湿陷性黄土路基施工作业.doc

'湿陷性黄土路基施工作业　　摘要：以临午改建工程为例，对湿陷性黄土路基的施工措施工程应用进行介绍。　　关键词：湿陷性黄土；路基；处理；施工　　　　湿陷性黄土是一种在干燥情况下，具有较高强度和较低压缩性，遇水后在一定外力作用或在自重作用下强度骤降的一种特殊岩土。它广泛分布于我国甘肃、宁夏、陕西和山西等黄土高原地区。其中以03马兰组黄土最具有代表性。湿陷性黄土对公路工程的工程危害主要表现为遇水后的不均匀沉降，引起公路路面大面积开裂、下陷，从而引起其他次生公路病害，进一步加剧黄土地基的湿陷性，引起恶性循环。所以公路工程中的湿陷性黄土路基的施工质量直接影响整个公路的施工质量以及后期运营期养护工程。　　省道临午线位于山西省临汾市西北地区，公路等级为23m宽的四车道一级公路，设计行车速度为60km／h。设计荷载100kN.m。沿线经过汾河阶地、昕水河阶地和山前台地。在河流阶地以及山前台地地表覆盖有厚度达5m～9m厚湿陷性黄土，湿陷等级为Ⅱ级自重湿陷。因此，湿陷性黄土地区路基的施工措施恰当与否对整个项目的工程质量至关重要。　　省道临午线K15+900～K17+100段为山前台地，地表覆盖9m厚Ⅱ级自重湿陷性黄土，地表冲沟、陷穴发育。设计中对填方路段原地面清表后采用1000kN.m夯击能强夯处理消除湿陷性，对于挖方路段挖至距离路床后采用1000kN.m夯击能强夯处理消除湿陷性并设置30cm后灰土封层。对于高挡土墙及桥台地段则采用灰土挤密桩消除整个湿陷性土层的湿陷性。施工过程中根据规范要求、设计图纸及当地实际情况，对不同段落分别采取了措施。具体如下：　　　　1　填方路段　　　　黄土路段施工过程中应严格做好防排水，避免施工场地排水不畅或浸水。对各个处置措施的施工工艺均应设置试验段，以确定各施工参数。　　　　1.1　填方路基基底处理　　在路基填筑前，应对原地面进行处置，处置宽度应大于路基坡脚外1／2湿陷性黄土层厚，并不小于2m。　　根据设计要求，路基基底采用1000kN.m强夯处理，对于重要建筑物附近，且建筑物具有一定抗震能力的，路基基底清表后采用冲击碾碾压40遍。桥台及高挡墙段落则需消除整个湿陷性土层的湿陷性。对距离抗震能力差的民房较近的段落，采用50cm的5％灰土垫层(外掺、重量比)。4 　　选用强夯处理时，应先进行现场实验，强夯地基的黄土饱和度不应大于80％；强夯位置距离居民区不小于150m；横路基向强夯范围至征地边界；对于黄土饱和度大于80％或距离居民区小于150m的路段，按设计文件中要求考虑使用灰土桩处理或换填50cm后5％灰土处理。一般路基强夯范围为用地界，夯点间距4m，正三角形布置，间隔挑夯，单击夯能视地基湿陷性类型，湿陷等级以及湿陷性黄土厚度综合确定，单击最后两击夯沉量不大于5mm。点夯以后将地面平整，以1000kN.m夯击能满夯，夯印彼此搭接，满夯两遍，每次满夯后都应将地面重新平整。点夯次数、沉降量由试验段施工确定。施工时满夯结束平整后，以每100m2不少于1点的频率检验沉降值。　　当采用灰土桩时，桩径应采用40cm，三角形布置，路基基底处理桩心距为1.5m，桥台及台后灰土桩桩心距根据承载力要求采用1.0m～1.3m，桩体灰与土体积配合比2：8，压实度不小于97％，桩间土平均压实度不小于93％。桩孔深度视填土高度，地基湿陷类型、湿陷等级以及湿陷性黄土厚度综合确定，地基处理宽度为护坡道外缘。施工过程中，工艺控制、数据指标均应通过试验段施工来确定。施工结束后，由施工单位和监理进行数点不小于3％的点挖验检测。　　对于设置构造物的路段需原地面处理结束后，方可进行构造物基础的开挖施工。　　　　1.2　黄土路基填筑　　(1)当利用挖方黄土填筑路基时，CBR不满足要求时，掺灰处理。　　(2)路床0～30cm部分采用砂砾填筑。　　(3)当使用黄土作为路基填料时，路基填筑施工每隔2.0m填高采用500kN.m的夯击能进行强夯补压。　　(4)设置构筑物的冲沟内的路基，台后换填范围(不小于6m)的路基不容许采用强夯处理；采用填筑时构筑物顶部4m范围内也不容许采用强夯处理；4m以上采用强夯时，夯击能不得大于1000kN.m。　　　　1.3　挖方路段处理　　挖方路段挖至设计标高后，进行强夯处理，并对强夯后的沉降采用6％灰土补填，为保证施工车辆对路基不行车破坏，顶部15cm设置砂砾。灰土隔水层采用分层路拌法施工。外掺石灰，石灰采用钙、镁质Ⅲ级生石灰。　　　　1.4　路基挖方段边坡　　黄土路段挖方边坡应一次性挖成型，避免原状土扰动，严禁超挖后采用同填方式修整边坡。　　黄土路堑的边坡率为1：0.75或1：1。　　黄土段落的具体位置请查阅相应的地质报告，如果在施工中发现地质与实际不符，应及时与设计部分联系进行调整。　　1.5　边坡防护　　(1)填方路基边坡采用适合于当地生长的植被进行绿化防护，填方路基自第二级边坡(1：1.75)以下采用网格骨架防护。　　(2)挖方边坡的碎落台两泄水槽之间布置绿化带，绿化带缘石高出碎落台5cm。　　(3)边坡平台采用25cm厚浆砌片石防护，并设置30×30cm浆砌片石平台排水沟。　　(4)对边坡为2级及2级以上的，在土质第一级边坡范围内设置空心六角型预制块防护。如果挖方段设置挡土墙，则只在土质范围内设置六角型预制块防护，并在挖方坡率过渡段内做好挡土墙高度过渡。　　(5)路基挖方段在冲沟处设置的急流槽，注意将进口防护应深入冲沟壁，边坡急流槽下及两侧可以根据需要设置干砌片石防护。　　(6)黄土路基边坡防护在施工过程中根据开挖情况适当布置。　　4 　　1.6　黄土路基排水　　(1)路基排水系统由边沟、截水沟、泄水槽、急流槽、渗(盲)沟及桥涵结构物等组成，排水系统均采用浆砌片石或混凝土预制材料，排水沟构造物底部设置15cm厚度的2：8灰土(体积比)，边沟的灰土垫层下铺设涂沥青的土工布，以防渗水。　　(2)路堑边沟底部设纵向碎石渗沟(深度60cm、宽度同边沟底宽度)。　　(3)路基排水系统与自然地表排水系统必须通畅连接；边沟必须设置到冲沟底部排水沟内，禁止边沟于桥头或冲沟坡顶截止；挖方段要保证截水沟、平台流水槽、边坡急流槽的设置数量、长度及边沟的顺畅连接，保证顺利排水。　　　　1.7　黄土路段跨越冲沟处理　　(1)冲沟壁比较陡的情况下，冲沟底部视黄土湿陷程度及黄土层厚度，采用强夯或灰土桩等方法处理；冲沟壁按照每级不小于2m宽平台开挖成台阶状(台阶平均坡度不大于1：1)后分层填筑路基；每级台阶填筑完成后采用1000kN.m的夯击能进行强夯补压。　　(2)对于冲沟内设置构造物时，在台后换填范围(且不小于6m)的路基不允许采用强夯处理。采用黄土填筑时构造物顶部4m厚度范围内不允许强夯，4m以上采用强夯时，夯击能不大于1000kN.m，但桥台台后路基应满足相应的压实度要求。　　(3)淘壁处理。冲淘处的路基填筑从沟底向上分层施工，并采取一边填筑一边将沟壁挖成台阶，始之咬合；每级台阶宽度不小于2m(台阶平均坡度不大于1：1，反坡4％)；每级台阶填筑完成后采用1000kN.m的夯击能进行强夯补压。　　(4)冲沟防护：①冲沟底宽≥20m的冲沟，上下游从涵洞八字墙末端一占地界采用35cm的将砌片石进行沟底铺砌，铺且末端设隔水墙，墙宽50cm，深度150cm。②冲沟底宽<20m的冲沟，整个冲沟底进行铺砌，铺砌长度上游从涵洞八字墙末端－占地界外15m，下游从涵洞八字墙末端－占地界外10m，铺砌末端均设隔水墙；两侧的冲沟壁根部设拦土墙，拦土墙顶宽50cm，拦土墙高度200cm，冲沟壁侧墙面直立，冲沟侧墙面坡度1：0.3，拦土墙冲沟壁的转折而转折修建。③冲沟内的边坡、护坡道全部采用将砌片石进行防护，冲沟沟顶外3m～5m长度的边沟及护坡道也同样进行工程防护。④冲沟内的路堤迎水面边坡采用35cm浆砌片石－护坡进行防护，防护高度为设计水位+50cm且不低于涵洞顶面高程，护坡的坡脚处设浆砌片石矩形基础，基础顶宽60cm，深度80cm。　　(5)冲沟排水：①路堤冲沟排水：边沟水流人冲沟时设急流槽，并在急流槽底部设置消力井，尚有急流槽接人消力井，在接入路基边沟，路堤边沟深至涵洞口处；下游急留槽接入消力井。②挖方冲沟排水：当冲沟坡度大于10％时，将占地界外5m的上游冲沟底面整修成10％的纵坡且成水簸箕行，然后采用35cm厚度的浆砌片石进行沟底铺砌，铺砌后，再设一道隔水墙，其后采用抛石填筑；当冲沟坡度不大于10％时，将占地界外5m的上游冲沟按原坡度进行整修，再用35cm厚度的浆砌片石进行沟底铺砌。③在占地界处设拦水墙，拦水墙顶面厚度50cm，高出地面60cm，深入地面80cm，拦水墙长度为冲沟的宽度；占地界外5m处设拦水墙，拦水墙顶面厚度50cm，高出地面30cm，深入地面120cm，拦水墙长度为冲沟的底宽。拦水墙中心处设急流槽，将水引入路堑边沟，拦水墙采用M7.5浆砌片石。④铺砌和急流槽的基地垫层：非黄土段采用砂砾10cm，黄土段采用2：8灰土1.5cm。　　(6)沟填平处理：①4 不设构造物的冲沟，应采用弃土或弃渣填平造地方案，顶面覆盖种植土后，种植沙棘林绿化；弃土或弃渣时，冲沟的形状不必整治成规则状，并应将冲沟上游填满，弃土或弃渣填土的压实度不小于90％；冲沟下游设拦土墙截弃土，防止水土流失；②冲沟填平占地的土地类别除沟底部较宽、种植大片旱田外，一般应按荒地、荒沟考虑，并列为永久占地；③非黄土段的冲沟应根据沟壁的情况、沟的宽窄等进行设计，除基底强夯外，其余均应参照执行。　　　　2　结束语　　　　湿陷性黄土作为在山西省广泛存在的一种特殊岩土，对山西省公路工程的影响较大。采用经济、合理的技术措施对其进行处理利用，将为公路建设意义重大。4'