張?jiān)浦?甘肅恒通路橋工程有限公司高級工程師
柴尚云 甘肅恒通路橋工程有限公司助理工程師
我國國土面積居于世界第三,地域廣袤,地質(zhì)類型呈現(xiàn)多樣化。濕陷性黃土是較為常見的一種地質(zhì)類型,該類型的土地與其他類型的土地存在明顯差異,在外貌特征與工程特征方面更為獨(dú)特,對于工程施工產(chǎn)生明顯的影響,需要工作人員明確其特性,有效地做好應(yīng)對措施,以提升工程質(zhì)量。
天然含水量的黃土自身較為穩(wěn)定,具有較高的強(qiáng)度,可壓縮性較小。但黃土浸水后其性質(zhì)特征將發(fā)生明顯的變化,傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性能發(fā)生改變,如強(qiáng)度明顯降低,內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞,在各種附加重量與黃土自身的重量影響下,整體土層可能會發(fā)生明顯的下沉情況甚至陷落,因此也被稱為濕陷性黃土。按照當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn),濕陷性黃土分為兩種:一種為自重濕陷性黃土,是指黃土浸水后沒有外部載荷的影響,由于自身的自重壓力影響出現(xiàn)濕陷性;另一種為非自重濕陷性黃土,是指黃土在浸水后需要有一定的附加載荷作用才會出現(xiàn)濕陷性[1]。濕陷性黃土對工程施工產(chǎn)生的影響較為明顯,當(dāng)工作人員未能正確認(rèn)知濕陷性黃土的特征時,將對其沉降控制造成影響問題,造成黃土路堤不均勻沉降,這是現(xiàn)階段我國建筑工程中出現(xiàn)工程事故的常見原因,需要加強(qiáng)重視力度,優(yōu)化現(xiàn)有施工模式,做好與之相關(guān)的預(yù)防與控制工作,正確地控制濕陷性黃土的危害,促使我國建筑工程行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展[2]。
現(xiàn)階段,我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》明確對濕陷性黃土的濕陷性系數(shù)進(jìn)行定義,其計(jì)算公式為:
受濕陷性黃土自身的性質(zhì)影響,在工程開展過程中,工作人員應(yīng)加強(qiáng)重視力度,明確其對工程產(chǎn)生的影響,合理地進(jìn)行濕陷性評價,明確不同濕陷等級產(chǎn)生的影響,有效地進(jìn)行科學(xué)的指導(dǎo),結(jié)合工程實(shí)際情況提出科學(xué)的指導(dǎo)方案,降低濕陷性黃土的危害,保證工程有序地開展[4]。
表1 濕陷性黃土地基濕陷等級
濕陷性黃土作為路堤填筑材料,由于自身的因素影響,浸水后自身的性質(zhì)會發(fā)生明顯的變化,內(nèi)部結(jié)構(gòu)迅速被破壞,不僅自身的強(qiáng)度降低,還會造成明顯的沉降問題,影響路基的穩(wěn)定性。尤其在高路堤地段,更容易引發(fā)安全事故,造成經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡。因此在施工過程中,工作人員應(yīng)加大控制力度,合理地進(jìn)行施工優(yōu)化,具體可以從以下幾方面進(jìn)行。
在工程開展過程中,新黃土與舊黃土均可以用作路基填料,并且在常規(guī)情況下,其含水量小于最佳的含水量,主要的原因在于濕陷性黃土自身的性質(zhì)。工作人員在選擇材料的過程中,應(yīng)合理地進(jìn)行控制,明確其自身特征,區(qū)分新老黃土的性質(zhì),注重整體分析。如果新黃土的整體性質(zhì)優(yōu)越,可以作為填充料,應(yīng)保證其充分的擾動,并且按照標(biāo)準(zhǔn)其直徑需要小于10 cm,以保證安全性。對于老黃土來說,自身的透水性不佳,并且在干濕難度方面難以調(diào)節(jié),體積較大的土塊難以粉碎,因而工作人員需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行合理處理,在施工前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,以保證其符合工程需求,降低濕陷性黃土產(chǎn)生的危害[5]。
實(shí)際上,天然狀態(tài)下的黃土性質(zhì)良好,但在工程施工過程中,由于施工季節(jié)以及外界因素的干擾,其填料的含水量通常小于最佳含水量,這也是由于黃土自身的性質(zhì)影響。在含水量處理過程中,應(yīng)將干燥或者半干燥的黃土進(jìn)行處理,將其分?jǐn)傔^后平鋪到路基中,每攤一層需要灑水,保證水分被黃土吸收,運(yùn)用機(jī)械進(jìn)行均勻的攪拌,將其平整壓實(shí),做好施工各項(xiàng)準(zhǔn)備。在灑水過程中,應(yīng)保證灑水量合理,按照天然含水量與最佳含水量的數(shù)值作為參考,并綜合分析天氣、溫度以及環(huán)境等因素產(chǎn)生的影響,合理地進(jìn)行分析計(jì)算,設(shè)計(jì)出最合理的參數(shù)值,以保證工程質(zhì)量[6]。在部分工程中,如果條件允許,也可以選擇蓄水滲透法進(jìn)行處理,通過蓄水量放水來進(jìn)行滲透實(shí)驗(yàn),明確其滲透深度,取土?xí)r保證其深度合理,再進(jìn)行合理的處理。在分析過程中應(yīng)充分考慮各種因素的影響,如土力結(jié)構(gòu)特點(diǎn),合理地開展分析,做好孔隙滲透率分析,通過各項(xiàng)數(shù)值來計(jì)算,保證蒸發(fā)在合理的范圍內(nèi)。對于特殊的地區(qū),在處理過程中應(yīng)合理調(diào)整各項(xiàng)數(shù)值,如盆地、低地、農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)、多雨區(qū)等,該類區(qū)域通常含水量較大,因此工作人員需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)??梢赃x擇摻入石灰進(jìn)行處理,優(yōu)化其穩(wěn)定性,在后攤鋪與攪拌中應(yīng)合理地進(jìn)行控制,優(yōu)化其含水量,并做好壓力測試。
在現(xiàn)階段濕陷性黃土地區(qū)路堤施工過程中,應(yīng)明確壓實(shí)工作的重要性,結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行壓實(shí)處理,通常情況下選擇重型壓實(shí)工具處理。受黃土地區(qū)自身的性質(zhì)影響,壓實(shí)機(jī)的應(yīng)用中機(jī)具的功率越大其壓實(shí)效果越好,可以良好地進(jìn)行壓實(shí)度控制,以提升施工質(zhì)量。在使用振動壓路機(jī)過程中,前兩次應(yīng)選擇靜壓不震動,以先慢后快的方式來逐漸提升強(qiáng)度,掌握實(shí)際的含水量,以滿足需求。對于濕陷性黃土來說,在處理過程中如果其自身不能在碾壓條件下一次性碾壓成型,會造成土體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)破壞,而增加碾壓次數(shù)會對土質(zhì)產(chǎn)生影響,造成土質(zhì)干裂。如果碾壓次數(shù)增多將造成其干裂深度進(jìn)一步加深,甚至加劇散粉情況,在長時間的歇工下將增大難度。由此可以發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)階段的施工過程中,必須保證碾壓段施工實(shí)現(xiàn)“碾壓一段成型一段”,選擇合理的壓路機(jī),以此來提升工程質(zhì)量[7]。
對于黃土填筑的高路堤來說,受自身的性質(zhì)影響,填挖交界面通常會出現(xiàn)裂縫情況,該問題的產(chǎn)生原因在于交界處的結(jié)合面處理不當(dāng),以致造成嚴(yán)重的后果。黃土坡面通常較為陡立,當(dāng)無法開挖結(jié)合臺階時,則應(yīng)選擇合理的超挖方路塹,利用其深度來進(jìn)行處理。選擇合理的回填方式處理,明確其設(shè)計(jì)標(biāo)高,部分情況可以選擇重錘進(jìn)行夯實(shí),通過縮小土體間隙來優(yōu)化,降低濕陷性,但在夯實(shí)過程中需要保證其夯位緊靠,保證平面搭接合理。在第二遍夯實(shí)過程中,需要合理地根據(jù)首次夯實(shí)夯位縫隙進(jìn)行處理,反復(fù)4 次左右最佳,以有效解決交界面裂縫問題。
在處理填挖交界面的裂縫時,部分工程也選擇土工釘進(jìn)行處理。可以利用直徑18 mm 的圓鋼進(jìn)行制作,其長度80 cm,將其打入土面中,控制間距在1 m 左右,兩層填筑高度契一排,以保證其工程質(zhì)量。與此同時,工作人員還需要對濕陷性黃土地區(qū)工程進(jìn)行合理的防排水,明確該環(huán)節(jié)的重要性,合理進(jìn)行工程設(shè)計(jì),提升地基的穩(wěn)定性[8]。
在當(dāng)前的時代背景下,濕陷性黃土地區(qū)的路堤施工工程數(shù)量增多,工作人員應(yīng)合理地優(yōu)化技術(shù),加強(qiáng)整體控制,明確工程自身的要求與濕陷性黃土產(chǎn)生的影響,采取科學(xué)合理的方式進(jìn)行處理,以提升工程質(zhì)量。與此同時,工作人員還需要不斷對技術(shù)創(chuàng)新,優(yōu)化現(xiàn)有的施工模式,明確濕陷性黃土的危害,做好防護(hù)工作,降低其對工程的影響,保證工程質(zhì)量符合要求,適應(yīng)時代發(fā)展。