路基工程黄土施工技术

路基工程黄土施工技术（精选10篇）

路基工程黄土施工技术 篇1

我国是世界黄土分布面积最广、厚度最大、成因类型最复杂、地层层序最完整的国家。近年来, 随着西部大开发, 交通大发展的建设步伐, 国家加大了基础设施建设的力度, 而公路建设首当其冲排在了第一位。在公路建设过程中, 各种新工艺、新技术、新材料的运用已相当普及, 体现了公路建设的科技化、信息化。而路基作为公路的主体工程, 在施工中如何确保路基具有足够的强度性、稳定性和耐久性就显的尤为重要。本文就笔者在黄土路基施工过程中的施工技术谈谈个人的体会, 以期对黄土地区路基的施工有一定的指导意义。

1 黄土的结构特征

黄土的结构:黄土的颗粒组成以粉粒 (0.005~0.05) 为主, 可达50%以上, 其中粗粉粒 (0.01~0.05m m) 含量又大于细粉粒的含量。因此, 黄土的结构是以粗粉粒为主体骨架的结构。较大的砂粒“浮”在结构体中, 细粉粒、粘粒和腐殖质胶体则附在砂粒及粗粉粒的表面, 与易溶盐及沉积在该处的碳酸钙、硫酸钙一起形成了胶结性的联结。有了这种胶结性联结后。黄土结构也就稳固了。

2 黄土路基施工要点

2.1 松铺厚度的控制

黄土路基施工松铺厚度应为:当压实度要求90%时, 应不大于35cm;当压实度要求93%~95%时, 应不大于30cm。松铺厚度可用车数控制, 也可在土摊铺完成后, 挖探检测, 如松铺厚度控制不好, 将严重影响压实效果。

2.2 含水量的施工控制

黄土压实时对含水量很敏感, 施工时要密切关注含水量, 最好在碾压前测定, 也可在取土场测定, 应随时注意含水量的损失。如果含水量不足, 必须补水, 最好傍晚补水, 第二次再补压。这样洒在土层表面的水经长时间渗透, 使土体各个部分含水量很均匀, 才能达到补水的目的;否则, 表层含水量过大不足, 补水基本层“弹簧”, 压实度仍然不能达标。长时间天气干旱, 碾压时含水量不足, 补水基本上采用这种方法。如使取土场含水量在控制含水量范围内, 可在晚上气温低时上土, 早晨或凌晨摊铺碾压, 在太阳出来气温升高前成型。这样一方面可加快工程进度, 二来也能保证碾压时土的含水量, 保证压实度满足要求。

黄土碾压时含水量的控制范围, 一直是我们在施工中探索的一个问题。根据施工实践, 土的含水量在最佳含水量3%上下范围时, 压实度均可达到压实度要求, 不过含水量小于最佳含水量时, 压实功明显增加, 当含水量大于最佳含水量时, 压实相对更容易一些, 这主要是因为:1) 含水量大于最佳含水量时, 施工中水分损失后, 其压实度时的含水量更接近于最佳含水量;2) 水分较多时, 土颗粒表面的水膜可起一定程度的“润滑”作用, 土颗粒在外力作用下, 更容易移动, 使土颗粒挤压得更密实些。不过, 像其他土质一样, 含水量达到一定程度时, 黄土压实时同样会出现“弹簧”, 最好不超过最佳含水量的3%。

3 压实机具及工艺

在施工过程中, 压实机械主要以光轮自行式压路机配合拖式凸轮振动压路机组合作业, 平地机摊铺整平。在平地机整平检测厚度后, 压路机先静压一遍, 再由振动碾压5~6遍, 平地机再次整平, 再由光轮振动碾压2遍。为保证路肩压实度, 边缘处多碾压1遍, 最后静压一遍。

4 施工质量的控制

4.1 土质的适用性

黄土的土质是影响黄土压实困难的根本原因。从筛选试验看, 同粒径颗粒含量高, 粘粒含量小, 级配不好, 只有土粒表面的水膜厚度合适, 即含水量达到最佳含水量时, 才能获得满意的压实度。从液塑限试验结果分析, 塑性指数偏低, 粘结力不足较难形成稳定的压实体。所以在黄土地区进行路基填筑前, 一定要对土质进行分析, 如果为塑性很小的粉性土, 需要考虑它的可用性。很多地区的路段未作CBR试验, 从现行规范来看, 只要求做CBR试验, 但无标准, 无法从CBR指标判定土质是否为路基填筑适用材料。在此方面应进一步认真研究。

4.2 路基的旱雨季施工

黄土的压实对土的含水量很敏感, 所以在干旱少雨的黄土地区填筑路基时, 含水量较难控制。但每年的8、9月份, 黄土地区却常常有短时间的大到暴雨, 黄土的含水量又常常很高, 造成无法大面积的展开施工。不仅影响施工进度、压实质量, 而且如果在未晒干时就上土, 就容易形成“弹簧”, 为防止出现这种情况, 在路基施工时, 一定要做出路拱来, 是排水通畅不积水, 这样可大大缩短雨后的停工时间, 如果出现局部“弹簧”, 采用换填沙砾或用生石灰粉和后碾压处理。另外, 黄土易受水冲蚀, 为防止下雨时路拱汇集的水集中流出路基面, 路肩处一定要碾压平整, 否则, 水流冲蚀需要用灰土人工分层夯实补填。

5 黄土路基的设计

5.1 坡面防护

黄土遇水易冲蚀, 含水量小时易风蚀, 对坡面的稳定造成不利影响。为防止此种情况的发生, 路基边坡最好采用植被防护, 而路堑边坡也需设计防护。

5.2 排水设计

目前大部分高等级高速公路路面排水设计为散排, 在多雨的年份, 发现这种设计不合理, 不过专家已认识到这一问题, 拟改变为集中排水, 设挡水石、集水槽、急流槽等。

5.3 路堤高度

高等级公路路基路堤的设计高度一般都比较大。但黄土路基需考虑到设计的弊端, 路堤高度大, 工程量势必大, 这对施工条件、自然条件差的黄土路基质量是个隐患。路堤高度低, 工程小, 易于精耕细作。则能保证质量。

5.4 沙砾垫

沙砾层的设置对黄土路基好处表现在两个方面:1) 黄土具有湿陷性, 沙砾垫层可隔断地下水对路基的侵蚀;2) 可处理地下水位较高的软土地基, 增强路基底面的承载力。从这种设计地方段的路基稳定性来看, 效果是较好的。而没有铺设沙砾层的地段, 在多雨的季节中, 稳定性就比较差, 如K82+680处, 因南侧水侵入路基下, 边坡附近就出现纵向裂缝。

6 结语

中国是黄土分布十分广泛的国家, 黄土覆盖的地区, 约占全国总面积的五分之一。这样大面积的黄土, 对人们的居住、交通、农业以及工业等国民经济的发展方向都有着极密切的关系。加强黄土地区路基施工技术研究可在西部公路建设中发挥巨大作用, 由于技术水平有限, 更先进的技术还需广大同行朋友继续探索。

参考文献

[1]郑建国, 王婷, 张继文.黄土路基沉降量预测方法的研究[J].岩土力学, 2010.

[2]刘玉卓.公路工程软基处理[M].北京:人民交通出版社, 2003.

路基工程黄土施工技术 篇2

石灰土处理湿陷性黄土路基施工技术

结合山西省临汾至吉县高速公路的路基施工,系统阐述了石灰土作为一种路基填筑材料,在处理湿陷性黄土路基的强度形成机理和施工技术,并着力说明在此过程中关键工序的操作工艺,对湿陷性地区的.高速公路建设具有一定的借鉴意义.

作 者：田正旺 作者单位：山西省晋中路桥建设集团有限公司刊 名：商情英文刊名：SHANGQING年，卷(期)：“”(11)分类号：关键词：高速公路 石灰土 湿陷性土 路基施工

路基工程黄土施工技术 篇3

【关键词】湿陷性黄土；质量；控制

前言

湿陷性黄土，多分布在东北、西北、华中和华东部分，是指在上覆盖土层上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。这种特殊土质在施工过程中，必须考虑地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。

1、黄土湿陷介绍

黄土湿陷的外部原因是在天气比较干旱的时候，土是疏松的，其蒸发量大于大气的降水量，在压力的作用下，受到水的浸湿，发生了湿陷。内部原因还是因为自身的物质成分特征引起的。下表为甘肃黄土物质分析表：

黄土中的粘粒、胶状物、颗粒等都会对黄土的性质产生影响，盐类的含量也在影响着黄土的湿陷性。当易溶盐的比例较高时，湿陷敏感性较大，容易突发沉陷；如果中溶盐或者难溶盐比例较大的话，沉陷现象会滞后。除此之外，湿陷性与黄土的孔隙大小以及压力都有密切关系。下表为湿陷性黄土的湿陷等级表：

2、湿陷性黄土路基病害类型

2.1路基沉陷，在压力作用下，湿陷性黄土路基受到水的侵蚀后，结构物被破坏发生沉降，其类型有纵向沉降、横向沉降和边坡坍塌。2.2路基陷穴，有规律的分布在黄土塬的边缘、河谷地阶边缘、河床中等。有以下几点原因：①湿陷性黄土是一种土质疏松，粉土颗粒组成的特殊土，其细微颗粒非常容易遭受侵蚀；②易溶盐含量较大，容易形成碳酸钙，在水的环境下，容易破坏黄土内部结构；③水流将黄土中的粘土和粉颗粒带走，扩大了裂缝及孔隙，当水慢慢渗入黄土后，黄土中大量的溶盐被带走，使得黄土固结强度下降，形成陷穴。2.3高填路基被破坏，主要由于地面水的溶蚀。高填路基主要修建在冲沟等部位，也位于路线的凹形竖曲线部位，所以下雨后，雨水从两岸斜坡和路面两端流向堤面形成积水，通过渗入地下才能蒸发或者排除，在下渗过程中，破坏其土质结构引起滑坡。

3、施工中常用措施

3.1换填法

换填法也叫换填垫层法或垫层法，当公路地基不坚硬且无法满足上部压力对地基的形变需求时，则将一部分区域内的土挖出来，回填上性质比较好的灰土。灰土具有物美价廉的经济特性，我们将灰土过筛后进行换填并夯实，这种方法能有效的改善土质。改善后的土质具有以下特性：第一，可把局部或者整片的湿陷性黄土消除；第二，减少地基的渗水性及抗压缩性；第三，减少顶面的附加应力。

3.2重锤夯实法，重锤夯实，是将重锤抬高到一定高度后，让其做自由落体运动，对土质进行反复夯实的一种行为，通常可消除湿陷性厚度1.5m左右。被夯实的土质，干密度变大，湿陷性得到消除，透水性减弱，提高其承载能力。这种方法适用于在地下水位之上且饱和度在60%以下的湿陷性黄土。

3.3强夯法，强夯法也叫动力固结法，是将重锤掉到一定噶读后，在重力作用下做自由落体运动，产生强大的冲击力，给予地基震动和夯实。在上个世纪末，中国引入此项技术，并经过不断完善应用于现在的公路工程建设项目中。这种方法工期短，设备简单，工艺工序不复杂，而且加固效果较好，工作效率高，一台机器有效加固面积在5000m2-10000m2。

3.4灰土挤密桩法，灰土挤密桩是指通过某种方法，对灰土进行挤密，是深层土体达到密实状态，从而降低土体孔隙，增大承载力。施工的时候是在地基中生成半径为14-30cm的桩孔，然后向孔内夯填灰土。施工过程中注意以下几点：第一，因为在储存过程中，长时间的堆放储存使得混合料的强度和稳定度会受到影响，所以在施工过程中一定要检查石灰钙镁含量；第二，成分对生石灰消解后再进行使用，注意水的用量；第三，对石灰要进行过筛，消解不充分的石灰会自行成块，影响后期路基质量，所以消解后也要尽快使用完；第四，施工前要给石灰掺入一定的闷料，闷料时不要将白灰一次性掺入，可以分级掺入拌合；第五，摊铺前还要再次加入石灰，含水量控制在最佳含水量2%-3%左右；第六，施工现场随时检测含水量的变化，使其一直保持在最佳含水量±2%时为佳；第七，碾压过程要一气呵成，避免反复碾压，若碾压时间过长，应及时补充表面的水分，待水分渗透下去，不粘轮子时在进行碾压；

3.5预制、灌注桩基础，桩基础如果处理的是湿陷性黄土，桩周围的土被水浸润之后，摩擦力会降低，当土体自身陷落时，会引起质量问题。所以，湿陷性黄土上的桩我们可以选用端承型桩，安全系数高，不过桩基比较消耗材料，建设工程成本较大。

3.6浸水法，浸水法是指现场施工时，在场内挖一个大坑并注入水，使土体发生自重的沉陷，来消除黄土的湿陷性。这种方法适用于水源充足的地方。施工时必须符合以下几点要求：第一，浸水坑与构筑物距离大于50m的，不适用此方法；第二，虽然已经浸过水，但是在施工前还是要完成勘察，对湿陷性黄土做过评定后再进行施工。

3.7加固法，加固法是在路中央埋入刚度强的钢筋，来加强路基自身的强度，适用于弱岩体、路堤、路堑等地方。

4、结语

综上所述，不难发现，路基沉陷多发生在填挖相交路段，黄土湿陷性除了土的自身结构和水的关系外，还与当地特殊的水温气候条件与微地貌特性息息相关，希望在以后的工作中总结更多实用性技术，共建高质量的工程事业。

参考文献

[1]宋红艳.浅谈公路工程路基施工质量控制技术.《中国科技信息》

黄土路基养护技术 篇4

1 黄土分布与特性

黄土在世界上分布很广, 覆盖着全球大陆2.5%以上的面积。黄土主要分布在北美洲的密西西比河和密苏里河流域、新西兰的东部、南部和北非、法国北部和东部、中欧中部、阿尔卑斯山麓和多瑙河流域、东欧平原、波兰、伏尔加河流域及我国。

我国的黄土分布面积估计有64万平方千米, 约占全国面积的6.3%, 占世界黄土总面积的4.9%左右。主要分布在北纬30~49°, 东经75~127°之间。西起贺兰山, 东至太行山, 北到长城, 南达秦岭, 几乎全部都被黄土覆盖。尤其是在黄河中游地区 (即龙羊峡-三门峡之间黄河及其支流流域范围内的地区) , 厚层黄土连续覆盖, 形成了奇特的地貌景象, 为世界罕见。西北其他内陆地区黄土分布比较零散, 主要分布在柴达木盆地东南部、河西走廊、天山南北麓、准噶尔盆地及塔里木盆地的边缘。

在这些黄土分布地区中, 湿陷性黄土的分布面积占黄土分布总面积的60%左右, 而且大部分分布于黄河中游地区, 其主要特征为:颜色以黄色为主, 有灰黄、褐黄等色;含有大量粉粒。

2 黄土路堑边坡变形及影响因素

黄土路堑边坡变形的类型有剥落、冲刷、滑坍、坍塌、泥流等五种, 前两种属于坡面破坏, 后三种属于坡体破坏。

2.1 剥落。

破坏形态为片状、层状、鱼鳞状等。剥落与边坡所处的位置、土质、易溶盐含量有关。一般阳坡比阴坡剥落严重;黏粒含量多的土易剥落;易溶盐含量越大, 剥落越严重;易溶盐含量在0.12%以下时, 边坡剥落现象较少。

2.2 冲刷。

破坏形态为沟状、洞穴状。影响边坡变形的因素:a.土质:土质松散, 层次明显的冲积黄土;b.降雨量:降雨量大, 暴雨集中;c.微地貌:坡顶有倾向路线的斜坡, 易于形成地表径流的低洼地, 汇集面积在150m2以上;d.边坡坡度:边坡坡度缓于1:0.75时, 最易引起冲刷, 当缓于1:1, 则边坡冲刷又减少;e.边坡形式:设有台阶的边坡, 其排水处理不当。

2.3 滑塌。

构造性顺层滑坍、破坏面多为直线。自然山体具有倾向于路线的构造层理面或不整合面, 由于不正确的开挖边坡, 破坏坡面的极限平衡条件, 使土体沿构造面下降;崩坍破坏面为上陡下缓。

2.4 崩塌。

破坏面与节理面一致。影响边坡变形的因素:a.构造节理发育;b.冻融循环的影响;c.边坡过陡;d.地震的影响;e.由于排水处理不当而浸湿坡脚或认为开挖破坏坡脚。

2.5 泥流。

破坏形态为塑流。斜坡上的黄土, 当土质松散且有渗水性较小的下卧层时, 土体在地下水或在地下水与地面水的浸湿下, 使土体饱和, 形成塑性。

3 黄土路堑边坡的防护与加固

黄土路堑边坡的防护与加固, 应根据当地雨量及边坡的具体情况, 采取不同的措施。

3.1 边坡坡面拍实。a.适用于土质疏松的边坡;b.用三棱板拍打密实, 或用小轻碾自坡顶沿坡面碾实。

3.2 种草或铺草皮。适用于边坡缓于1:1, 草坪能就地取材, 且雨量多;适宜草类生长的地区;阴雨天施工为宜。

3.3 草泥抹面。

用于年降雨量较小, 冲刷不太严重的地区, 边坡缓于。采用较黏的土, 其配合适比为每立方米黏土掺人切碎的草10~12kg;为增强草泥与边坡连接, 在边坡上打入一些木楔, 其间距为30~40cm。

3.4 三合土、四合土抹面。

适用于雨雪量大的任何坡度边坡;材料配合比 (重量比) , 三合土:石灰:细砂:黄土二1:2:5, 四合土:石灰:黄土:细砂:炉渣二1:3:5:9。

3.5 土护墙。适用于坡脚已破坏路段;修筑方法同挡土墙。

3.6 浆砌片石护墙。适用于坡脚易被水冲刷、坡面剥落严重、坡脚已破坏、边坡含有夹砂层的路段。

3.7 格状防护。适用于土质疏松及多雨地区, 边坡缓于1:1.5;木桩应垂直坡面打入。

3.8 腰岘土桥。

设置在两侧冲沟的沟头之间;无水流, 不需设泄水构造物;施工比较简单, 工程量少;当有被冲沟溯流侵蚀的危险时, 需对冲沟头进行处理, 如修堤坝、种草、植树等。

3.9 跨越冲沟土桥。

没在冲沟的中上游, 沟窄而浅, 无不良地质现象;底部有水流通过时, 则需设置泄水孔或泄水构造物, 如石拱涵、砖拱涵等。

3.1 0 半土桥。可作为道路养护补路基缺口之用。

4 黄土地区的路基常见病害及养护防治方法

根据有关资料统计, 黄土地区公路路基病害中, 水毁占所有病害的70%以上。现将黄土地区公路路基病害归纳为以下几类, 并提出相应的防治方法。

4.1 路基沉陷。

这是黄土地区典型的路基水害类型。黄土湿陷性以及垂直节理发育的特点, 导致雨水很容易入渗并引起沉陷。在排水沟、渠、涵出水口, 往往由于冲刷和沉陷形成落水井 (洞) 。在路基范围内由沉陷造成陷坑、陷穴的现象比较常见。陷坑、陷穴加剧水的侵入, 使路基强度降低、稳定性下降, 直接危害公路安全。

防治方法:查清水的来源、水量、发展情况等, 采用灌砂、灌泥浆填塞或挖开填塞孔道再回填夯实, 但事先应做好导水或排水措施。

4.2 坡面冲刷。

黄土地区干旱, 植被稀少, 加上自然侵蚀和人为破坏, 使路基边坡屡遭降雨侵蚀破坏。破坏方式包括:坡面大量水土流失;边沟冲蚀坑;路堤坡脚冲刷;路肩冲蚀缺口。

降雨严重侵蚀使路基边坡不完整, 影响边坡稳定, 往往造成泥沙阻塞边沟、淤埋路基路面。边坡冲刷侵蚀以及雨水入渗往往引起边坡崩塌、滑溜、滑坡等病害。

摘要：黄土地区路基属于特殊地区的路基工程, 黄土含有大量粉粒, 一般在55%以上;具有肉眼可见的大孔隙, 孔隙比在1左右;富含碳酸钙成分及其结核;无层理, 垂直节理发育;具有湿陷性和易溶蚀、易冲刷、各向异性等工程特性。上述特征和特性, 导致黄土地区的路基容易产生多种特有的问题和病害。本文对黄土路基养护技术进行探讨。

关键词：黄土,路基,养护,技术

参考文献

[1]JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].

黄土路基降雨入渗现场试验 篇5

为了寻求适合黄土地区公路路基湿陷性评价的方法,找到符合公路工况的实际水分入渗规律,通过现场人工降雨试验,观测了湿陷性黄土路基在百年一遇降雨强度下的入渗以及饱和深度,并结合有限元数值模拟,分析了湿陷性黄土降雨入渗的`规律.结果表明:在降雨条件下湿陷性黄土路基入渗的影响深度小于2.7 m,饱和深度为20 cm.该结果可为黄土地区路基处理设计中的黄土湿陷性评价、施工提供依据.

作 者：刘海松 倪万魁 杨泓全 颜斌 LIU Hai-song NI Wan-kui YANG Hong-quan YAN Bin 作者单位：刘海松,LIU Hai-song(长安大学,地质工程与测绘学院,陕西,西安,710054;九江学院,土木工程与城建学院,江西,九江,33)

倪万魁,颜斌,NI Wan-kui,YAN Bin(长安大学,地质工程与测绘学院,陕西,西安,710054)

杨泓全,YANG Hong-quan(广西壮族自治区公路桥梁工程总公司,广西,南宁530000)

半干旱地区黄土路基加固技术研究 篇6

我国黄土地区主要分布在北纬33°~47°之间, 分布面积占国土面积的6.6%。陕西、山西、甘肃等地黄土面积分布较广, 这些地区的年降水量多在250~500mm之间, 属于半干旱地区。黄土的最大特点是结构性强, 遇水发生湿陷性软化且强度下降很快。黄土在天然状态下常处于欠压密状态, 弹性变形很小, 主要为压密变形, 其中包括压缩变形和湿陷变形;湿陷变形发生在浸水后, 发展较快, 且变化量大, 这对于在黄土地基之上的道路危害很大。黄土在一定压力范围之内, 含水量和干密度都相同时, 天然黄土的湿陷性较压实黄土要大的多;黄土经压实, 干密度和强度提高, 渗透性和压缩性减小, 所以施工中保证黄土的压实度, 才能使路基具有足够的强度和稳定性。

2 生石灰提高黄土路基强度的C B R试验研究

通常采用掺加砂石、水泥或生石灰的方法来提高黄土路基的承载力。而砂石与土拌和过程中易产生材料离析现象, 并且其水稳性比较差;水泥加固土路基容易产生干缩与温缩裂缝, 且工程造价较高。采用掺加生石灰的方法具有取材方便、水稳性好、节省造价等优点, 近年来得到广泛应用。这里利用CBR试验研究掺加生石灰加固土的生石灰掺量、最佳含水量及压实度等指标。CBR是指标准试件饱水4d后进行贯入试验, 当贯入量达到2.5mm时其单位面积压力与标准碎石相同贯入量时荷载压强的比值。CBR是国内外普遍认同并在公路工程中广泛使用的用来评价路基土强度和稳定性的一个性能指标。

为保证试验结果的真实性与稳定性, 使用的所有土样经过风干碾碎并全部通过5mm圆孔筛, 采用重型击实法成型试件, 石灰剂量分别采用1%、2%、3%和4%时, 测定改良黄土的CBR值, 以寻找最大干密度和最佳含水量。以此最佳含水量为控制标准, 在相同掺灰量的情况下, 分3层击实成型试件, 每层分别击实38、58、78、98次, 分别测其不浸水与浸水1、2、3、4d的CBR值。

为研究浸水时间对石灰加固土CBR值的影响, 对击实均为78次, 不同浸水时间各土样进行分析。从图1可以看出, 不加石灰黄土的水稳性较差, 随着浸水时间的增加, 其CBR值逐渐减小, 其中浸水1d降幅最大, 之后降幅减小。石灰的加入使其CBR值整体增大, 但各个剂量下的规律不同。石灰剂量为1%~3%时, 各土样CBR平均值逐渐增大;石灰剂量3%, 浸水时间4天时, CBR值达到最大 (30.5%) 。石灰土的CBR值随浸水时间不降反增, 这是由于灰土间通过离子交换、水胶连接、碳酸化结晶作用及固结反应等, 改变了黄土胶结物质的成份和性质, 使得黄土的水稳定性和强度显著提高。

为研究击实次数和石灰剂量对CBR值的影响, 各土样浸水时间4d, 石灰剂量0%~4%, 分别击实38、58、78、98次下测其CBR值。分析图2数据, 击实38次增加到78次, 各土样的CBR值逐渐增加或略微减小;当击实次数超过78次, 掺加石灰黄土的CBR值均呈较大幅度的减小。这是因为击实功的增大使得土体的压实度小幅增加, 而击实功过大破坏了土体中石灰熟化形成的结晶网格、胶凝物等微观结构, 从而导致石灰土CBR值下降。当石灰剂量过大, 灰土的均匀性变差, 部分石灰在土体中以自由灰的形式存在, 使得石灰土的强度下降。综合分析, 石灰的最佳剂量为3%。

3 冲击压实技术在黄土路基加固中的应用

冲击压实是目前常用的路基加固技术, 它是将振动压实的高频、低幅改变为高幅、低频, 极大的提高了土体的压实功能。使用时, 压实轮在滚动中与路基填土接触, 冲压轮的凸点和冲压面交替抬高和落下, 凸轮在行驶过程中产生集中的冲击能并辅以滚压、揉压的综合作用, 连续对填料产生作用, 从而使土基得到密实, 具有压实和击实两种功效。

为了研究冲击压实技术对掺灰黄土 (石灰剂量3%) 的压实效果, 在土层不同深度 (5、15、25、35、45cm) 埋入应力采集片, 测定不同深度的应力变化情况。为了比较冲击压实与静压、振动压实的效果, 测定土层不同深度的压实度。

从表1中数据可以看出, 冲击压实后土中应力显著增大;距表层5cm深度处, 碾压6遍后应力较碾压前增加103%, 而碾压12遍后应力又增大了38%;距表层45cm处, 碾压6遍后应力较碾压前增加65%, 碾压12遍后应力又增大了115%, 这说明碾压后期, 冲击压实对距表层更深处的土层影响更大。

分析图3, 冲击压实对黄土路基压实度的提高效果明显;静压压实对路表15cm以内土层的压实有效;振动压实可以保证路表25cm以内土层的压实效果, 但对土层35cm以下的压实不理想;冲击压实可使路表40cm以内土层的压实度达标, 综合分析其压实效果最优。

结束语

路基工程黄土施工技术 篇7

1 湿陷性黄土地基的处理方法

1.1 换土垫层法

换土垫层法是湿陷性黄土地基常用的处理方法,包括灰土垫层法和素土垫层法,这种处理方法是将处理范围内的湿陷性黄土挖出来并进行筛选,之后按照一定的比例将筛选出的黄土与石灰或素土混合起来,对地基进行分层的铺设夯实。换土垫层法的施工比较简便,回填土的孔隙率小,密实度大,产生的压缩变形小,灰土和素土的加入能使垫层的湿度、强度和隔水性大大提高;这种方法的处理范围较小,只能消除小范围内黄土的湿陷性。

1.2 灰土挤密桩法

挤密桩法与夯实、碾压法不同,夯实、碾压法是竖向加密方法,而挤密桩法是横向加密土层,它主要是利用打桩机将钢管套打入地基土层中,然后将钢管套拔出,土层中就会形成打桩孔,最后,在桩孔中分层填入石灰土并将其夯实。这种方法能使地基土体更加密实,改善桩周围基土的工程物理性质,能够大范围的全部或部分消除黄土的湿陷性;但是灰土挤密桩法的工艺比较复杂,如果地基土的含水量较小,还要做浸水处理,成本比换土垫层法高。

1.3 重锤夯实法

重锤夯实法主要适用于处理深度在1.5 m左右、饱和度在60%范围内的湿陷性黄土地基,是表层夯实的处理方法。重锤夯实法是采用2.5～3.5 t左右的重锤,重复的夯打地基,在夯实范围内,土的力学性质、物理性质都得到了改善,密实性增加、压缩性降低,能减少甚至是消除地基的变形,还能形成一层弱透水层,降低地表水下地下的渗入量,优越性非常明显。

1.4 强夯法

强夯法适用于工程场地的整片处理,其夯实范围、夯实点的布置要合理,加固地基的原理同重锤夯实法是相同的,是将一定重量的重锤以一定的落距对地基进行夯实,压实能更大,击实的深度更深;夯实法要注意在含水量条件下进行。这种处理方法能提高地基的承载力,降低土层的压缩性,施工方法非常简便,且效果更明显。相对于其他处理方法而言,这种方法能节约大量的成本投资,是非常经济的深地基处理方法,在我国黄土地区工程建设中的应用很普遍。

2 黄土填筑路基的施工要点

2.1 施工准备

在黄土路基填筑的施工前,要做好施工方案的设计,做好设计图纸的审核;明确各部门、各人员的责任,从优选择施工队伍,确保每个人员都能持证上岗;做好材料、机械设备的准备,并保证材料的质量和机械设备的安全性、可操作性、高技术性,做好材料和设备的配置、运输、贮存、安装等;做好道路、供水、供电、临时生活房的准备和建设。

2.2 路基排水

进行路基排水的主要目的是使路基经常处于干燥、坚固和稳定状态,把含水量、气温变化等对路基引起的破坏性应力减小至小于交通荷载所造成的破坏,从而提高路面的耐久性能。对于黄土地区工程正在建设的工程和投入使用的工程来说,路基只有具有良好的排水系统,才能保证工程的安全和使用功能,才能减少夏天因积水、冬天因冻胀引起的工程病害。

路基填筑每层表面应有2%～4%的坡度以利于排水;排水系统要具有综合性,以便将水引离路基,同时,在路基填、挖的交界处还要引出边沟,并做好边沟口的加固处理,避免水冲刷出水口;挡墙、护面墙应有良好的渗水和排除降水的功能;在雨季施工的时候,要严防堵塞水路;高路堤路基的施工应在高段设置临时的阻水设施,避免雨水冲刷边坡。在路基的排水可采用渗透方式排水即地下排水,地下排水设施可采用渗井、暗沟、渗沟等,也可设置地下管道,应对排水量大的情况;地面排水可采用边沟排水、截水沟排水、跌水排水、排水管排水的方法。

2.3 路基压实

在黄土填筑路基的施工中,填土层太厚或太薄都不能使压实度达到要求,因此,要严格控制填土层的厚度,最大松铺厚度不应超过30cm。松铺的路基填料必须经过充分的压实才能获得足够的强度。如果路基土层的压实不充分,路基产生变形的可能性将会大大增加,最终会导致路面的破坏,只有经过充分的压实,在长期的行车负载积累和自然因素的作用下,产生的塑性变形才较小,能有效的防止路面病害,提高路面的使用寿命和使用功能。

应时刻注意路基土质的变化,并及时对施工方案做出合理的调整;压实机具的选择要合理,并根据机具的类型确定压实的厚度和次数;待压的填土要具有良好的平整度,从而保证路基的均匀压实;严格控制含水量。

2.4 地表处理

黄土填筑地基的施工要特别注意基底土的类型和地下水位的情况。如果基底土为软土,地基的承载能力将会严重不足,可根据软土的深度、埋层、路堤的高度、填筑材料等因素采取加固处理,加固处理方法包括换土垫层、设砂砾层、换砂砾等;地下水位过高,会影响基底的强度,当潜水层较浅的时候,可采用地表排水的方法降低地下水水位,同时设置合理的断面和尺寸将路基内的渗出水引离路基。

3 结语

湿陷性黄土在我国的分布范围很广,黄土区的工程建设也比较多,由于湿陷性黄土对工程的安全性、经济性有着较大的影响,所以,选择合理的湿陷性黄土地基的处理方法、把握黄土填筑路基的施工要点对于建筑工程来说非常重要。在进行黄土地区工程建设的时候,必须对湿陷性黄土的厚度、类别、湿陷程度等进行深入的调研,结合施工环境、施工工期等多个因素,选择最为合适的地基处理方法和施工方案,确保满足地基的承载力和变形条件的要求,满足工程安全、经济的要求。

摘要：湿陷性黄土颗粒表面含有可溶盐,在雨水或地表水的作用下,可溶盐溶解,从而使小土颗粒向大孔隙中滑移,最终导致地面的沉陷,所以,湿陷性黄土地基的处理和黄土填筑路基的施工对于在黄土地区展开的工程建设具有非常重要的影响。文章主要对湿陷性黄土地基处理的方法和黄土填筑路基的施工要点进行了探讨。

关键词：湿陷性黄土,地基处理,路基填筑,施工

参考文献

[1]王斌.浅谈高等级公路路基黄土填筑施工技术[J].科技风,2010,5(3):177.

[2]罗建斌.湿陷性黄土地基的处理方法[J].西部大开发,2011,12(2):67.

路基工程黄土施工技术 篇8

关键词：公路软土路基,黄土陷穴,施工技术

1 分析查清黄土陷穴的方法及处理措施

要查清黄土陷穴的供给来源, 水量发展方向及对路基可能造成的危害, 视具体情况采取游追至发源地点并在发源地点把陷穴进口封填好, 并引排周围地表水, 使其不再向陷穴进口流入。施工时将对路堤或路堑边坡上侧30~50m, 下侧10~20m陷穴进行处理。对明陷穴采用回填夯实的处理措施;对暗陷穴或黄土坍塌采用强夯等处理措施。处理好的陷穴, 其土层表面均应用三合土填筑夯实或铺填老黄土等不透水材料加以改善, 石灰土应按规定严格执行。一般其厚度不小于30cm, 并将流向陷穴的附定地面水引离, 防止形成地表积水或水流集中产生冲刷。

2 基底处理

在黄土陷穴地区填筑路堤时, 路基基底处理应按如下要求进行。

1) 粘性土地基进行基底处理, 同时做好两侧的施工排水和防水措施。2) 若地基为湿陷性黄土, 应采取拦截, 排除地表水的措施, 防止地表水下渗, 减少地基地层湿陷性下沉。其地下排水构造物与地面排水沟渠必须采取防渗措施。

3 黄土路堤浇筑

1) 老黄土透水性差, 干湿难以调节, 大块土料不易粉碎, 使用前应通过试验决定措施。路床填料不得使用老黄土。新黄土为良好填料, 可用于填筑路床。黄土路堤应分层填筑, 分层压实, 大于10cm的块料, 必须打碎, 并应在接近土的压实最佳含水量时碾压密实。

2) 黄土路堤施工时, 应做好填挖界面的结合 (纵向) , 清除坡面杂草, 挖好向内倾斜的台阶。如结合面陡立, 无法挖成台阶时, 可采用土工钉加强结合。

3) 黄土路堤的边坡应刷顺, 整平拍实, 并应予以防护, 防止路基表面积水冲刷。

4) 不应使用黄土填筑浸水路堤。必须使用时, 应采取措施, 并报请审批。

4 碾压

1) 黄土含水量较小, 应均匀加水再行碾压;如含水量过大, 可翻松晾晒至需要含水量再进行碾压, 也可掺入适量石灰处理, 降低含水量。掺灰后应将土、灰拌匀, 其最大干密度应通过击实试验确定, 黄土地区路床的土基强度应符合设计要求, 当不能满足要求时, 应对原土进行技术处理。

2) 黄土路堑边坡, 应严格按设计坡度开挖, 如设计为陡坡 (如10.1) , 施工中不得放缓, 以免引起边坡冲刷。

5 黄土路堑施工应注意的问题

黄土路堑施工时, 当挖到接近设计标高时, 应对上路床部分的土基整体强度和压实度进行检测。如路堑路床土质不符合设计规定, 则应将其挖除, 另行取土分层摊铺, 碾压至规定的压实度。挖除厚度一般为50cm。如路堑路床的密实度不足, 土质符合设计规定, 则视其含水量情况, 经洒水或经翻松晾晒至要求含水量时再进行整平碾压至规定压实度。

6 黄土路基排水

黄土地区应特别注意路基排水, 对地表水应采取拦截、分散、防冲、防渗、远接远送的原则, 根据设计及时做好综合排水设施, 将水迅速引离路基。在填挖交界处引出边沟水时, 应做好出水口的加固。

1) 湿陷性黄土路基的地下排水管道与地面排水设施, 应根据设计进行加固和采取防渗措施。

2) 黄土路基水沟的加固类型, 宜用浆砌片石或混凝土板, 如用预制砼板拼砌时, 其接缝处应牢固无渗漏。

3) 对沿线小桥涵, 挡土墙及其它防护工程等构造物采取以地基处理为主的综合措施, 设置1~3m厚水泥稳定砂砾垫层来加固湿防性地基。

4) 为防止雨水下渗, 边沟、排水沟等路侧排水沟渠均采取防渗加固措施, 严重路段的沟渠还应在基础下设置聚乙烯土工膜防水层。

7 施工夯实工艺

施工机具与设备:起重设备采用100t履带吊车及自动脱钩装置, 夯锤采用圆柱型和带有气孔的铸铁锤, 夯锤重10~15t, 底面积3~5m2。

7.1 施工方法与步骤

1) 清理、平整施工场地。

2) 标出第一遍夯击点位, 并测量场地高程。3) 起重机就位, 使夯锤对准夯点位置。

4) 测量夯前锤顶高程。

5) 将夯锤起吊到预定高度, 待夯锤脱钩自由下落后放下吊沟, 测量锤顶高程;发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时, 应及时将夯坑整平。

6) 重复步骤5按设计次数及控制标准完成一个夯点的夯土。7) 重复步骤3~6, 完成第一遍全部夯点的夯击。

8) 用推土机将夯坑填平, 并测量场地高程, 在规定的间隔时间后, 按上述步骤逐次完成全部夯击遍数, 最后用低夯满夯拍, 将场地表层松土夯实, 并测量夯后场地高程。

7.2 注意事项

1) 第一、二遍的强夯能级 (包括每次夯击和补夯) 达到加固深度, 第三遍 (满夯) 主要是加固表层, 故强夯能级以500~1200kn-m为宜, 要保证锤印彼此搭接。

2) 强夯施工时对夯坑的处理措施:当起锤困难时, 应随夯随填料。

3) 当地下水位较高, 坑底积水影响施工时, 应采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的粒料, 坑内或场地积水应及时排除。

4) 强夯施工时对夯坑的处理措施:当起锤困难时, 应随夯随填料。

5) 当地下水位较高, 坑底积水影响施工时, 应采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的粒料, 坑内或场地积水应及时排除。

参考文献

[1]王向华.高速公路路基施工技术[J].山西建筑, 2007.

[2]余文冬, 张书磊, 王成才.浅析公路路基施工技术[J].工程建设与设计, 2008.

路基工程黄土施工技术 篇9

黄土是一种第四纪沉积物, 其分布广泛, 总面积达1300万km2, 世界许多国家都有分布。我国的黄土分布面积约63万km2, 主要集中在西北、华北地区。在我国已建成的铁路中通过黄土地区的线路很多, 如陇海线郑西段、宝中线、焦柳线、宝兰线、包兰线、朔黄线、咸铜线等, 这些既有铁路黄土路基中, 基床表层基本上都是用新黄土填筑, 属于C组填料, 个别地区用老黄土填料, 属于D组填料。由于黄土的水稳定性很差, 且路基土一般都未经过加固处理, 当填土遇水作用时, 强度会大幅度降低。随着铁路提速范围的扩大及列车高速、快速、重载方向的发展, 黄土地区提速路基暴露出来的问题越来越突出, 对既有铁路中存在的病害及隐患如何进行根治, 路基如何加固改造满足提速和载重增加的要求, 就成为当前迫切需要解决的重大课题。本文结合工程实践, 介绍几种路基加固及病害防治技术。

二、黄土路基基床病害类型及成因分析

1.病害类型。

黄土地区常见的路基本体、基床病害表现形式有以下几个方面: (1) 路基基床翻浆冒泥, 道床板结, 线路几何尺寸难以保证。基床翻浆冒泥是指基床表层土受水浸泡和列车荷载的反复作用, 发生软化或触变, 形成泥浆, 受列车振动时泥浆向上翻冒的现象。由于翻浆冒泥造成道床板结、轨道几何状态变化频繁, 影响线路结构稳定。 (2) 基床承载力不足, 水稳定性低。 (3) 基床下沉、外挤, 基面变形。 (4) 道碴陷槽、道碴囊现象严重。 (5) 高寒区冻胀破坏。

2.基床病害形成机理。

黄土的特殊工程地质是上述基床病害形成的根本原因。黄土结构疏松, 孔隙多且大, 孔隙率一般在33%～64%之间, 有沿深度逐渐减小的趋势;有肉眼可见的大孔及虫孔、植物根孔及各种空洞;具有柱状或垂直节理, 天然条件下, 能保持近于垂直的边坡。黄土的特征决定其具有下列工程性质: (1) 湿陷性。干密度越小, 湿陷性越强;孔隙比越大, 湿陷性越强。 (2) 透水不均匀性。垂直方向透水性大于水平方向透水性, 有时可达10余倍。 (3) 易崩塌性。 (4) 易触变性。

黄土地区多是大填挖方工程, 黄土的特殊工程特性表明, 路基在使用期间一旦有水渗入, 土颗粒就会崩解、溶蚀和湿陷, 导致路基稳定性差, 病害频发。由于黄土的湿陷性和易触变性, 其对含水量的变化极为敏感, 如下表1新黄土地基极限承载力表[1]所示, 含水率低时, 承载力很高, 随着含水率的增加, 承载力随之急剧下降。基床土吸水软化后, 基床土强度随含水量的增加而大幅下降, 在动力作用下泥浆挤入道床空隙中冒出道床表面, 形成翻浆冒泥, 严重的会造成路基下沉外挤, 如不及时治理, 道碴会随之下陷, 形成道碴囊。

基床下沉、基面变形和道碴陷槽主要与路基土体的密度有关。路基填料不一致, 含有杂质, 加上黄土土体松软, 密度不均匀, 荷载的长期作用及水的共同作用下, 引起不均匀压密, 受荷部分下沉, 道碴侵入, 形成道碴陷槽, 下沉量大的部位雨水汇集使周围土体软化, 降低了这部分的承载力, 在列车荷载的扰动下, 线路下沉加剧。按照分层总合法的原理, 填土越高, 沉降量越大, 因此高路堤路段路基下沉更为突出。

在季节冻土地区, 冻结期水分迁移带动土体中盐分的迁移, 水分充足条件下就会引起冻胀、盐冻使土体体积膨胀, 融化期又会使土体软化产生沉陷、翻浆病害, 透水不均匀性造成路基土产生不均匀沉陷, 局部地段路基发生失稳破坏。

三、既有线路病害治理与加固

1.病害治理与加固的一般原则。

黄土地区路基病害的发生和发展主要取决于以下三个方面的因素[2]:基床填土的工程性质;水对基床的作用形式和程度;动荷载的性质、大小和分布。基床病害的治理应根据成因对症下药, 彻底根治。

我国既有线路基床病害多发生在平均降水量大于500mm的广大地区, 且多集中在基床表层50cm范围内, 该范围内受动力影响较为剧烈, 再向下应力缩减较快, 至表层下1m处, 动应力影响已很小[3]。可以认为对黄土地区既有铁路路基病害整治和基床加固的基本思路是:改善排水环境, 排除基床面积水;强化基床表层土体, 提高其强度及水稳定性。

2.黄土地区铁路路基基病害的整治与加固。

水不仅降低路基强度, 还会引起翻浆冒泥、路基沉陷及冻胀破坏等其他路基病害。所以, 对提速路基而言, 采取整治加固措施前必须首先考虑如何疏干路基, 保证路基表面及基床浅层排水畅通。改善排水环境, 主要靠修筑碴底盲沟来实现。可以采用在路基两侧坡脚及堑顶和线间设置的排水沟, 也可以在路基土体内设置横向、纵向排水盲沟, 保证路基稳定。

路基病害的整治加固技术措施可以选择下列措施中的一种或几种综合进行。

(1) 铺设砂垫床。

在碎石道床下部, 用符合一定材质要求的中砂或级配良好的粗砂, 铺设一定断面的砂层, 其作用是使碎石与基面隔离, 扩散上部传来的荷载使基面受力均匀, 并增加基床刚度、减少基床所受动荷载时的弹性变形, 避免基面因积水造成翻浆冒泥。提速工程中, 抬道处理是最简单易行、经济可靠的方法。该法可用于防治无地下水的基面翻浆。

(2) 设置封闭层与换填。

对局部路段或铺设砂垫床有困难的路基, 可采用封闭层法 (如土工纤维封闭法) , 隔离地表水, 使之不致下渗, 降低基床含水量, 提高基面承载能力, 阻隔泥浆上冒。适用于防治基面翻浆和道碴沉陷, 病害水源主要为降水的路段。

换填是指将不良基床土更换 (如换砂壤土、中粗砂等) 或改良 (如换掺石灰) 使其满足使用标准。换填厚度视软弱厚度而定, 一般为50～60cm, 地下水丰富的地段要同时采取降低地下水位的措施, 换砂法也可用于防治翻浆冒泥。适用于土质不良、承载能力不足而引起的下沉与外挤等基床变形病害。换填法也是最普遍、采用最多的一种整治冻胀破坏的措施。

采用封闭层、换填整治措施时最好也同时铺砂砂垫床, 避免形成道碴囊。

(3) 铺设土工材料加固。

在道碴的底层或基面结合基床换填, 铺设土工材料如土工格室、土工格栅或EPS等, 与其上下的砂层构成一复合结构加固基床。土工格栅与土体的作用机理是:土工格栅与土体颗粒的摩擦啮合作用, 增加了剪应力, 约束了土体的侧向变形;土工格栅或土工格室受荷变形后产生的张力使土体中的垂直应力降低, 起到分散应力的作用, 减小了基面直接承受的动应力, 提高了土体的稳定性和承载能力。

土工合成材料强度高、韧性好、质轻、耐腐蚀、施工简易, 在路基病害整治应用中逐渐发展为一种行之有效的整治方法[3]。这种方法分散应力有限适用于地下水位较低或地下水位高但排水条件较好路段路基。

(4) 成孔回填桩与搅拌桩加固处理。

回填桩与搅拌桩加固法就是按复合地基加固原理对路基基床以提高路基静承载力为目的进行加固处理。

成孔回填桩利用列车间隙时间施工, 在路基上按一定间距成孔, 再分层装填石灰或水泥等材料的改良土, 经橄榄锤分层击实。其主要作用为:通过填装材料吸水和离子交换作用, 使桩周土体固结和改良, 增强土体强度;桩身起骨架作用, 加上成桩过程中对周围土体产生的挤压作用, 使桩与桩间土形成复合地基, 从而提高承载能力。

搅拌桩是近年来用于处理软弱地基发展比较快的技术, 它主要是利用专用设备在路基或基床上钻孔, 然后将加固材料 (水泥或石灰) 在粉喷或注浆的同时进行原位搅拌, 使加固材料与土体混合成桩, 并与土体产生离子交换作用、凝聚作用、化学结合等一系列物理化学作用, 使土体固结和改良, 并使其与一定强度的桩体共同作用, 从而形成具有整体性、水稳性较好, 具有一定强度的复合地基, 从而达到提高地基承载力、减少地基变形的目的[4,5]。

成孔回填桩与搅拌桩加固法具有施工简单、费用低、不封锁线路等优点, 因而被越来越广泛地应用于较深层的黄土地基加固。该技术适用于防治路基及基床强度不足造成的下沉或外挤等路基病害和既有线路基床土体的加固。

(5) 注浆或高压旋喷原位固定。

通过钻孔或插入花管, 将改良浆液压入路基及基床, 压密土体, 使凝固体和土体复合受力, 提高路基的承载力。适用于高路堤中由于填料不良及强度不足引起的基床下沉和外挤病害。

四、结语

在黄土地区既有铁路基床病害中, 大多是由于基床填料不良或排水不畅而导致土体含水量增加, 基床承载力大幅降低, 形成基床病害。因此在路基病害防治和加固处理时要抓住填料本身的改良和排水环境的改善两个重要因素, 根据不同自然条件和工况下黄土路基的自身特点, 本着“因地制宜、经济合理”的原则, 采取相应措施对黄土地区提速路基进行处理。

摘要：随着铁路提速范围的扩大及列车高速、快速、重载方向的发展, 黄土地区路基暴露出来的问题越来越突出, 既有铁路路基加固及病害防治已成为提速改造工程的关键项目。本文分析了黄土地区既有铁路路基基床病害的成因和特性, 提出了黄土地区既有铁路基床病害整治加固的基本思路和技术措施, 对我国目前大规模进行的既有线路提速路基改造具有一定的指导意义。

关键词：黄土,既有线,路基处理

参考文献

[1]楚华栋, 裴章勤等.黄土的工程特性、筑路技术和病害处理[J].铁道工程学报, 2005 (12)

[2]周锡九.铁路路基基床病害及产生机理分析[J].北方交通大学学报, 1994, 18 (1)

[3]羊关怀, 王炳龙, 方卫民.土工格室整治浙赣线路基基床病害的试验研究报告[R].杭州铁路分局工务段, 同济大学沪西校区岩土工程研究所, 1999

[4]杨有海, 苏在朝, 夏琼.黄土地区既有铁路基床病害整治加固技术研究[J].路基工程, 2006 (4)

过湿性黄土路基的处理技术及病害 篇10

过湿性黄土路基的病害主要为不均匀沉降, 出现病害的原因主要有地质结构变化大、土体性质差等。目前已有很多种处理措施, 但各有其优缺点, 适用条件不同, 工程中仍然需根据具体情况具体分析。

1 过湿性黄土的工程特征

1.1 结构与构造

过湿性黄土的颗粒主要为粉土颗粒, 占总重量约50~70%;根据过湿性黄土的多孔性特征, 可以将其分为大孔隙、细孔隙、毛细孔隙三种空隙类型, 这三种空隙形成了过湿性黄土的高孔隙度, 并且其空隙沿着地基深度逐渐减少。

1.2 水理特征

过湿性黄土由于具有孔隙大和垂直节理等构造特征, 因此其垂直方向的渗透性要大于水平方向, 当其被压实后, 孔内构造随之变化, 透水性也大大降低。黄土遇水后会膨胀, 干燥后又会收缩, 多次反复容易形成裂缝和刹落, 一般来说, 水平方向的收缩量要大于垂直方向大50~100%。过湿性黄土的崩解性差异较大, 新土浸入水中后, 很快发生崩解, 而老土则需要段时间才能完全崩解。

1.3 力学特征

过湿性黄土在一定压力下, 或者受水时会明显下沉, 除在遇水时颗粒接触点处胶结物的软化作用外, 主要在于土的欠压密状态。如果气候干燥, 则无论是风积或是坡积和洪积的黄土层, 其蒸发影响深度大于大气降水的影响深度。

2 过湿性黄土路基常用处理措施

2.1 灰土垫层法

通常情况下, 灰土垫层法采用的灰土比为2:8, 由于具有一定的胶凝强度和水稳定性, 因此在压力作用下, 会以一定的刚性角 (θ=34°) 向外扩散应力;如果施工质量良好, 则总应力强度指标可达c=25~30k Pa, 准=25~30°, 承载力和变形模量显著增大;灰土垫层受施工气候影响较大, 主要适用于地下水位以上的过湿性黄土地基处理。

2.2 砂砾垫层法

砂砾垫层的主要材料为砾石, 辅料为中粗砂, 粗粒料起骨架作用, 细粒料填充骨架孔隙, 以提高砂石地基的密实度;砂砾填料要求级配良好, 含泥量小于5%;砂砾垫层主要应用于地下水位较高的软弱土层, 如果施工质量良好, 则砂砾垫层的承载力较高, 变形模量较大。

2.3 采用强夯法与清除法

清除法即消除地面以下6m的全部土层湿陷, 但是这个方法需要一定时间的浸水和干燥处理, 才能施工, 一般需要一年左右时间, 如果工程附近又有可能形成底下陷穴的地段, 则不能采用这种方法。强夯法即采用100~200k N重锤, 10~20m落距, 强烈夯击过湿性黄土, 此法可消除4~8m内的黄土湿陷, 并且能够提高地基承载力。

3 过湿性黄土路基的常见病害及成因

3.1 边坡破坏、变形

3.1.1 边坡坡面刹落, 成片状、层状或者色鳞状

通常情况下, 阳坡损坏程度要严重于阴坡, 所以和浸水后收缩, 日照后膨胀有很大的关联;而且黄土中颗粒含量多的更容易刹落。

3.1.2 坡面经雨水冲刷后, 成沟状、洞穴状等

影响原因主要有三点: (1) 土质疏松, 层次明显的冲击性湿陷性黄土; (2) 降雨量过多; (3) 边坡的排水设施处理不当。

3.2 黄土陷穴

(1) 黄土经过水的冲刷和溶蚀, 形成的暗沟、暗道、暗穴可以统称为陷穴, 是种比较普通的严重病害类型。

(2) 根据陷穴类型可以分为漏斗状陷穴, 竖井状陷穴, 串珠状陷穴以及暗穴;由于其成因不同, 因此形状也有一定的差异。例如, 水流在坡面径流汇集沿着节理下渗会造成漏斗状陷穴。

3.3 路基湿陷

路基湿陷指的是在湿陷性黄土的分布地区, 由于降雨或者农田灌溉, 在路侧形成积水, 并且持续下渗, 导致湿陷性土层发生湿陷, 在地表处形成圆形或者椭圆形的湿陷坑。一般湿陷坑直径为15~30m, 最大有50~60m, 中心沉陷一般为30~60cm, 最深有90~100cm。

在湿陷坑范围内的路基、路面、桥涵、挡土墙会随着湿陷坑发生沉陷, 形成变形, 开裂和破坏。

4 过湿性黄土路基工程的综合处理

4.1 过湿性黄土地区沉陷处理

如果施工地区为过湿性黄土地质, 则为了尽量避免路基沉陷, 可以采取消除黄土过湿性的措施。对于一般高度的填方路基, 可以采用重夯法进行处理, 消除地表以下一定深度的土体的过湿性。其次, 在路面地接线位置设置个税措施, 尽量避免地下水的影响。另外, 还应该严格控制地基的压实度, 对于挖方路基, 如果深度小于过湿性黄土厚度, 则由于路基下部还有一定厚度的过湿性黄土, 因此密实度较高, 在施工过程中, 可以采用灰土垫层处理方式。如果挖方深度大于过湿性黄土厚度, 则不需要采取加固措施。

4.2 过湿性黄土地区陷穴处理

对于过湿性黄土地区的陷穴处理, 主要以预防为主。由于黄土地区的陷穴隐蔽性较强, 所以在施工前必须明确陷穴的位置、深度和大小, 通常可以采用雷达勘测方式进行探测。如果路基底部已经出现陷穴, 则必须进行严格的勘查, 然后对陷穴进行处理。对于过湿性黄土地区的陷穴, 主要有以下处理方式:加强地表排水、减少积水沉降、加强植被保护、对于易发生陷穴的区域进行定期检查, 对于发生的陷穴应及时采取措施进行处治。常用的陷穴处理方法如表1所示。

4.3 过湿性黄土路基边坡处理

对于过湿性黄土路基边坡冲蚀, 首先应该采用合理的边坡横断面形式和边坡坡度。如果坡度过大, 则水流流速较大, 边坡冲刷力度较大, 如果雨水滞留, 则会直接影响边坡的稳定性。另外, 还可以采用台阶形边坡以减少汇水面积和降低水流速度。

对于湿陷性黄土地区路基边坡坍塌, 一方面应选用合理的边坡高度和坡度, 另一方面还应加强防排水措施, 保证路基边坡的稳定。除此以外, 需做好边坡防护, 尽量消除边坡坍塌。

4.4 过湿性黄土高填方路堤处理

由于黄土地区地形地貌的限制, 道路经常会遇到跨越沟谷和梁峁结合等处, 为了尽量减少工程造价, 对于过湿性黄土路基施工, 可以采用重夯处理的方式, 或者采用灰土换填的方式。与此同时, 对于路基填料的选择, 应该选择性能良好的材料, 尽量选择新黄土作为填料。因为老黄土中粘性颗粒含量较高, 粘性颗粒问连接紧密, 因此其透水性较差, 结构性能较差;但是, 新黄土中砂粒含量较大, 将其作为路基填料可以获得良好的压实质量和承载能力效果。除此以外, 采取台阶式边坡、封闭路基外围, 能够防止水的浸湿作用, 保证路基的整体稳定性, 如图1所示。

5 过湿性黄土地基注浆加固实例

5.1 工程概况

某高速公路工程路基台背回填顶层填土施工完成, 因遇雨季连续降雨15d, 会造成台背填土下沉, 台背填土层厚6.36m, 顶面尺寸1324。地基基础为天然失陷性黄土层。

5.2 平面布置

钻孔平面布置采用均布, 间距1m。

5.3 加固方案

为提高湿陷地基的力学强度和抗变形能力, 根据地质勘察资料和地基沉陷情况, 确定采用注浆法加固台背及地基。

(1) 注浆技术参数; (2) 注浆加工设备; (3) 注浆加工材料; (4) 注浆顺序, 先两侧后中间, 间歇对称注浆; (5) 沉降观测; (6) 施工控制。

5.4 施工工艺

工艺流程:布孔→钻孔→埋设注浆管→封孔→浆液试配→注浆→封管。

5.5 质量检验

本工程注浆除完成原方案260个孔。根据沉降观测记录, 施工期间沉降观测点最大沉降量为3.59mm, 未出现地基沉降过大和小均匀沉降现象。为检验地基加固效果和地基注浆后的承载力情况, 该注浆地基采用标准贯入试验进行检测。从-2.50m开始, 每隔1.00m作一次标贯。检测结果:根据标贯击数统计结果, 按照《公路路基路面现场测定规程》 (JTGE60-2008) 规定, 确定注浆后地基承载力为200k Pa。可见, 加固后的地基承载力明显提高。

6 结语

随着高速公路施工技术不断的提高, 对于过湿性黄土地基的施工, 需要技术人员在施工中加强排水处理, 在施工全过程保证排水顺畅, 在多方面进行控制, 增强责任心, 保证填筑质量。

参考文献

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[2]杨茹, 边买军.基于湿陷性黄土的高速公路填方路基沉陷防治[J].山西建筑, 2010 (13) :84~85.