公路膨胀土路基施工处理措施
- 格式:docx
- 大小:16.49 KB
- 文档页数:9
膨胀土地区路基施工技术要点1、原地面的处理2、膨胀土的填筑3、膨胀土路堑开挖首先明白什么是膨胀土:具有较大吸水膨胀、失水收缩特性的高液限粘土称为膨胀土。
土的液限WL>40%,塑性指数IP>17,多数在22~35之间。
自由膨胀率一般超40%。
按工程性质分为强膨胀土、中膨胀土、弱膨胀土。
膨胀土地区的路堤会出现沉陷、边坡溜塌、路肩坍塌和滑坡等变形破坏。
路堑会出现剥落、冲蚀、溜塌和滑坡等破坏。
一、膨胀土地区原地面处理二级及二级以上公路路堤基底处理应符合以下规定:1、高度不足1m的路堤,应按设计要求采取换填或改性处理等措施处治。
2、表层为过湿,应按设计要求采取换填或进行固化处理等措施处治。
3、填土高度小于路面和路床的总厚度,基底为膨胀土时,宜挖除地表0.3~0.6m的膨胀土,并将路床换填为非膨胀土或掺灰处理。
若为强膨胀土,挖除深度达到大气影响深度。
二、膨胀土的填筑1、强膨胀土不得作为路基填料。
中等膨胀土经处理后可作为填料,用于二级及二级以上公路路堤填料时,改性处理后胀缩总率不大于0.7%。
胀缩总率不大于0.7%的弱膨胀土可直接填筑。
2、膨胀土路基填筑松铺厚度不得大于300mm;土块粒径应小于37.5mm。
3、填筑膨胀土路堤时,应及时对路堤边坡及顶面进行防护。
4、路基完成后,当年不能铺筑路面时,应按设计要求做封层,其厚度应不小于200mm。
横坡不小于2%。
根据膨胀土自己膨胀率的大小,选用工作质量适宜的碾压机具,碾压时应保持最佳含水量;压实土松铺厚度不得大于30cm;土块应击碎至粒径5cm以下。
在路堤与路堑交界地段,应采用台阶方式搭接,其长度不应小于2m,并碾压密实。
三、膨胀土地区路堑开挖1、路堑施工前,先施工截、排水设施,将水引至路幅以外。
2、边坡施工过程中,必要时,宜采取临时防水封闭措施保持土体原状含水量。
边坡不得一次挖到设计线,应预留厚度300-500mm,待路堑完成后,再分段削去边坡预留部分,并立即进行加固和封闭处理。
膨胀土路基施工工法一、前言膨胀土路基是工程建设中常见的一种特殊土路基,膨胀土不能直接作为路基填料,必须经过改良处理,使膨胀土的物理、化学性质发生变化,以达到降低膨胀土膨胀潜势、增加强度和提高水稳性的目的,有效防止土体边坡滑坍和变形,保证路基稳定、耐久。
中铁XX公司承建的XX高速公路有12XXm膨胀土路基,他们针对膨胀土路基施工进行了科技立项,通过大量的试验和实践,分析总结了膨胀土路基施工的特点,掌握了膨胀土路基施工工艺,快速、高效、优质地完成了施工任务,取得了较好的经济效益和社会效益,其科研成果获得局科技进步三等奖。
在施工过程中,不断总结提高,形成本工法。
二、工法特点1 膨胀土路基改良处理,缩短了土的凉晒时间,加快了施工进度,并能够降低工程成本。
2 膨胀土路基改良处理后,能够消除质量隐患,保持路基稳定。
3 膨胀土路基采用“封水法”防护措施,能够防止土体边坡滑坍和变形。
三、适用范围本工法适用于高速公路、一级公路、铁路、机场等工程的膨胀土路基施工,也可用于膨胀土路基的病害加固处理。
四、施工工艺㈠工艺原理1膨胀土的特性及分类膨胀土是一种遇水急剧膨胀,失表1 膨胀土判别及分类水则严重干缩的高塑性粘土,它含有蒙脱石及伊利石、高岭石等膨胀性矿物,具有很强的亲水性、持水性和很高的可塑性及粘聚性,工程力学性质极不稳定。
根据交通部《公路路基施工技术规范》JTJ033-95,膨胀土大致可分强、中、弱三级,见表1。
2 膨胀土的方案选择与机理分析目前我国对膨胀土地区工程设计和施工主要是换填或改良处理两种方案。
换填是膨胀土路基最简单而且有效的处理方法。
即挖除膨胀土,换填非膨胀土或砂砾土,换土深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点确定。
在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候的影响,该深度和该含水量称之为该膨胀土在该地区的临界深度和临界含水量。
由于各地的气候不同,膨胀土的临界值也有所不同。
通常弱—中膨胀土换填为1.0~1.5m,强膨胀土为2m。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
膨胀土又称为膨胀岩土或膨胀性土壤,是一种具有膨胀性的土壤类型。
膨胀土在含水状态下吸水膨胀,在失水状态下干缩收缩,这种特性给公路路基和路面的设计和施工带来了一定的挑战。
为了解决膨胀土对公路工程的不利影响,需要采取一系列的处理方法。
在公路路基路面设计中,对膨胀土需要进行详细的地质勘察和实验室测试,以确定膨胀土的性质和膨胀系数。
根据测试结果,可以合理地确定路基路面的结构设计参数,如填方高度、面宽和路基宽度等,以减少膨胀土的变形和破坏。
对于膨胀土的处理方法之一是加快膨胀土的水分排泄速度,以减少土壤膨胀和干缩的影响。
可以采取的方法包括加强路基路面的排水设计,设置合理的排水系统,确保路基路面中的水分能够迅速排出。
可以采用排水带、护坡、排水壕等措施,加速雨水的渗透和排泄。
对于膨胀土的处理方法之二是加固和稳定路基路面,以增强其抗膨胀性能。
可采取的方式包括使用加筋土工格栅或加筋土工布等增强材料,加固路基底部,增加路基的承载能力和变形抗力。
还可以采用浇筑混凝土路面或设置加筋砼路面,以增加路面的抗压强度和稳定性。
针对膨胀土的处理方法之三是控制土体的含水量。
可以通过适当的排水措施,降低膨胀土的含水量,减少土体的膨胀和干缩。
也可以在路基路面施工过程中,合理控制土体的含水量,避免过度湿润和干燥,减少膨胀土的变形和破坏。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法包括确定路基路面的结构设计参数,加快膨胀土的水分排泄速度,加固和稳定路基路面,以及控制土体的含水量。
只有采取科学合理的处理方法,才能有效地解决膨胀土对公路工程的不利影响,确保公路的安全运行。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法1. 引言1.1 背景介绍公路路基路面设计中膨胀土的处理方法是公路工程设计中一个重要的问题,膨胀土的存在会对路基和路面的稳定性造成影响,需要采取相应的处理措施。
膨胀土的特性和处理方法直接关系到公路工程的施工质量和使用寿命,因此对于如何有效处理膨胀土问题,一直是公路工程领域的研究重点。
为了解决公路路基路面设计中膨胀土的处理方法,本文将围绕膨胀土的特性、处理方法、处理效果评价、案例分析以及常见问题与应对措施展开讨论,旨在为公路工程设计提供一定的参考和指导。
1.2 问题意义路基路面设计中膨胀土的处理方法至关重要,其问题意义主要体现在以下几个方面:膨胀土在公路路基路面工程中常常会导致路基沉陷、路面裂缝等严重问题,影响道路的使用寿命和安全性。
有效处理膨胀土是确保公路工程质量和安全的关键环节。
膨胀土的处理方法直接影响到公路工程的施工周期和成本。
选择合适的处理方法可以有效减少施工时间和成本,提高工程效益。
随着交通流量和车辆载重的增加,公路路基路面所受到的荷载也在不断增加,对膨胀土处理方法提出了更高的要求。
深入研究膨胀土处理方法的问题意义在于为解决实际工程中遇到的困难提供参考和指导。
研究公路路基路面设计中膨胀土的处理方法具有重要意义,不仅可以提高公路工程的质量和安全性,还可以提高工程效益,满足日益增长的交通需求。
2. 正文2.1 膨胀土的特性膨胀土是指在含水环境下,土体体积会发生膨胀变形的土壤。
膨胀土的主要特性包括:吸水膨胀性强、干湿变形差异大、抗压抗剪性能低、易产生龟裂、容重低、含水率变化大等。
膨胀土的吸水膨胀性强是其最显著的特征之一。
当膨胀土吸水时,土壤颗粒之间的间隙会逐渐充满水分,从而导致土壤体积的急剧增大,引起土体的膨胀。
这种膨胀性使得膨胀土在工程中容易引起路基变形、沉降等问题。
膨胀土的干湿变形差异大也是其特性之一。
膨胀土在干燥状态下会收缩,而在吸水后会膨胀,这种干湿变形的差异会导致土体体积的不稳定性,容易引起路基沉降等问题。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法公路路基路面设计中,如果遇到膨胀土地质条件,需要采取一系列的措施来处理。
一、土壤改良措施膨胀土的最关键问题就是其含水量的变化会引起土体体积的变化,因此需要采取土壤改良措施来稳定土壤的含水量。
常用的土壤改良方法有以下几种:1. 混凝土道面:在膨胀土道基表面加设一层混凝土道面,可以有效避免水分的渗透和土壤膨胀。
混凝土道面施工时应注意与土壤层之间要设置一层防水隔离层,防止水分渗透到道基土中。
2. 分层法:将膨胀土分成面积较小的块状或条状土坯,再覆以合适的填料并经过压实处理。
3. 增加外荷载:通过向膨胀土上施加一定的外部荷载,利用外力作用使土体压实,从而减小土体的膨胀变形。
4. 路基加宽:通过加宽路基的方法,增加路基稳定性,减小土体的变形。
5. 加固桩:在膨胀土地基中打入加固桩,用于增加土体的稳定性,减小路基的变形。
以上土壤改良措施可以单独应用,也可以组合使用,具体选择哪种措施,需要根据膨胀土地质情况的具体要求来决定。
二、排水措施排水是膨胀土处理中的重要环节,通过科学的排水措施,可有效减少土壤中的水分含量,从而减缓土体的膨胀变形。
常见的土壤排水措施有以下几种:1. 排水沟:沿路基设置排水沟,通过排水沟将水分引到指定地点进行排泄。
2. 排水管网:在路基中设置排水管网,通过排水管将路基中的水分引到沟渠或汇集地点进行排泄。
3. 排水井:设置一定数量的排水井,用于路基内部的排水处理。
排水井应合理布置,并与排水管道相连,利用重力作用将水分引导到指定地点。
4. 压实排水法:采用较重的均质料进行路基的压实,形成一个基本不渗水或渗水较小的路基结构,从而减少土体中的水分含量。
5. 土工格栅:在路基中设置土工格栅,通过土工格栅的渗水性能,实现土壤中水分的排泄。
三、监测和维护在公路路基路面设计中,对于膨胀土地质条件,需要进行持续的监测和维护工作。
定期进行路基的检查,如发现异常情况及时处理,保持路基的稳定性。
路基工程知识:高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺膨胀土是在漫长的地质年代中形成的一种吸水膨胀、失水收缩的高塑性黏性土,对工程危害极大。
膨胀土分布十分广泛,在世界各地的许多都有。
近年来,随着我国基础设施建设的迅猛发展,新建了大量的路,在公路的设计、施工过程中,常常会遇到膨胀土。
我国现行《公路路基设计规范》规定,膨胀土一般不能作为高等级公路路基填料。
然而,由于土地珍贵,土源紧张,部分地区又必须采用膨胀土填筑路基。
因此,对膨胀土进行改性处理以满足我国高等级公路建设的需要,具有十分显著的经济效益和社会效益。
一、膨胀土产生工程病害原因膨胀土一直是困扰岩土工程界的重大工程问题。
膨胀土因具有遇水膨胀、失水收缩的变形特性及其边坡浸水强度衰减特性在膨胀土地区的工业与民用建筑、水利、铁道、公路等工程建设和工程运营中起到极大的破坏作用。
近年来,我国岩土工程界在对膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得了丰硕的成果,对膨胀土产生工程病害的原因给予科学的解释,并提出许多切实可行的处理办法。
二、膨胀土的判别与分类在膨胀土地区进行工程建设时,首先必须正确识别膨胀土与非膨胀土,并准确判断膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点,然后才能在工程设计和施工中采取切实有效的方法进行处理,做到有的放矢。
以往的工程建设经验(包括水利、公路、铁路等)已经证明:膨胀土并不可怕,可怕的是对膨胀土判断失误,没有进行正确的处理而导致工程病害的发生。
对于膨胀土的判别与分类,近些年来国内外都做了大量的研究工作,并总结出了许多的判别方法。
如,通过分析膨胀性矿物(蒙脱石及蒙脱石和伊利石、高岭石的混层矿物)的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等。
虽然对膨胀土的判别方法目前国内外尚未有统一标准,但现阶段采用比较广泛的是现场定性和室内简易定量指标相结合的方法,即根据工程地质特征及土的自由膨胀率指标来综合判定:1.裂隙发育,常见的有光滑面与擦痕面两种情况,有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土,在自然条件下呈硬塑状态。
膨胀土地区路基施工膨胀土一般指黏粒成分主要由亲水性的蒙脱石和伊利石矿物组成,同时吸水后具有显著的膨胀和失水后具有显著的收缩两种特性的高液限黏土。
一、膨胀土的工程特性膨胀土的工程特性主要包括以下六个方面:(1)胀缩性。
膨胀土吸水后体积膨胀,使其上的建筑物隆起,如果膨胀受阻即产生膨胀力;膨胀土失水体积收缩,造成土体开裂,并使其上的建筑物下沉。
土中蒙脱石含量越多,其膨胀量和膨胀力也越大;土的初始含水率越低,其膨胀量与膨胀力也越大;击实膨胀土的膨胀性比原状膨胀土大,密实度越高,膨胀性也越大。
膨胀土产生膨胀的强弱与黏土颗粒含量、黏粒的矿物成分以及晶体结构的差异有关。
膨胀土黏性成分含量很高,其中粒径小于0.002 mm的胶体颗粒一般超过20%,黏粒成分主要由亲水矿物组成。
我国膨胀土的主要成分为蒙脱石、伊利石和高岭石等。
蒙脱石是一种鳞状矿物,具有强烈的结构膨胀性;伊利石的晶格结构和蒙脱石类似,但是活动能力较低,仅有中等膨胀性;高岭石晶体结构比较稳定,属于低膨胀性土。
(2)多裂隙性。
普遍发育各种形态的裂隙是膨胀土的另一个显著特征。
膨胀土的形成与其成土过程、胀缩效应、风化作用等相关。
裂隙分为两类,即原生裂隙和次生裂隙。
地表以下3 m的土体很少受气候变化的影响,称为原生裂隙;分布在3 m以内,用肉眼就能很容易观察到的,称为次生裂隙。
(3)超固结性。
由于膨胀土大都是在更新世以前沉积的土层,在历史上曾经受过超压密作用,因此膨胀土大多具有超固结性,其天然孔隙率小,密实度大,初始强度高。
膨胀土随着土体开挖,将产生明显的卸载膨胀,使土体内聚集的能量逐渐释放。
(4)崩解性。
膨胀土浸水后体积膨胀,发生崩解。
强膨胀土浸水后几分钟即完全崩解。
(5)风化特性。
膨胀土受气候的影响很敏感,极易产生风化破坏。
路基开挖后,在风化作用下,土体很快会产生破裂、剥落,从而造成土体结构破坏,强度降低。
(6)强度衰减快。
膨胀土的抗剪强度为典型的变动强度,具有峰值强度极高而残余强度极低的特性。
膨胀土路基施工方案1. 背景膨胀土是一种含有高含水量的土壤,其具有较大的膨胀性和收缩性,容易在潮湿条件下膨胀,干燥条件下收缩。
由于膨胀土的特性,对路基工程的设计和施工提出了特殊要求。
本文将介绍膨胀土路基施工的一般方案。
2. 施工前准备在进行膨胀土路基施工之前,需要进行一系列的准备工作,包括土壤采样和测试、工程设计和实地勘测。
2.1 土壤采样和测试首先,需要对膨胀土进行采样和测试,以确定其物理和工程特性,如含水量、膨胀系数、塑性指数等。
这些测试可以通过实验室试验来完成,确保施工方案的可行性。
2.2 工程设计基于土壤采样和测试的结果,进行膨胀土路基的工程设计。
设计应包括路基的布置和尺寸、路基的排水系统和加固措施等。
路基的布置和尺寸应根据实际情况确定,以确保路基的稳定性和安全性。
2.3 实地勘测在进行施工前,进行实地勘测,了解现场的地形和地貌,确保施工方案的可行性。
实地勘测还可以帮助确定施工过程中的难点和风险,以采取相应的预防措施。
3. 施工步骤膨胀土路基施工的一般步骤如下:3.1 地表开挖根据设计要求,进行地表开挖,清除杂物和不良土壤。
地表开挖的深度应根据实际情况确定,以确保路基的稳定性。
3.2 压实基础在地表开挖后,进行基础的压实工作。
首先,在路基底部铺设一层压实土,然后使用振动压路机对其进行压实,直到达到设计要求的密实度。
3.3 排水系统在压实基础完成后,安装排水系统。
排水系统可以包括排水沟、排水管道等,用于排除路基中的积水,提高路基的稳定性。
3.4 加固措施在路基施工的过程中,可能需要采取一些加固措施,以增加路基的稳定性。
加固措施可以包括土壤改良、加筋土壤等,根据实际情况选择合适的方法。
3.5 路面铺设在基础工作完成后,进行路面的铺设。
路面可以选择沥青混凝土或水泥混凝土,根据实际情况和设计要求进行选择。
3.6 后期维护路基施工完成后,需要进行后期的维护工作。
维护工作包括定期检查路基情况,排除积水和杂草,修补路面的裂缝等,以保持路基的良好状况。
下列膨胀土路基的处理方法
1. 换填法啊,这就好比给路基来个大换装!就像你给自己的房间重新布置一样,把不适合的土换掉,换上好的,这样路基不就稳定多啦!比如某段路就是通过这种方法变得坚固安全的。
2. 湿度控制法呢,嘿,这可很重要!就像是给口渴的人恰到好处地送上水喝一样。
比如在某个施工现场,通过控制湿度让膨胀土乖乖听话,保障了道路安全呀。
3. 加固法呀,这简直就是给路基打了一针强心剂!想象一下让柔弱的东西变得强壮起来,就像给人锻炼出一身肌肉。
某工程就是靠着加固法让膨胀土路基坚如磐石。
4. 化学处理法哟,这就好像是给膨胀土吃了一颗特制的药丸!改变它的性质,让它不再捣乱。
就像一个调皮的孩子吃了药变乖啦,某段道路就是这样被搞定的。
5. 封闭法呢,就如同给路基穿上了一层保护衣!把它与外界不好的影响隔开,好好地保护起来。
某条路通过这种方法有效地避免了问题。
6. 预湿法呀,不就是给膨胀土洗个舒服的澡嘛!让它提前适应环境,减少麻烦。
你看那某地区的道路不就是因为这个而更加可靠嘛。
7. 加筋法,哇塞,这多厉害呀!就像是给路基加上了有力的筋骨,让它站得更稳。
好多地方都在用这个方法,效果超棒的。
8. 防水法,这可是关键呢!好比给路基撑起一把大伞,挡住雨水的侵袭。
某段容易积水的路就是靠这个方法搞定的呀。
我的观点结论:这些膨胀土路基的处理方法都各有其用,在不同的情况和需求下,选择合适的方法才能让路基稳稳当当呀!。
公路膨胀土路基施工处理措施1、公路路基膨胀土结构现状膨胀土主要是由强亲水性粘土矿物蒙脱石和伊利石组成的,是具有膨胀结构、多裂隙性、强胀缩性和强度衰减性的高塑性粘性土。
膨胀土在天然状态下常处于较坚硬状态,对气候和水文因素有较强的敏感性,这种敏感性对工程建筑物会产生严重的危害。
膨胀土胀缩引起建筑物的破坏常常具有多次反复性和长期潜在的危险性,会给人类造成灾害。
膨胀土问题直到30年代后期才被土力学工程师们所认识,工程界逐渐领悟到结构物的破坏,除了沉降的原因外,有时还有膨胀土胀缩的原因。
随着经济建设的迅速发展,膨胀性粘土研究越来越引起了人们的注意。
膨胀土性质研究主要是从微观结构、渗透性、强度和变形四个方面来进行的。
笔者认为,膨胀土的研究还需从以下几方面着手:1.1进一步加强膨胀土微结构方面的研究,认识其胀、缩变形和破坏机理,以指导其他方面的研究;1.2加强非饱和土理论,特别是荷载、含水量、吸力之间关系的研究,从而真正揭示膨胀土的强度和变形特性;1.3加强现场测试,通过现场试验,发展新的应用性的数值分析计算理论和方法;1.4加强膨胀土工程处理方面的研究,以解决工程实际问题。
2、膨胀土的工程特性在交通部部颁现行《公路路基设计规范》(JTJ013-95)中采用粘粒含量小于即的百分比和自由膨胀率及膨胀总率三个指标,把膨胀土分为强膨胀土、中膨胀土和弱膨胀土三个级别。
膨胀土的工程特性大致可以归纳如下。
2.1胀缩性膨胀土吸水后体积膨胀,使其上面的建筑物或路面隆起,如膨胀受阻即产生膨胀力;失去水分后体积收缩,造成土体开裂,并使其上面的建筑物下沉。
2.2崩解性膨胀土浸水后体积膨胀,在无侧限的条件下则发生吸水湿化。
不同类型的膨胀土其崩解性不一样,强膨胀土浸入水后,几分钟内很快就完全崩解;弱膨胀土浸入水后,则需要经过较长的时间才能逐步崩解,且不完全崩解。
2.3裂隙性膨胀土中的裂隙,主要可分为垂直裂隙、水平裂隙与斜交裂隙三种类型。
H IGHWAY现代公路膨胀土是自然地质过程中形成的具有多裂缝及显著膨胀特性的土体,除具有通常粘土所共有的理化性质外,还具有蒙脱石、伊利石等强亲水性、持水性和高可塑性及粘聚性,该类土体吸水显著膨胀、失水收缩及往复湿胀干缩变形等特点,该类土体用于结构后则内部会产生杂乱分布的裂缝而对结构有严重破坏的作用,并具有长期、潜在的危险,因此认真研究膨胀土的特性并结合在其路基中的应用情况对其危害进行处理对保证路基质量具有重要意义。
膨胀土特性分析含水量膨胀土内含水量大小及其变化在很大程度上决定了其膨胀潜势,若含水量不发生变化则体积也不会发生变化,一旦含水量发生变化则会产生垂直和水平方向上的体积膨胀,且轻微的含水量变化则会引起足以导致危害的体积膨胀,因此一般而言,越干燥的粘土其危险系数越高,因为其能吸收很多的水分而导致对结构发生破坏性膨胀,而潮湿的粘土则由于内部大部分膨胀已经完成而进一步膨胀量较小,其危害性也较小。
干容重粘性土的干容重与其天然水含量也是息息相关,一般膨胀土均具有较高的干容重值,则显示其具有很高的膨胀趋势。
力学性能膨胀潜势。
即将试样在最佳含水量时压密到最大容重后,使有侧限的试样在一定附加荷载下浸水后测定的膨胀百分率,其可预测结构的最大潜在的膨胀量,其影响因素主要包括湿润程度、湿润持续时间和水分的转移方式等;膨胀力。
即土体达到最大限度的膨胀后对其施加荷载直至恢复到初始体积所需的压力,对特定的粘土而言其膨胀压力是常数,其仅随干容重变化而变化。
膨胀土地基处理换填法即将膨胀土全部或部分挖掉换填非膨胀土体来消除或减少地基胀缩变形,原理是通过人工或机械将基地内一定深度的膨胀土挖除,之后分层铺设非膨胀土并分层碾压,回避膨胀土的不良工程特性来改善地基,换土厚度应有膨胀变形计算确定以保证剩余部分土体的胀缩变形量控制在允许范围内,由于在不同区域膨胀土含水量不受外界气候影响的临界深度和临界含水量有所不同,该方法适用于膨胀性土层露出较浅的场地及对不均匀变形要求较高的场合,用于大面积分布区域则不经济,但该方法可彻底根治膨胀土带来的危害。
膨胀土路基施工要点一、膨胀土路基基本的处理方法公路工程中的膨胀土处理主要涉及三方面的内容:膨胀土边坡稳定及防护;膨胀土隧道的支护与衬砌问题;膨胀土路基的处理。
一般来说,膨胀土路基处理方法有如下三种:换土、湿度控制、改性处理。
(一)换土换土是膨胀土路基处理方法中最简单而且有效的方法。
顾名思义换土就是挖除膨胀土,换填非膨胀土或沙砾土,换土深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点确定。
在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候的影响,该深度称之为临界深度,该含水量称之为该膨胀土在该地区的临界含水量。
由于各地的气候不同,各地膨胀土的临界深度和临界含水量也有所不同。
换土深度要考虑受地面降水影响而使土体含水量急剧变化的深度,基本上在1~2m,即强膨胀土为2m,中、弱膨胀土为1~1.5m,具体换土深度要根据调查后的临界深度来确定。
(二)湿度控制湿度控制法包括预湿和保持含水量稳定。
为控制由于膨胀土含水量变化而引起的胀缩变形,尽量减少路基含水量受外界大气的影响,需在施工中采取一定的措施。
如利用土工布或粘土将膨胀土路基进行包封,避免膨胀土与外界大气直接接触,尽量减少膨胀土内部的湿度迁移。
水利工程建设中经常采用膨胀土预湿法,用水浸泡地基土或覆盖非膨胀土以达到膨胀土的湿度平衡。
(三)改性处理化学固化就是利用石灰、水泥或其他固化材料通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理,以达到降低膨胀土膨胀潜势、增强强度和水稳性的目的。
具体来说:石灰的固化作用是由于盐基交换、次生碳酸钙胶结性、粘土颗粒与石灰相互作用形成新的含水硅酸钙、铝酸钙等新矿物而显现出来;水泥的固化作用是由于钙酸盐与铝的水化物和颗粒间的胶结作用,胶结物逐渐脱水和新生矿物的结晶作用,从而降低膨胀土的液限,增大了膨胀土的塑限和抗剪强度;NCS固化材料除具有石灰、水泥的优点消除土的胀缩性外,还有吸水增强作用,改善土的压实性并生成微型加筋结构,提高土的强度。
在以往的膨胀土地基处理中已有过许多成功的先例,利用这种处理方法的成败主要取决于固化材料的技术指标和施工工艺。
膨胀土路基施工方案
1. 背景
膨胀土是一种具有较大吸湿膨胀性的土壤,其在干燥状态下体积较小,但潮湿或浸湿时会膨胀变大。
由于膨胀土的特性,其在道路工程中的应用需要采取相应的施工方案,以确保路基的稳定性和耐久性。
2. 施工方案
2.1 膨胀土处理
在进行膨胀土路基施工之前,需要对膨胀土进行处理。
主要的处理方法包括以下几个步骤:
- 清理:清除路基上的杂物和无用土壤,确保路基表面平整清洁。
- 增加排水能力:加设排水沟和排水管道,以保证膨胀土在潮湿或浸湿时能够及时排水,减少膨胀的程度。
- 压实:使用合适的机械设备对膨胀土进行压实处理,使其达到一定的密实程度。
2.2 路基处理
在膨胀土处理完成后,需要对路基进行进一步处理,以增加路基的稳定性。
- 添加混凝土块:在路基上适当的位置,加设混凝土块,以增加路基的承载能力和稳定性。
- 硬化表面:在路基表面施工防护层,以减少水分的渗透,防止膨胀土进一步膨胀。
2.3 施工注意事项
在膨胀土路基施工过程中,需要注意以下事项:
- 施工期间应密切监测膨胀土的湿度和体积变化情况,及时采取相应措施。
- 预防和控制排水系统的堵塞,保证膨胀土及时排水,减少膨胀的程度。
- 施工人员应掌握膨胀土的性质和施工技术,保证施工质量和安全。
3. 结论
膨胀土路基施工是一项需要注意细节和技术要求的工作。
通过清理、排水、压实和路基处理等措施,可以确保膨胀土路基的稳定性和耐久性。
施工过程中应密切监测和控制膨胀土的湿度和体积变化,保证施工质量和安全。
膨胀土地基处理及工程措施来源:好地基作者:admin 时间: 2010-03-30 1、建筑措施1)建筑物应尽量布置在胀缩性较少和土质较均匀的场地,为减少大气对膨胀土的胀缩影响,基础最少埋深不小于1m。
2)加强防水、排水措施。
经常检查给排水系统,防止漏水。
室外排水畅通,避免积水。
3)三级膨胀土地基和使用要求特别严格的地面,可采用地面配筋或地面架空的措施。
对使用要求不严格的地面,可采用预制块铺设。
大面积地面应做分格变形缝。
以上均为了防止地基土的膨胀后引起地面产生裂缝。
2、结构措施1)用增加基底压力大于膨胀力的做法,以消除膨胀变形。
2)较均匀的弱膨胀土地基,可采用条基。
基础埋深较大或条基基底压力较小时,宜采用墩基。
3)承重砌体结构采用实心砖墙。
不宜采用砖拱结构、无砂大孔混凝土和无筋中型砌块等对变形敏感的结构。
4)排架结构山墙和内隔墙应采用与柱基相同的基础形式,维护墙下应设置基础梁。
5)砌体结构房屋应加圈梁,增加房屋的刚度和整体性。
3、地基处理1)膨胀土地基可采用换土、砂石垫层、土性改良等方法。
换土可采用非膨胀性土或灰土,换土厚度可采用变形计算确定。
平坦场地上一、二级膨胀土的地基处理,宜采用砂、碎石垫层,垫层厚度不宜小于300mm,并做好防水处理。
2)膨胀土层较厚时,应采用桩基,桩尖支承在非膨胀土层上,或支承在大气影响层以下的稳定层上。
在验算桩身抗拉强度时应考虑桩身承受胀切力影响,钢筋应通长配置,最小配筋率应按受拉构件配置。
桩身胀切力由浸水载荷试验确定,取膨胀值为零的压力即为胀切力。
桩承台梁下应留有空隙,其值应大于土层浸水后的最大膨胀量,且不小于100mm。
承台两侧应采取措施,防止空隙堵塞。
公路膨胀土路基施工处理措施
1、公路路基膨胀土结构现状
膨胀土主要是由强亲水性粘土矿物蒙脱石和伊利石组成的,是具有膨胀结构、多裂隙性、强胀缩性和强度衰减性的高塑性粘性土。
膨胀土在天然状态下常处于较坚硬状态,对气候和水文因素有较强的敏感性,这种敏感性对工程建筑物会产生严重的危害。
膨胀土胀缩引起建筑物的破坏常常具有多次反复性和长期潜在的危险性,会给人类造成灾害。
膨胀土问题直到30年代后期才被土力学工程师们所认识,工程界逐渐领悟到结构物的破坏,除了沉降的原因外,有时还有膨胀土胀缩的原因。
随着经济建设的迅速发展,膨胀性粘土研究越来越引起了人们的注意。
膨胀土性质研究主要是从微观结构、渗透性、强度和变形四个方面来进行的。
笔者认为,膨胀土的研究还需从以下几方面着手:
1.1 进一步加强膨胀土微结构方面的研究,认识其胀、缩变形和破坏机理,以指导其他方面的研究;
1.2 加强非饱和土理论,特别是荷载、含水量、吸力之间关系的研究,从而真正揭示膨胀土的强度和变形特性;
1.3 加强现场测试,通过现场试验,发展新的应用性的数值分析计算理论和方法;
1.4 加强膨胀土工程处理方面的研究,以解决工程实际问题。
2、膨胀土的工程特性
在交通部部颁现行《公路路基设计规范》(JTJ013-95)中采用粘粒含量小于2μm的百分比和自由膨胀率及膨胀总率三个指标,把膨胀土分为强膨胀土、中膨胀土和弱膨胀土三个级别。
膨胀土的工程特性大致可以归纳如下。
2.1 胀缩性
膨胀土吸水后体积膨胀,使其上面的建筑物或路面隆起,如膨胀受阻即产生膨胀力;失去水分后体积收缩,造成土体开裂,并使其上面的建筑物下沉。
2.2 崩解性
膨胀土浸水后体积膨胀,在无侧限的条件下则发生吸水湿化。
不同类型的膨胀土其崩解性不一样,强膨胀土浸入水后,几分钟内很快就完全崩解;弱膨胀土浸入水后,则需要经过较长的时间才能逐步崩解,且不完全崩解。
2.3 裂隙性
膨胀土中的裂隙,主要可分为垂直裂隙、水平裂隙与斜交裂隙三种类型。
这些裂隙将土体层分割成具有一定几何形状的块体如棱块状、短柱状等,破坏了土体的完整性。
膨胀土路基边坡的破坏,大多与土中裂隙有关,且滑动面的形成主要受裂隙软弱结构面控制。
3、膨胀土地区主要岩土工程问题
3.1 膨胀土吸水体积膨胀,失水体积收缩,膨胀土的膨胀量与膨胀力与土的初始含水量和密实度的大小直接相关。
当采用未经处治的膨胀土填料填筑路基时,由于路幅内含水量的不均匀变化,引起土体的不均匀胀缩,使路基路面产生幅度很大的横向波浪变形;当土基受水浸或受地下水浸湿时,在行车荷载作用下,形成泥浆并沿路面的裂缝溅浆冒泥。
而路肩部位,由于失水收缩大于堤身,往往顺路线方向产生纵向开裂。
3.2 膨胀土的粘粒含量高和超固结的特性,使膨胀土填料在施工时不易被粉,亦不易被压实,在路堤填筑后,受大气物理风化作用和胀缩效应的影响,土块崩碎,强度衰减,在荷载的作用下,路堤易
产生不均匀沉陷,且路堤越高,沉陷量越大,最终导致路面变形破坏;而对路堑边坡,由于边坡的开挖,土体超固结应力释放,路堑边坡出现卸荷膨胀,在路堑坡脚形成应力集中区和塑性区,随着自然应力的作用,坡体表面产生碎裂、剥落和泥化,甚至产生溜坍、坍滑、滑坡。
4、膨胀土地区公路施工处理措施
4.1 需选择良好的季节开工,做好施工准备和加强施工管理工作,开工前一定要组织落实好材料、机械和人力,以保证开工后连续完成基槽、基础及回填工作。
4.2 做好排水措施,防止雨水或施工水流入基槽,对现场给水管网和施工用水设专人管理维护,临时的水池、洗料场、搅拌站、淋灰池或用水较多的地方,应距建筑物10m以上并设可靠的排水系统。
4.3 土性改良。
若用膨胀土填筑,可采用石灰、水泥等无机结合料进行改良和加固。
一般以掺入4%~6%为宜。
4.4 预浸水措施。
使土在施工前就产生膨胀,膨胀最大时往往在浸水后的3~5个昼夜,以消除使用过程中的膨胀性。
4.5 新技术新方法。
①掺砂回填,这样一是破坏了原膨胀土的土粒结构;二是改变了膨胀土的颗粒级配和其他特性,此方法具有施工技术简单,工程质量易于控制,工期短,投资少的优点。
②三维土工网垫植被,这种方法可以使边坡表面形成一层坚固的、具有自身生长能力的绿色复合保护层,即三维植草土工网垫体系,此技术在国内领先。
4.6 路基工程
4.6.1 挖方路基
(1) 路床超挖封闭处理:挖方路基和零填路基应换填路床顶面以下30-60cm膨胀土(对强膨胀土和中等膨胀土宜)5Ocm,宜换填石灰土,并分层压实,迅速铺设路面半刚性基层。
(2) 挖方边坡设计:挖方边坡应尽可能减小挖深。
挖方边坡坡形和坡率应符合《公路路基设计规范》有关规定。
高速公路、一级公路除满足上述规定外,还应结合膨胀土斜坡破坏类型、路堑边坡形式及水文地质条件,考虑膨胀土变动强度和强度衰减的特性,对深路堑边坡应进行稳定性验算;层状构造膨胀土,如层面与坡面斜交且交角<450时,应验算层面稳定性。
验算稳定时应取土体沿滑动饱和状态时的抗剪强度值,稳定系数取1.2。
(3) 边坡防护:依公路等级、边坡高度和膨胀土胀缩等级并结合当地实际条件,采用不同的防护方案。
对强膨胀土和中等膨胀土路堑边坡应进行全封闭。
可采用浆砌护坡或结合浆砌挡土墙综合防护加固。
挡墙可设一级、二级或多级,每级高度宜簇3m,每级挡墙平台应浆砌封闭,对弱膨胀土建议采用拱型植草防护。
(4) 渗排水设计:边沟宜加宽加深,应设灰土层并全断面加铺防渗布。
路堑边沟外侧设平台,阶梯式边坡平台均设排水沟,沟底设灰土层,并全断面加铺防渗布。
坡顶顺向坡设截水沟,其位置宜距坡口)边沟、截水沟、排水沟和平台应浆砌片石或混凝土预制块,并在开挖后及时铺砌封闭。
(5)施工程序:
①当挖到距路顶面以上30m 时,应停止向下开挖,并挖好临时排水沟,待做路面时挖至路床超挖深度,并用灰土回填,按压实度标准压实。
②挖方边坡不要一次挖到设计线,沿山坡预留30~50cm一层,待路堑挖完时,再削去边坡预留部分,并及时防护。
4.6.2 填方路基
(1) 地表封闭处理:高速公路及一、二级公路路基填土高度路堤,宜挖除地表30~60cm的膨胀土(强膨胀土宜50cm),并采用灰土封填压实处理。
(2)路基填料设计:
①强膨胀土不应作路基填料。
如限于条件,高速公路及一、二级公路只能用强膨胀土作填料时,则应作专门试验论证分析。
②高速公路及一、二级公路采用中等膨胀土作路床填料时,应掺灰改性处理,改性处理后要求胀缩总率<0.7限于条件,采用中等膨胀土作为路堤填料时,碾压应保持最佳含水量。
路堤填筑后应立即封闭边坡。
当填至路床底面时,应停止填筑改用改性处理后的膨胀土填至路床顶面设计标高,在上路床加铺土工格栅,并严格压实。
如当年不能做路面,作为封层的填筑厚度应>-30cm,并作成>2%的横坡。
路基边坡建议采用灰土包边封闭或浆砌封闭防护,路堤顶面也要用灰土形成包心填方。
③高速公路及一、二级公路采用弱膨胀土作路床填料时,宜改性后填筑或采用非膨胀土填筑,作为路堤填料时,边坡宜采用植草或
拱形植草防护。
④三、四级公路可采用中等膨胀土和弱膨胀土作为路基填料。
当铺筑高级路面和次高级路面时,作为上路床填料应改性处理。
(3) 路床土强度和压实标准:膨胀土地区路床土强度和压实标准,应分别按《公路路基施工技术规范》的规定执行。
(4 )碾压要求:根据膨胀土胀缩等级,选用工作量适宜的碾压机具,碾压时保持最佳含水只。
压实土层松铺厚度-<30cm。
大块应击碎,最大粒径应符合规范规定。
(5)路堤与路堑分界处即填挖交界处2m范围内的挖方地基表面的土应挖台阶翻松,并检查其含水量是否与填料相近,同时采用适宜的压路机具,将其压实到规定的压实度。
(6) 路堤边坡设计:采用弱膨胀土和中等膨胀土填筑路堤的边坡坡率可按《公路路基设计规范》确定。
边坡形式应视土质和填筑高度而定。
对弱膨胀土低路堤可采用直线形。
对填土较高或用不同土质分层填筑的路堤,可采用折线形,一般上陡下缓。
5、结束语
膨胀土地区的公路路基处理是一个很复杂的问题,需要考虑多种因素。
它要求公路路基、挡墙、桥涵等的设计人员必须熟悉膨胀土的工程性质,根据其特性提出科学合理的设计,只要有一个方面不合理,就可能导致膨胀土灾害的发生。
因此对膨胀土路基的处理方法需要不断地研究探讨。