浅谈湿陷性黄土地区路基施工控制要点及处理方法(甘肃科技 2010年08期)

'第26卷第8期甘肃科技Vol.26No.82010年4月GansuScienceandTechnologyApr.2010浅谈湿陷性黄土地区路基施工控制要点及处理方法李建辉(甘肃交通科学研究所有限公司,甘肃兰州730050)摘要:在湿陷性黄土地区路基施工中,就材料、压实、排水等控制要点及处理的方法,提出了一些看法和观点。关键词:湿陷性黄土;路基施工;控制要点;处理方法中图分类号:TU411.8黄土是一种特殊粘性土,粉粒含量高,多孔隙,水率的情况处于较坚硬的状态,具有一定的强度。孔隙率35-60%之间。土中含有碳酸钙等易溶盐但浸湿后不易干燥,强度急剧下降,过湿则形成弹簧类,遇水溶解形成冲蚀;黄土遇水膨胀形成崩解,黄土。土颗粒遇水侵润后因内部凝结力减少而形成滑移,1.5湿馅性产生一定的沉陷或位移———即湿陷。黄土透水性黄土在外加荷载有土体自重的作用下,受水侵差,干燥时坚硬,浸湿后不易干燥,强度急剧下降,过湿后,因土体结构破坏,而发生大量剧烈的附加下干时具有很高的强度,过湿时易形成弹簧土,还会产沉,即形成湿陷。生收缩开裂,不是填筑路基的理想材料。因为黄土1.6渗水性不利于路基施工的工程特性都是因水的侵入而引因黄土具有胀缩性,多次反复形成裂缝,降水起,所以黄土地区路基施工,应做好排除路基附近的后,水从裂缝中下渗,渗入深度增加;又因黄土具有地下水和地面水,并对排水结构做好必要的防护与大孔隙垂直节理等特性,其垂直方向的渗透性较水加固。在雨季施工,更应注意使降水迅速排出至路平方向为大;但粘粒含量较多的黄土成为透水不良基范围之外,不要积水。或不透水的土层。甘肃省黄土主要公布在陇中、陇东的黄土高原地区,笔者近几年一直在陇中及陇东的黄土地区从2黄土填筑路基施工要点事高等级公路施工监理工作,本文就高等级公路黄黄土的多种不利于路基及路基施工的工程特土路基的技术问题,谈些认识和体会。性,均由水引起,用黄土填筑路基,需要掌握其路基施工的技术要点,用好防排水工程,满足路基施工要1黄土工程特性求。1.1胀缩性2.1路基填料黄土遇水体积膨胀,使其上面的路面隆起,干燥老黄土透水性差,干湿难以调节,大块土粒较后体积收缩,并使其上面的路面下沉。如此反复路多,填筑路基时应破碎到小于10cm的块料,并且老面形成裂缝及剥落,降低公路使用寿命。黄土不能用作填筑路床的材料;而新黄土则时良好1.2崩解性的路基填料,可用于路堤及路床的施工。但新老黄新黄土孔隙较大,岩性疏松,浸入水中后,吸水土不得混用,如果载老黄土上填筑新黄土时,老黄土湿化,很快全部崩解;而老黄土孔隙较小,岩性紧密,应由小于2%的路拱,以利排水,且不得以层层得交则需经一段时间才崩解,红色黄土孔隙很小,岩性紧替填筑新老黄土。同一层次上得黄土其填筑厚度要密,浸水后基本不崩解。均匀。1.3多孔裂隙性2.2路基断面黄土具有很高的空隙度。黄土中的空隙呈垂直路基断面施工的标准是迅速排除路基范围内的或倾斜的管状,以垂直为主,上下贯通。降水,减少或消除黄土的各种病害,以减轻或避免因1.4强度衰减性路基的变形而引起路基破坏或变形,为此可用以下黄土的强度随含水量的增大而减小。在天然含考虑。 118甘肃科技第26卷(1)路基横坡应尽可能大(不小于3.0%),以2.5路基压实便迅速排除降水。疏松的路基填料必须经过充分的压实才能获得(2)路肩与路面的接缝处作防渗处理,以防水足够的强度和水温稳定性,经过充分压实的路基,在分下渗。行车荷载和自然因素的作用下,产生的塑性变形较(3)做好填筑界面的结合处理,黄土路堤易在小,而压实度低的路基则会产生较大的塑性变形,进填挖交界面产生裂缝,应采取挖土质台阶、强夯或用而引起路面的破坏。路基经充分压实,达到规定的土工钉来加强结合、防止在结合处被拉开。压实度后铺筑路面,可有效地防止路面病害的发生,2.3路基高度提高路面的使用性能和耐久性。为此要做到:黄土填筑路基后,受降水、温度等环境气候因素(1)路基施工中如发现土质有变化,应及时补及行车荷载的影响,土体崩解、湿陷、产生下沉。黄做土工试验。土高路堤竣工后后期因自重压密固结产生很大的压(2)选择合理的压实机具及根据压实机具的组缩下沉,应按设计要求预留沉降量。黄土高路堤基合形式、选择适宜的压实厚度和碾压遍数。底应做加夯处理,以提高地基承载力。黄土高路堤(3)应尽可能采用羊角碾,大吨位静碾压路机应尽量安排早施工,早完工,以便铺筑路面时工后沉及大吨位轮胎压路机的组合模式碾压路基。降基本完成。(4)整平完毕后待压的填土,应有良好的平整2.4路基排水度,以提高压实时的均性性及迅速排除地表降水。路基排水的目的是使路基及底路基经常处于干(5)含水量严格控制在最佳含水量的-1%～燥、坚固和稳定状态,把含水量、气温变化对路基引+3%之内压实。起的破坏性应力减小至小于交通荷载所造成的破(6)用冲击碾碾压或强夯路基。坏,从而提高路面的耐久性能。多数道路的损坏是在此,特别强调黄土地区路基的压实问题。与由于路基发生变形及缺少抗负载能力所造成的。其他公路路基粘性土相比,黄土尤其易受水的侵害,路基具有良好的排水系统,对于黄土地区正在是一种特殊的粘性土。常将黄土路基划分为两类:施工及施工完毕后的路基具有特别重要的意义。如非湿陷性黄土和湿陷性黄土。其中,湿陷性黄土作果做到防水、保湿,可防止路基形成软点,也可减少为路堤填筑材料时,由于受水浸湿后,本身结构被迅因冰冻引起的路面冻胀作用,减少路面病害。施工速破坏,应有强度减小,若施工不当则会发生很大的时应特别注意:下沉量,引起路基失稳,特别是高路堤地段的填筑更(1)开工前校核全线排水系统的设计是否完是会引发一系列的工程病害。因此,黄土路基的压善,是否形成了良好的排水网系,使危害路基稳定的实也应根据实际情况的不同合理选择,可采用强夯地面水、地下水顺畅排走,必要时予以补充和修改。或冲击碾压或是灰土挤密桩或是灰土填筑等方法进(2)开工前应做好施工路段的排水系统及施工行湿陷性黄土路基处理,工程中应用较广泛的也是场地附近的临时排水设施。冲击碾压或强夯的方法。(3)雨季施工时,严防堵塞水路,泄水不畅及淤①冲击压实:冲击压实处理地基的原理是用一塞。定的冲击能量使土体里的水分扩散固结并挤密压实(4)路堤填筑每层表面应做成2%～4%的横坡土体而达到加固土体的目的。冲击压实技术只适合以利排水。于浅层湿陷性及湿软性黄土地基的处理,且其有效(5)用混凝土板拼砌边沟时,接缝处应作防渗影响深度一般不超过80cm,冲压遍数以30遍左右处理,安装牢固、无渗漏。为宜。在冲压施工的过程中应注意:保持最佳含水(6)挡墙、护面墙应有良好的排除降水及渗水量;受冲击压实机的机型限制,被冲压的路基长度一功能。般不应小于120m,宽度不宜小于15m;每一层冲压(7)高路堤路基施工,应在两侧或一侧(超高前,应先沿路基边沿冲压5遍左右,以减少在冲压过段)设临时阻水设施,以防雨水冲毁边坡。程中冲击能对路基的侧向挤压作用;用冲击压实机(8)路堤填至设计高程后,应根据排水系统及进行路堤边沿压实时速度应稍慢,否则,可能引起车时修筑外侧边缘的拦水、截水沟构造物和急流槽,将身滑出路堤;冲压时应注意轮迹的连续性,特别是调水引至坡脚处。头处,不要预留空白带而影响压实效果。 第8期李建辉:浅谈湿陷性黄土地区路基施工控制要点及处理方法119甘肃省平定高速公路地处湿陷性黄土地区,对冲击应力,迫使土体孔隙压缩,土体局部液化,在夯地表采用了冲击碾压的设计,施工中,业主要求对击点周围产生裂隙,形成良好的排水通道,孔隙水和冲击碾压做试验段,以检测其效果,我标段在K306气体逸出,使土粒重新排列,经时效压密达到固结,+200-k306+360段做了试验段,对未冲击原地从而提高地基承载力,降低其压缩性的一种有效地表、光轮碾压及冲击碾压20遍的不同深度的层位分基加固方法。别做了压实度进行比较,结果见表1,由此可知,冲平定高速公路对填挖结合部及冲沟填筑段均设击技术有效影响深度如上所述不超过80cm,冲击遍计了强夯处理,填挖结合部每3m进行一次十吨强数达到三十遍时,与冲击二十遍的压实度增长无异,夯,落距为15m,并设置了土工格室,以防止不均匀冲击碾压只适合于浅层湿陷性黄地路基处理。沉降;冲沟填筑段每5进行一次强夯,由施工单位及②强夯施工:又称动力固结法,是用起重机械将监理单位派专人对强夯的落点布置及落距进行检查8～40t夯锤起吊到6～25m高度后,自由落下,给地及记录,保证了强夯的效果。基以强大的冲击能量的夯击,使土中出现冲击波和表1冲击碾压与相关指标统计K306+200—K306+360层位0cm50cm100cm150cm200cm碾压遍数含水量K(%)13.653未冲击碾压原地面干容重Rd(g/cm)1.48压实度K(%)78.9含水量K(%)10.410.411.576.66.33光轮振动压路机6遍干容重Rd(g/cm)1.711.571.371.171.13压实度K(%)91.484.2573.860.958.6含水量K(%)11.1611.5111.1011.711.23冲击碾压20遍干容重Rd(g/cm)1.731.611.411.231.16压实度K(%)93.186.775.96460.1含水量K(%)10.8611.210.7011.210.83冲击碾压30遍干容重Rd(g/cm)1.741.621.421.241.16压实度K(%)93.587.176.564.560.12.6边坡处理沟底纵坡。用黄土填筑路基时,路基每侧应填宽30～50cm,以利边坡处的压实。3结语成型后的黄土路堤边坡应及时拍紧、整平、刷随着高速公路建设的日新月异,新技术、新材顺,做好防护工程,以减少雨水对边坡的侵蚀。料、新工艺、新设备的不断推陈出新,湿陷性黄土地2.7地表处理区的路基施工仍然延用这些老办法恐怕不能满足日若基底为软土则承载力不足;地下水位较高,对益增长的运输量的要求,且强夯后的检测手段较为基底的强度影响较大,所以施工时应特别注意:落后,冲击碾压仅能对浅层的湿陷性黄土有所影响,(1)采取拦截地表水的措施,防止地面水下渗,这些方法都存在一定的局限性,这就要求我们这些减少地基湿陷性下沉。技术人员在施工中其他环节更应予以重视,特别是(2)若地表为软土,应根据软土的埋层、深度、排水的处理显得尤其重要,应疏不宜堵,将临时排水路堤高度、填筑材料等因素分别采取换砂砾、抛石挤及永久性排水有机结合、系统完善,做到施工中及交淤、灰土垫层、塑料排水板、设砂垫层、粉喷桩等加固工后排水顺畅,碾压时做到机械组合紧密,在含水率措施。适当时及时完成碾压及下一层的覆盖以保证有效水(3)当地下水位较高,潜水层埋藏不深时,可采分不易挥发也是保持压实效果的良好方法。用排水沟、暗沟、渗沟及渗井,以降低地下水位,排除总而言之,在黄土地区路基施工,应在多方面进路基范围内的渗出水,且其应有合适的断面尺寸和行控制,增强责任心,保证填筑质量。'