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(山东恒建工程监理咨询有限公司 山东潍坊 261057)
浅谈高等级公路湿陷性黄土路基处理技术
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与其他类型相比,湿陷性黄土具有一定的特殊性。由于上覆土层产生的自重应力作用,或者在上覆土层产生的自重应力以及相应的附加应力双重作用下,会导致土层因浸水出现结构被破坏的现象,导致其发生附加变形的情况。按照黄土湿陷形式的不同,也可将湿陷性黄土分为自重以及非自重两种。由于湿陷性黄土的特殊性,因此,在这其中进行高等级公路的建设时,就需要对公路的路基采取相应的处理方式,从而使得土层的物理性质、力学性质都得到相应的改善,进而使得公路的安全性得到相应的保证。本文主要对高等级公路湿陷性黄土路基的处理技术进行了详细的分析。
高等级公路;湿陷性黄土;路基处理技术
随着我国经济不断发展,高等级公路的修建范围以及修建数量得到快速的增长。现今,我国的高等级公路也有很多是修建在地势条件较为恶劣的地区,如湿陷性黄土地区。由于湿陷性黄土具有一定的特殊性,因此,在进行建设的时候,就需要对其路基进行相应的护理,减小湿陷性黄土地基所产生的湿陷性,保证公路在正式使用时的安全性。
在对黄土地区进行公路修建的时候,需要提供一份完整详细的地质报告,其中地质报告中必须要包含对于黄土湿陷性的正确评价。一般来说,对黄土湿陷性进行判定需要经历的过程主要有:首先,需要对黄土土层是否存在湿陷性进行分析判断,从而该地区黄土土层的分布情况、厚度情况以及地下水位的情况进行分析。当该地区的黄土土层具有湿陷性的时候,就需要对其进行进一步判定,分析其属于自重型还是非自重性。最后,还需要对该地区黄土土层的湿陷等级进行确定。一般对黄土土层湿陷性等级进行判断的主要方式有室内压缩实验、现场抗坑浸实验以及现场静载荷实验三种。
湿陷性黄土在上覆土层的自重压力或者在附加压力以及自重压力的双重作用下,因受水影响,导致土层的结构被破坏,进而发生下沉等情况。正是由于湿陷性黄土的这种特性,会导致公路产生不同程度的损害,并且还会使得公路路基发生沉降、倾斜等,对于正式使用期间造成相应的影响。将湿陷性黄土按照其机理分类,可将其分为高可溶盐以及高孔隙率。由于这两者之间的机理不同,因此,需要对其进行正确的鉴定以及认识。在施工的时候,还需要采用相应的措施,对其湿陷性进行有效消除。与普通性黄土来说,湿陷性黄土的粒度成分大多是粉土颗粒,其中存在较大的孔隙。因此,可以说,湿陷性黄土呈现出的状态是松散、多孔结构、可溶盐较多。正是由于其这种多孔且松散的结构以及遇水消失的土颗粒,才会导致其发生湿陷,这是其发生湿陷的主要内部因素,而导致其发生湿陷的外部因素主要是压力以及水的作用。
地区的不同,地基土质以及结构物也会存在很大的不同,因此,对湿陷性黄土地基进行处理应该根据实际情况,来选用不同的处理方式。在对施工现场进行勘察的时候,应该首先对其进行现场取样。之后,再对实验得到的数据进行详细分析,从而对湿陷性黄土的类型进行判定,并得到湿陷等级、类型以及黄土层的厚度等。对于该地区的地质条件、工期以及工艺环境等多种因素进行综合分析,并对其进行经济分析,从而得出最佳的处理方式。需要注意的是,这个处理方式需要保证经过科学处理之后的黄土地基承载力足够,且对于变形的各项要求能够进行满足。
2.1 强夯法
这种方法也被称作为动力固结法,主要是通过重锤自由落下的作用,对黄土土层的土体进行相应的夯实。通过这样的方式,可以使得土层的强度得到显著提升,并对土层的压缩性进行有效降低。这种方式所采用到的设备较为简单,且原理十分直观,因此,其具有很强的实用性。特别是将非饱和土进行的加固效果十分显著。利用这种方式对地基进行加固的速度较快,且效果较好,经济效益高,因此,是现今对湿陷性黄土土层进行加固的主要方法。
需要注意的是,在施工设计阶段,应该对湿陷性黄土土层的类型、登记等进行详细考虑。这主要是因为强夯法所产生的夯击能量、夯击次数以及夯击深度等都需要根据实际情况来制定。并且,还需要对土层进行试夯,通过试夯,使得设计额各项参数得以被确定,从而使得施工的设计方案被确定。当对土层进行强夯结束之后,就需要对其进行积极检测。检测的重点是有效加固深度是否符合设计方案的要求。
2.2 灰土挤密法
灰土挤密法是对打桩机以及振动器进行充分利用,从而使得钢套管被有效打入到地基的土层之中,并随之将其进行拔出。这样一来,就会在土中形成一个桩孔。再在这些桩孔中填入石灰土进行夯实,这样就会形成灰土桩。这种方法与强夯法不同,其属于对土层进行横向加密。在实际施工当中,当套管被钉入到地层中的时候,管周的地基土就会形成较大的水平力,从而使得管周范围内的地基物理性质被有效改善。通过这种方式,可以使得土层的密实度得到显著增加,且土层的压缩性得到降低,进而改善湿陷性黄土路基的湿陷性。需要注意的是,在使用灰土挤密法对路基进行处理的时候,应该对现场的桩位以及桩孔的深度进行控制,按照一定的设计要求进行实际施工。
2.3 冲击碾压
这种方法属于表层夯实的一种方式,它的适用范围是对于湿陷性较浅的地基进行处理。一般来说,地基在1-3m以内,处理效果较好。这种方法的机理也就是对地基进行重复夯打,从而使得土层的密实度得到显著增加,进而对土层的物理性质以及力学性质进行改变。这种方式,对于地基所产生的变形能够有效减少,但一般运用于饱和度<60%的湿陷性黄土地基。另外,需要注意的是,在雨后等地表含水量较大的时候,应该对土层进行晾晒,从而使得表面的含水量得到有效降低,不宜对其进行直接冲击。
综上所述,对于湿陷性黄土地基进行处理的方法有很多,对于地基处理的效果也较好。但由于各地区的地质条件有一定的差异,会导致湿陷性黄土地基的处理方法也存在一定的差异。因此,在对湿陷性黄土地基进行处理的时候,需要根据当地的实际情况,选择最为恰当的方式对其进行处理。
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