量;Es为桩间土的压缩模量。
4 计算结果
K26+675～K26+730段的黄土高填方路堤土的泊松比根据经验统一取为0.3,由室内实验分别得到在压实度为85%,90%,93%,96%下的密度及压缩模量(灰土挤密桩的密度及压缩模量均为复合模量),具体参数见表1。计算结果均为高路堤地表中心变形沉降量(见表2)。
5 结语
1)由黄土的工程性质决定了黄土难以压实,离散性较大。黄土高路堤在碾压过程中难免局部压实度低于0.90,以填方高度20 m计,压实度低于0.90时,路堤自身的沉降量超过规范值(30 cm)。而压实度的离散性容易造成高路堤的沉降差从而易促发沉降裂缝。当填方高度大于20 m时,各级压实度下路堤的沉降量都将随着填筑高度的增加而显著放大,以20 m的高填路堤计,填土高度增加5 m,在0.96的压实度工况下,沉降量将超过规范值,所以对于大于20 m的黄土高填方路堤有加固的必要性。
2)压实度为0.85的黄土路堤经灰土挤密桩处治后,沉降量小于压实度为0.96未经处理的黄土路堤沉降量。压实度为0.85及0.96的黄土路堤处治前的沉降差达16 cm,经灰土挤密桩处治后沉降差减小为4.1 cm,即灰土挤密桩处治后,能有效的降低黄土因压实度离散性而造成的沉降差,对黄土路堤沉降裂缝的处治效果良好。
参考文献
[1]刘奉银,赵然.黄土高填方路堤沉降分析[J].长安大学学报,2003,23(6):23-28.
[2]薛春明,李凤霞.挤密桩在处理湿陷性黄土地基中的应用[J].山西建筑,2005,31(12):85-86.
[3]李珍英.灰土加固地基性能几个问题的探讨[J].工程勘察,1999(5):20-21.
灰土路基 篇5
灰土挤密桩作为处理自重湿陷性黄土地基的一种常用手段,已被广泛应用。合理采用灰土挤密桩对于消除地基土的湿陷性、提高复合地基承载力效果相当显著。现结合兰渝铁路兰州—广元段LYS-1标DK44+700～DK45+200里程段路基灰土挤密桩施工对不同桩间距进行试验。
1 工程概况
该段工程地质为宛川河一、二级阶地。第四系全新统冲积砂质黄土具湿陷性,湿陷类型表现为自重,湿陷等级为4级,湿陷厚度13 m～16 m,粗粒土,上第三系砂岩。地下水位埋藏较深。桩体所用石灰采用当地生产的石灰,质量符合设计要求。石灰中活性CaO,MgO含量大于50%(按干重计),粒径小于5 mm,夹石量小于5%。素土采用制定取土场,经实验室土壤分析,表现为湿陷性黄土,土质纯净,有机质含量不大于2%,土壤含水量低。
2 灰土挤密桩试验方案
设计DK44+700～DK45+200里程段落灰土挤密桩桩径0.4 m、桩间距1 m、桩长7 m,按梅花桩布设,本次试验共试桩21根,试桩总共分三组,间距分别是0.9 m,1.0 m和1.1 m进行试验。
3 实验前后地基承载力及密实度检测
在试验开始前对原地面做密实度试验,以确定自然原地面整体地基的密实度和地基承载力,结果分别见表1,表2。
4 施工工艺说明
4.1 测量放样
首先测量人员对DK44+700～DK45+200段进行中线恢复,并根据设计要求坡脚外加3 m的位置放设边桩,以每20 m为一个断面进行放样,以控制路线的整个线行走向,用50 m钢尺配合3 m直尺对断面内桩位进行平面布置,白灰布点。
4.2 桩机就位及成孔工艺
灰土挤密桩的施工应按设计要求、成孔设备、现场土质和周围环境等情况选用沉管、冲击或夯扩等方法。本工程采用沉管成孔。
4.2.1 施工工艺流程
灰土挤密桩试桩施工工艺流程如图1所示。
4.2.2 成孔挤密
1)工艺流程。
沉管法成孔挤密施工工艺流程主要工序为:桩管就位→沉管挤土→拔管成孔→桩孔夯填。
2)沉管法成孔施工要点。
a.桩机就位要求准确平稳,桩管与桩孔应相互对中,在施工过程中桩架不应发生位移或倾斜。b.桩管上需设置醒目牢固的尺度标志(每0.5 m一点),沉管过程中应注意观察桩管的垂直度和贯入速度,发现反常现象时应立刻分析原因并处理。c.沉管沉入设计深度后应及时拔出,不宜在土中搁置时间过长,以免摩阻力增大后拔管困难。拔管确实困难时,可采取管周浸水或设法转动桩管的方法减少土中阻力。d.沉管沉入一定深度后应对每次拔管分层填料厚度做好记录,填料完成后,检测其压实系数。e.拔管成孔后,由专人检查成孔的质量,观测孔径、深度是否符合要求。如发现缩径、回淤等情况,作出记录并及时处治。
4.2.3 桩孔填夯
夯填施工按下列要求进行:1)夯实机械就位后应准确稳定,夯锤与桩孔要相互对中,夯锤应能自由下落到孔底。2)夯填前应注意清除孔内的杂物或积水,开始填料前先将坑底夯实到发出清脆回声为止,然后开始分层填料夯实。3)桩孔应分层回填夯实每次回填厚度10 cm～15 cm,采用连续夯实机将灰土用铁锹随夯击不断下料,每下一锹夯击3锤～5锤,夯实桩顶应高出设计标高20 cm,挖土时将高出部分铲除。4)桩孔夯填高度宜超出设计桩顶标高20 cm～30 cm,所余顶部以上桩孔可用其他土料回填并轻夯至施工地面。5)为确保填夯质量,应认真控制并记录每一桩孔的填料数量和夯实时间,同时按规定抽查一定数量的夯实质量。
5 不同桩径情况下灰土挤密桩试验结果对比
5.1 密实度对比表
设计要求的挤密桩密实度为桩体不小于97%,桩间土密实度为90%,并且重要部位不小于93%。通过试验桩的检测结果对比,试验除1.1 m间距的挤密桩外,其余均满足设计要求。
具体数据见表3。
5.2 地基承载力对比
通过试验前的动探试验和试验后的平板载荷试验对比,发现挤密桩试验后地基的整体承载力有明显的提高,说明挤密桩施工对改善湿陷性黄土的特性和增加整体地基承载力有明显的效果,结果见表4。
5.3 无侧限抗压强度及现场取样试验结果统计
无侧限抗压强度及现场取样试验结果统计见表5。
MPa
6 试验结论分析
6.1 机械人员组合
每一台打桩机配备3人,提升式桩体夯实机每台配备2人,可以满足现场施工需要。
6.2 灰土要求
现场取样测得施工时桩体填入的灰土确定拌和比例为2∶8体积比。灰土的最佳含水量为16.2%,最大干密度为1.7。土料选用黄土;石灰选用Ⅲ级以上新鲜块灰,使用前3天～前4天浇水充分消解并过筛,颗粒直径应小于5 mm,不含未熟化生石灰块。
6.3 夯填土及检测
灰土配合比按设计要求采用厂拌,灰土拌制根据回填要求随拌随用,已拌成灰土不得超过24 h或隔夜使用,桩孔应分层回填夯实,每次回填厚度10 cm～15 cm,采用连续夯实机将灰土用铁锹随夯击不断下料,每下一锹夯击5锤。
每完成100根挤密桩使用灌砂法按照3%的频率进行密实度试验检测,每完成1 000根桩使用静载试验检测,检测频率为2‰。
6.4 桩间距布设
通过本次试验桩的完成,试验结果显示,0.9 m和1 m的挤密桩,桩体密实度、桩间的挤密效果、复合地基承载力均能满足设计要求。
参考文献
[1]JGJ 79-91,建筑地基处理设计规范[S].
[2]GB J25-90,湿陷性黄土地区建筑规范[S].
[3]TB 10102-2004,铁路工程土工试验规程[S].