摘 要:在經(jīng)濟(jì)快速提速的今天,公路在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了非常重要的作用。為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求,公路進(jìn)入了快速建設(shè)階段。在公路施工中路基施工是其重要的一部分,直接影響著公路的質(zhì)量。本文針對(duì)濕陷性黃土的工程特性,分析了濕陷性黃土地基的處理措施及地基陷穴的處理方法。
關(guān)鍵詞:公路;濕陷性黃土路基;施工技術(shù)
前言
在公路施工中,地質(zhì)條件復(fù)雜,當(dāng)遇到濕陷性黃土?xí)r,在這種地質(zhì)條件下對(duì)地基進(jìn)行施工就需要有嚴(yán)重的技術(shù)要求,因?yàn)闈裣菪渣S土其中粉土含量較高,天然孔隙較大,如果其在干燥情況下,強(qiáng)度是非常高的,壓縮性也較低,但其在自重或是附加壓力作用下,其受水浸濕后結(jié)構(gòu)破壞性較大,從而發(fā)生較嚴(yán)重的下沉現(xiàn)象。因此黃土地基在多種特性的作用下,如果黃土地區(qū)地基遇到水后極易發(fā)生沉降,破壞公路的整體性,導(dǎo)致公路發(fā)生較嚴(yán)重的病害。所以在對(duì)其土質(zhì)進(jìn)行路基施工時(shí)要采取具體的技術(shù)措施,避免其因自身的特性而發(fā)生下沉、沉陷,從而影響公路的安全。
1 濕陷性黃土的工程特性
1.1 濕陷性黃土的顆粒組成
我國(guó)濕陷性黃土的顆粒主要為粉土顆粒,占總重量約50~70%,而粉土顆粒中又以0.05~O.01ram的粗粉土顆粒為多,占總重約40.60%,小于0.005ram的粘土顆粒較少,占總重約14.28%,大于0.1rnm的細(xì)砂顆粒占總重在5%以內(nèi),基本上無(wú)大于0.25mm的中砂顆粒。
濕陷性黃土中成份主要有石英、長(zhǎng)石、中等親水性的伊利石。此外,還含有較多的呈固態(tài)或半固態(tài)分布的水溶鹽。
試驗(yàn)研究表明,粗粉粒和砂粒在黃土結(jié)構(gòu)中起骨架作用,由于在濕陷性黃土中砂粒含量很少,而且大部分砂粒不能直接接觸,能直接接觸的大多為粗粉粒。細(xì)粉粒通常依附在較大顆粒表面,特別是集聚在較大顆粒的接觸點(diǎn)處與膠體物質(zhì)一起作為填充材料。
粘粒以及土體中所含的各種化學(xué)物質(zhì)如鋁、鐵物質(zhì)和一些無(wú)定型的鹽類等,多集聚在較大顆粒的接觸點(diǎn)起膠結(jié)和半膠結(jié)作用,作為黃土骨架的砂粒和粗粉粒,在天然狀態(tài)下,由于上述膠結(jié)物的凝聚結(jié)晶作用被牢固的粘結(jié)著,故使?jié)裣菪渣S土具有較高的強(qiáng)度,而遇水時(shí),水對(duì)各種膠結(jié)物的軟化作用,土的強(qiáng)度突然下降便產(chǎn)生濕陷。
1.2 土的濕度和密度
濕陷性黃土在一定的壓力之下,由于受水的影響會(huì)有非常明顯的附加下沉現(xiàn)象,在遇水的狀況下顆粒接觸點(diǎn)位置的膠結(jié)物會(huì)發(fā)生軟化作用,此外土的欠壓密和干旱的氣候等都會(huì)對(duì)附加下沉有所影響。經(jīng)過(guò)各種堆積形成的黃土層,在影響深度方面,蒸發(fā)狀態(tài)要比大氣降水狀態(tài)下大很多。在形成的過(guò)程中,對(duì)于土層壓密有所影響的還有壓力和濕度不能夠同時(shí)具備。接近地表2--3米的土層,受大氣降水的影響,一般具有適宜壓密的濕度,但此時(shí)上覆土重很小,土層得不到充分的壓密,便形成了低濕度、高孔隙率的濕陷性黃土。
2 濕陷性黃土地基的處理措施
對(duì)于濕陷性黃土地基的施工,要做好排水措施,地下水及地表水都應(yīng)通用排水構(gòu)造物或是排水溝渠等排出,同時(shí)對(duì)于這些設(shè)施還要做好防滲措施。
對(duì)于濕陷性黃土的地基土層,首先要考慮其承載力,然后還要考慮其在自重及公路上承載作用下所能產(chǎn)生的壓縮下沉,對(duì)于具有較喲濕陷性的土層,不僅要做好防滲措施,還要根據(jù)工程的要求及土質(zhì)的特點(diǎn),采取科學(xué)的加固方法對(duì)路基進(jìn)行加固,以保證路基的強(qiáng)度及緊密度。
2.1 換填土:挖除一定深度濕陷性黃土,換以合乎要求的土或灰土分層填筑,分層夯實(shí)?;彝练謱犹钪M織1施工準(zhǔn)備、2備料、3土料攤鋪、4石灰攤鋪、5拌和、6整型、7悶料、8碾壓、9養(yǎng)生及交通管制等科學(xué)細(xì)化的施工和嚴(yán)密細(xì)致的技術(shù)控制措施。
2.2 強(qiáng)夯法:采用強(qiáng)夯法,需要用到重錘,重錘的重量一般在幾十噸,將重錘從高空處落下,對(duì)地基形成強(qiáng)烈的沖擊力,反復(fù)多次進(jìn)行,從而可以使地基的深層和淺層都在不同程度上受到?jīng)_擊而更加的牢固,并且在壓縮性、空隙比、濕陷系數(shù)等方面都回有所降低,但是在干密度、壓縮模量和承載力方面卻又很大的提升。這種施工方法比較簡(jiǎn)便,易于操作,并且施工成本較低,具有非常好的效果,可以縮短工期,所以在濕陷性黃土的地質(zhì)施工中得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于重錘從高空降落時(shí)會(huì)對(duì)地面產(chǎn)生巨大的沖擊力,由此帶來(lái)的震動(dòng)會(huì)對(duì)附近的建筑物有很大的影響,所以在施工的之前,要對(duì)周圍的建筑物進(jìn)行勘察,避免因?yàn)橹劐N的震動(dòng)使建筑物的安全受到威脅。
2.3 預(yù)浸法:通過(guò)鉆孔注水,使其預(yù)先濕陷??捎糜跐裣菪酝翆雍穸却笥?0米,自重濕陷量不小于50厘米的地段,且水源充足,又有較長(zhǎng)施工準(zhǔn)備時(shí)間的條件下采用。
2.4 擠密法:通過(guò)沖擊,振動(dòng)或爆破成孔,再灌以石灰或灰土分層搗實(shí)。
2.5 化學(xué)加固法:用硅酸鈉溶液,通過(guò)有空的注射管壓入土中,使其與土中水溶性鹽相互作用,產(chǎn)生硅膠,把土膠結(jié)。
3 地基陷穴的處理方法
對(duì)現(xiàn)有的陷穴、暗穴,可以采用灌砂、灌漿、開挖回填等措施,開挖的方法可以采用導(dǎo)洞、豎井、明挖等。
3.1 灌砂法:本法適用小而直的陷穴,以干砂灌實(shí)整個(gè)洞穴。
3.2 灌漿法:施工時(shí)先將陷穴出口用草袋裝土堵塞,再在陷穴頂部每隔4-5米鉆孔作為灌注孔,待灌好和土漿凝固收縮后,再在各孔作補(bǔ)充灌漿,一般需重復(fù)2-3次,有時(shí)為了封閉水道也可灌注水泥砂漿。
3.3 開挖回填夯實(shí):本法適用各種形狀的陷穴。
3.4 導(dǎo)洞和豎井:本法適用較大較深的洞穴。由洞內(nèi)向外逐層回填夯實(shí),在回填前,應(yīng)將洞內(nèi)虛土和雜物徹底清理干凈。當(dāng)接近地面0.5米時(shí),應(yīng)用老黃土或新黃土加10%的石灰拌勻回填夯實(shí)。
處理好的陷穴,其土層表面均應(yīng)用石灰:土=3:7的石灰土填筑夯實(shí)或鋪填透水性材料加以改善。石灰土的厚度應(yīng)按設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行。如原設(shè)計(jì)未要求時(shí),其厚度不宜小于30厘米。并將流向陷穴附近的地面水引離,防止形成地表積水或水流集中產(chǎn)生沖刷。
黃土陷穴的處理范圍,應(yīng)視具體情況而定。宜在路基填方或挖方邊坡外,上側(cè)50米下側(cè)10-20米范圍。若陷穴傾向路基,雖在50米以外,仍應(yīng)做適當(dāng)處理。對(duì)串珠狀陷穴應(yīng)徹底進(jìn)行整治。
4 結(jié)語(yǔ)
總之,隨著公路建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展,更多的新產(chǎn)品、新技術(shù)已在施工中投入使用,對(duì)于影響路基強(qiáng)度及防止路基發(fā)生沉降的技術(shù)已越來(lái)越成熟,對(duì)于濕陷性黃土路基的處理方法已越來(lái)越科學(xué)化,相信在不久的將來(lái),在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的條件下,對(duì)于濕陷性黃土路基的處理方法會(huì)更加完善,對(duì)公路建設(shè)事業(yè)的健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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