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湿陷性黄土地区路基施工控制要点及处理方法

时间:2017-04-18 访问人数:

 

黄土的多种不利于路基及路基施工的工程特性,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,满足路基施工要求。七要点如下。

一、路基填料 老黄土透水性差,干湿难以调节,大块土粒较多,填筑路基时应破碎到小于10cm的块料,并且老黄土不能用作填筑路床的材料;新黄土则是良好的路基填料,可用于路堤及路床的施工。但新老黄土不得混用,如果在老黄土上填筑新黄土时,老黄土应由小于2%的路拱,以利排水,且新老黄土不得交替填筑。同一层次上得黄土其填筑厚度要均匀。

二、路基断面  路基断面施工的标准是迅速排除路基范围内的 降水,减少或消除黄土的各种病害,以减轻或避免因路基的变形而引起路基破坏或变形,为此可用以下考虑。

(1)路基横坡应尽可能大(不小于3.0%),以便迅速排除降水。

(2)路肩与路面的接缝处作防渗处理,以防水 分下渗。

(3)做好填筑界面的结合处理,黄土路堤易在 填挖交界面产生裂缝,应采取挖土质台阶、强夯或用 土工钉来加强结合、防止在结合处被拉开。

三、路基高度  黄土填筑路基后,受降水、温度等环境气候因素 及行车荷载的影响,土体崩解、湿陷、产生下沉。黄土高路堤竣工后后期因自重压密固结产生很大的压缩下沉,应按设计要求预留沉降量。黄土高路堤基底应做加夯处理,以提高地基承载力。黄土高路堤 应尽量安排早施工,早完工,以便铺筑路面时工后沉降基本完成。

四、路基排水  路基排水的目的是使路基及底路基经常处于干 燥、坚固和稳定状态,把含水量、气温变化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。多数道路的损坏是由于路基发生变形及缺少抗负载能力所造成的。 路基具有良好的排水系统,对于黄土地区正在施工及施工完毕后的路基具有特别重要的意义。如果做到防水、保湿,可防止路基形成软点,也可减少因冰冻引起的路面冻胀作用,减少路面病害。施工时应特别注意:

1.开工前校核全线排水系统的设计是否完善,是否形成了良好的排水网系,使危害路基稳定的地面水、地下水顺畅排走,必要时予以补充和修改。

(2)开工前应做好施工路段的排水系统及施工场地附近的临时排水设施。

(3)雨季施工时,严防堵塞水路,泄水不畅及淤 塞。

(4)路堤填筑每层表面应做成2%-4%的横坡 以利排水。

(5)用混凝土板拼砌边沟时,接缝处应作防渗 处理,安装牢固、无渗漏。

(6)挡墙、护面墙应有良好的排除降水及渗水 功能。

(7)高路堤路基施工,应在两侧或一侧(超高 )设临时阻水设施,以防雨水冲毁边坡。

(8)路堤填至设计高程后,应根据排水系统及 时修筑外侧边缘的拦水、截水沟构造物和急流槽,将 水引至坡脚处。

五.路基压实 疏松的路基填料必须经过充分的压实才能获得足够的强度和水温稳定性,经过充分压实的路基,在行车荷载和自然因素的作用下,产生的塑性变形较小,而压实度低的路基则会产生较大的塑性变形,进而引起路面的破坏。路基经充分压实,达到规定的压实度后铺筑路面,可有效地防止路面病害的发生,提高路面的使用性能和耐久性。为此要做到:

(1)路基施工中如发现土质有变化,应及时补 做土工试验。

(2)选择合理的压实机具及根据压实机具的组 合形式、选择适宜的压实厚度和碾压遍数。

(3)应尽可能采用羊角碾,大吨位静碾压路机 及大吨位轮胎压路机的组合模式碾压路基。

 (4)整平完毕后待压的填土,应有良好的平整 度,以提高压实时的均性性及迅速排除地表降水。

(5)含水量严格控制在最佳含水量的一l% +3%之内压实。

(6)用冲击碾碾压或强夯路基。 在此,特别强调黄土地区路基的压实问题。与其他公路路基粘性土相比,黄土尤其易受水的侵害。 是一种特殊的粘性土。常将黄土路基划分为两类: 非湿陷性黄土和湿陷性黄土。其中,湿陷性黄土作为路堤填筑材料时,由于受水浸湿后,本身结构被迅 速破坏,应有强度减小,若施工不当则会发生很大的 下沉量,引起路基失稳,特别是高路堤地段的填筑更 是会引发一系列的工程病害。因此,黄土路基的压 实也应根据实际情况的不同合理选择,可采用强夯 或冲击碾压或是灰土挤密桩或是灰土填筑等方法进 湿陷性黄土路基处理,工程中应用较广泛的也是 冲击碾压或强夯的方法。

①冲击压实:冲击压实处理地基的原理是用一 定的冲击能量使土体里的水分扩散固结并挤密压实 土体而达到加固土体的目的。冲击压实技术只适合 于浅层湿陷性及湿软性黄土地基的处理,且其有效 影响深度一般不超过80era,冲压遍数以30遍左右为宜。在冲压施工的过程中应注意:保持最佳含水量;受冲击压实机的机型限制,被冲压的路基长度一般不应小于120m,宽度不宜小于15m;每一层冲压前,应先沿路基边沿冲压5遍左右,以减少在冲压过程中冲击能对路基的侧向挤压作用;用冲击压实机进行路堤边沿压实时速度应稍慢,否则,可能引起车身滑出路堤;冲压时应注意轮迹的连续性,特别是调头处,不要预留空白带而影响压实效果。结果可知,冲击技术有效影响深度不超过80cm,冲击遍数达到三十遍时,与冲击二十遍的压实度增长无异,冲击碾压只适合于浅层湿陷性黄地路基处理。

②强夯施工: 又称动力固结法,是用起重机械将 8-40t夯锤起吊到6-25m高度后,自由落下,给地基以强大的冲击能量的夯击,使土中出现冲击波和冲击应力,迫使土体孔隙压缩,土体局部液化,在夯击点周围产生裂隙,形成良好的排水通道,孔隙水和气体逸出,使土粒重新排列,经时效压密达到固结,从而提高地基承载力,降低其压缩性的一种有效地基加固方法。平定高速公路对填挖结合部及冲沟填筑段均设 计了强夯处理,填挖结合部每3m进行一次十吨强 夯,落距为15m,并设置了土工格室,以防止不均匀 沉降;冲沟填筑段每5进行一次强夯,由施工单位及监理单位派专人对强夯的落点布置及落距进行检查及记录,保证了强夯的效果。边坡处理 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。 成型后的黄土路堤边坡应及时拍紧、整平、刷顺,做好防护工程,以减少雨水对边坡的侵蚀。

六、地表处理 若基底为软土则承载力不足;地下水位较高,对基底的强度影响较大,所以施工时应特别注意:

(1)采取拦截地表水的措施,防止地面水下渗, 减少地基湿陷性下沉。

(2)若地表为软土,应根据软土的埋层、深度、 路堤高度、填筑材料等因素分别采取换砂砾、抛石挤 淤、灰土垫层、塑料排水板、设砂垫层、粉喷桩等加固措施。

(3)当地下水位较高,潜水层埋藏不深时,可采用排水沟、暗沟、渗沟及渗井,以降低地下水位,排除路基范围内的渗出水,且其应有合适的断面尺寸和沟底纵坡。

 随着高速公路建设的日新月异,新技术、新材 料、新工艺、新设备的不断推陈出新,湿陷性黄土地区的路基施工仍然延用这些老办法恐怕不能满足日益增长的运输量的要求,且强夯后的检测手段较为落后,冲击碾压仅能对浅层的湿陷性黄土有所影响,这些方法都存在一定的局限性,这就要求我们这些技术人员在施工中其他环节更应予以重视,特别是排水的处理显得尤其重要,应疏不宜堵,将临时排水 及永久性排水有机结合、系统完善,做到施工中及交工后排水顺畅,碾压时做到机械组合紧密,在含水率适当时及时完成碾压及下一层的覆盖以保证有效水分不易挥发也是保持压实效果的良好方法。