浅谈湿陷性黄土地区公路路基沉降控制
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湿陷性黄土地区路基施工质量控制及病害处治湿陷性黄土在遇水浸湿后,土体结构迅速破坏,产生显著沉降,强度也迅速降低,由于黄土湿陷性引起的公路病害日趋严重,严重影响了工程建设。
本文结合静庄高速建设实际,对湿陷性黄土路基施工措施及常见病害处治进行了简单的阐述。
标签:湿陷性黄土路基施工质量控制病害处治一、前言静庄项目一分部(K0+000-K27+200)所在区特殊性岩土主要为风成湿陷性黄土。
湿陷性黄土为风成黄土(Q3+4eol),岩性是一套浅棕色,黄褐色黄土状粉土夹薄层青灰色粉质黏土,成份为长石、石英,云母等,沉积产状受古地理制约,呈水平产出,微地貌上的形成黄土陷穴或落水洞一般在阶地陡坎边缘可见。
由于黄土结构疏松、具孔洞孔隙,垂直节理裂隙发育,具有较强的湿陷性,因此在黄土路基施工需引起高度重视。
二、工程概况项目起点于静宁县八里镇,终点位于威戎镇李家峡口,主线采用全立交、全封闭、控制出入的四车道高速公路标准,设计速度为80Km/h,整体式路基宽度25.5m,分离式路基宽度12.75m。
黄土分布面积较广,地形波状起伏,在流水等外力作用下,水土流失严重,形成干沟万型、支离破碎的梁状山体。
黄土覆盖层一般为20-50米,最大厚度可达60米左右。
三、施工质量控制(一)施工工艺开工前,选择试验段,编制试验段实施方案,形成试验段总结报告。
施工中严格按照试验段总结报告的施工工艺进行质量控制。
对压实机具的选择、碾压的顺序、压实遍数、含水量等严格控制。
施工过程中,重点控制填料的松铺厚度,碾压的组合方式,碾压遍数等。
“三背六部”处采用液压夯进行补强,尽量减少黄土路基的湿陷性,过湿段路基处理采用灰土、砂砾或片石等进行换填。
(二)压实度的控制(1)填料层厚上料区采用网格法配合标高墩,两边挂线施工,最大松铺厚度不超过25cm,压实厚度控制在20cm。
同时,摊铺层厚尽可能一致,以便获得均匀的压实效果。
填筑方式:由两边向中心填筑,为保证路堤全断面压实,一般路基边坡每侧超填50cm,完工后刷除边缘50cm。
公路工程湿陷性黄土路基不均匀沉陷防治措施1、前言高等级公路桥涵处路基不均匀沉陷病害(主要表现为桥涵桥头跳车现象),已成为公路建设质量通病的主要内容之一,特别是湿陷性黄土路基,其不均匀沉陷现象尤为突出。
它严重影响着公路营运期的行车舒适和安全,降低了公路的使用品质和寿命,同时也损耗了大量国家建设资金,损害了高等级公路的社会形象。
因此,桥涵处跳车作为一种公路质量通病已引起了公路建设者和施工者的普遍关注,所以解决这一公路通病已成为一件迫在眉睫的大事。
2、路基不均匀沉陷病害出现的成因公路工程桥涵处跳车现象发生的主要成因为桥涵沉降与路基沉降的不均衡所致。
桥涵本身为刚性结构,同时,它对地基的承载力要求较高,其沉降缓慢、沉陷量很小;而填方路基为柔性结构,沉陷量相对较大。
因而,造成桥涵与其两头路基沉陷明显不一,形成错台,产生跳车现象。
此外,在不同路基填筑段,由于其填筑的高度不同、土质不同、沉陷量不一,也会形成跳车现象,造成路面破坏,车辆通过能力降低,养护工作困难等局面。
3、解决问题的思路由于路基不均匀沉陷产生的根本原因在于路基与桥涵、不同路基填筑段沉降的不均衡所致。
因此,解决这一路基病害的关键在于解决路基的不均匀沉降问题,使路基与桥涵或不同路基段的沉降趋于平衡或基本平衡状态,也即呈现连续沉降状态。
解决这一问题行之有效的办法是使路基与桥涵连接处形成刚柔过渡路段。
4、路基不均匀沉陷的防治原则防治路基不均匀沉陷应遵循"因地制宜,合理选择,预防为主,治养结合"的综合防治原则。
因地制宜即根据各公路的特点,以实际出发加以解决;合理选择即按工程设计和施工中合理选择处治方案、材料及施工工艺;预防为主就是在公路建设中提前预见,采用合理的工程技术措施进行防治处理;治养结合是指即使采取了必要的防治措施都不一定能做到一劳永逸,还需采取必要的养护措施。
5、防治路基不均匀沉陷的几种措施解决路基不均匀沉降的方法较多,对不同类型的桥涵应对其所处的水文、地质、地形条件进行综合分析,采用简便易行、经济合理、行之有效的防治措施,但不论采用何种处理措施,严格按《规范》及设计施工都是防止路基不均匀沉陷的首要前提条件。
浅谈公路湿陷性黄土路基的分析与处理技术要:在我国有许多的公路是湿陷性黄土路基,其分布也比较广泛,在公路的建设中经常穿越这样地质的地段。
因为湿陷性黄土路基给公路的质量造成很大的影响,所以有必要对这样的地段做一些处理。
通过在辽宁朝阳和河南三门峡的高速公路建设过程中,对湿陷性黄土有了一些真切的体会,本文就根据湿陷性黄土路基沉降的原因,结合前人的经验来介绍有关于湿陷性黄土路基的分析和几种处理技术,望能有效的控制湿陷性黄土路基的沉降问题。
关键词:公路湿陷性黄土路基分析处理技术随着我国的高速发展,运输量和汽车来往量不断的增加,对公路的要求也越来越高,好的公路能提升运输的速度。
而高速公路更是有着促进经济发展和推动社会进步的意义,也是国家体现现代化的标志。
也正因为这个原因,我国从很早开始就在各地修建公路。
据调查,截止到12年,我国的高速公路的通车总距离达到了9.6万千米。
而在这么多高速公路的前提下,公路本身就存在的许多问题,湿陷性黄土路基是最为棘手的一个问题,它分布在我国各个地方,其中以黄河流域地段为主,因为黄河流域的地质中以黄土为主,而湿陷性黄土是一种特殊的黄土,在黄土受到上覆土的压力,受到水的浸湿后,黄土的结构就快速的被改变从而下沉,使得黄土具有了湿陷性,造成了路基塌陷、路基下沉、裂缝等不良情况。
这些不良的反应会直接影响公路的质量,运输的速度,和人们的生命安全。
一、对湿陷性黄土路基原因的分析公路是由路基、路面和一些附属的设施组成的,路基是公路的基础,路基质量的好与坏能直接的影响路面的使用和安全,所以路基应该安全、坚固并具有稳定性。
路基的沉降现象可以是由很多方面造成的,在湿陷性黄土的地域,路基的沉降主要是路基本身的压缩沉降和地基上的沉降,路基本身引起的压缩沉降原因是在建设公路时所选的才材料不当,压实的方法不合理或者是压实的程度不够,地基沉降与路基的土质有很大的关系,由湿陷性黄土来作为路基土是很容易发生沉陷状况的。
浅谈湿陷性黄土地区公路路基沉降控制摘要:分析湿陷性黄土的湿陷机理与该地区路基沉降原因,并从排水措施,路堤边坡防护措施,路基的检测与养护这三个个方面来控制沉降,可作为实践施工参考。
关键词:湿陷性黄土路基防护措施概述:湿陷性黄土是我国黄土的典型分布,由于其特殊的结构和水理性,其工程特性也具有诸多的特点。
其中湿陷性和易溶性最为典型,同时也对工程危害性最大。
湿陷性黄土在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉,从而使土体结构发生破坏。
路基产生沉陷现象的原因是多方面的,但在湿陷性黄土地区主要是路基本身引起的压缩沉陷和地基的沉陷两种。
湿陷性黄土地区修建高速公路常出现路基沉降、公路翻浆、纵向裂缝等病害。
若对湿陷性黄土不加处理或是处理不当,往往会发生路基过量沉降,严重影响公路的质量,因此必须控制路基沉降。
1湿陷性黄土特点及路基沉降原因分析路基是路面的基础,坚强且稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载作用提供了重要的保证。
路基产生沉陷现象的原因是多方面的,但在湿陷性黄土地区主要是路基本身引起的压缩沉陷和地基的沉陷两种,路基本身引起的压缩沉陷主要是由于路基填料选择不当、压实度不足等原因造成的,而地基的沉陷与路基土的性质密不可分,湿陷性黄土作为路基土极容易发生沉陷,研究地基沉陷的原因,首先要研究湿陷性黄土的湿陷性机理和湿陷性原因。
湿陷性黄土湿陷变形的两个显著特征是:①变形量大,常常超过正常压缩变形的几倍甚至几十倍;②发生快,一般在浸水1~3小时就开始湿陷。
一般湿陷事故而言,往往在1~2天内就可能产生20~30cm的变形量,这种量大、速率快的变形往往使建筑物发生严重变形甚至破坏。
国内外大量的研究表明,黄土的湿陷性机理是由黄土的微观结构特性和可溶盐胶结物的不抗水性决定的。
黄土的颗粒以粉粒为主,粉粒与粉粒之间通过可溶盐胶结,形成一定数量的架空孔隙,在干旱半干旱条件下,这样的结构阻止了土体自重压密,当黄土受水浸湿时,可溶盐胶结物被迅速溶解软化,水膜变厚,粉粒与粉粒之间的连接力变弱,架空孔隙空间大,使得土体在上覆土层的自重压力或附加压力作用下,土体结构迅速破坏形成湿陷。
湿陷性黄土路基不均匀沉降分析摘要:在湿陷性黄土路基进行施工建造过程中,为有效解决路基的不均匀沉降问题,可灵活采取以下多种控制举措,如湿陷性黄土斜坡地基强夯加固处理要点、高填方黄土路堤的不均匀沉降控制要点、纵向填挖结合部的不均匀沉降控制要点、“V”型冲沟防排水的综合处治技术要点、湿陷性黄土路基沉降监测的内容与方法等,提升道路路基施工的整体质量与水平。
本文就湿陷性黄土路基不均匀沉降问题的解决措施进行分析探讨。
关键词:黄土路基;不均匀沉降;路基特点引言在黄土地基开展道路工程项目建设时,必须客观认识到湿陷性黄土对工程建设产生的不利影响,如黄土路基不均匀沉降问题,直接影响到道路运行的安全性与可靠性。
为此,在相关地区进行道路工程建设时,为有效解决湿陷性黄土路基不均匀沉降问题,则需要采取综合防治措施,有效规避路基的不均匀沉降,实现科学防控、风险规避,保证道路工程建设与运行的可行性。
一、湿陷性黄土路基特点湿陷性黄土作为道路路基时,工作人员需要客观认识到湿陷性黄土的特点,因为在黄土湿陷变形后,将导致路基的承载力下降,进而诱发路基不均匀沉降问题,对道路整体运行产生直接影响。
为此,在湿陷性黄土路基的土层进行施工处理时,应当采取针对有效的处治措施,消除路基不均匀沉降的风险。
湿陷性黄土路基的处理,主要是为了消除黄土中的湿陷量。
为全部消除湿陷量,技术人员可采取桩基施工技术,从而穿透黄土层,在桩基的作用下,将上覆的荷载直接传导到非湿陷性土层当中,避免湿陷性黄土变形,影响到道路运行的可靠性与安全性。
为部分消除湿陷性黄土,工作人员需要进行精准计算预测,以保证未经处理后的湿陷性黄土起始压力值,能够满足道路建造的工作要求,从而对湿陷性黄土路基的处理成本进行有效控制[1]。
二、湿陷性黄土路基不均匀沉降的具体控制措施(一)湿陷性黄土斜坡地基强夯加固处理要点湿陷性黄土斜坡地基进行处理时,为有效控制路基的不均匀沉降,则需要根据该类地质构造的特点,选择最佳的控制方案。
湿陷性黄土路基病害及防护技术湿陷性黄土是一种特殊的土质,具有较强的吸水性和膨胀性。
在道路基础工程中,如果没有采取正确的防护措施,会出现路面变形、沉降、龟裂等病害,严重影响路基的使用寿命和交通安全。
湿陷性黄土路基的主要病害包括路基沉降、路面龟裂和路基变形。
路基沉降是最常见的病害。
湿陷性黄土吸水后会膨胀,而排水能力较差,导致路基沉降。
路面龟裂主要是因为湿陷性黄土的膨胀性引起的,土壤膨胀时会对路面产生挤压力,导致路面龟裂。
路基变形则是由于湿陷性黄土吸水膨胀后的的变形产生的,会导致道路高低不平、路面坑洼等问题。
1.地基处理:在建设道路前,可以对黄土路基进行地基处理,采用深层碾压、压实和加固等方式,以增加路基的承载力和稳定性,减少湿陷性黄土的膨胀和沉降。
2.排水系统:湿陷性黄土的主要问题是排水能力较差,因此建设排水系统是非常重要的。
可以采用排水沟、排水管等措施,加强路基的排水能力,减少土壤膨胀和路面变形的风险。
3.改良剂加固:可以采用化学改良剂或物理改良剂对湿陷性黄土进行加固。
化学改良剂一般是指石灰、水泥等,可以通过固化黄土中的水分,减少膨胀和沉降;物理改良剂可以是纤维材料、聚合物等,可以增加黄土的内聚力和抗裂性。
4.隔离层:在湿陷性黄土路基上可以设置隔离层,以减少黄土和路面之间的接触,降低黄土对路面的影响。
可以采用土工合成材料等材料作为隔离层,以达到隔离作用。
针对湿陷性黄土路基病害,需要综合采取地基处理、排水系统建设、改良剂加固和隔离层设置等防护技术,以提高路基的稳定性和承载力,减少病害的发生。
在设计和施工阶段,需充分考虑湿陷性黄土的特性,制定合理的工程方案,以确保道路的使用寿命和交通安全。
标记:病害概述病害详细分类病害的危害病害产生原因治理措施基本方法湿陷性黄土地区路基施工方法和质量控制要点病害概述害是指湿陷性黄土在自重压力或自重压力与附加压力作用下,受水浸湿湿陷性黄土的危危害危害害,使路后,土的结构迅速破坏,发生显著下沉的现象。
这种特性,会对结构物带来不同程度的危基及结构物大幅度沉降、折裂、倾斜,严重影响其安全和使用。
湿陷性黄土地基处理的方法,在不同的地区,不同的地基土质和不同的结构物,应选用不同的处理方法。
δs=hp-h′ph0,式中:hp为保持天然含水率和结构的试样,加压至一定压力下沉稳定后的高度(厘米);h′p为上述加压稳定后的土样在浸水作用下,下沉稳定后的高度(厘米);h0为土样的原始高度(厘米)当δs值小于0.015时,应定为非湿陷性黄土,当δs值大于或等于0.015时,应定为湿陷性黄土。
自重湿陷系数δzs按下式求出:δzs=hz-h′zh0,式中:hz为保持天然湿度和结构的试样,加压至土的饱和自重压力时,下沉稳定后的高度(厘米);h′z为上述加压稳定后的土样,在浸水作用下,下沉稳定后的高度(厘米);h0为土样的原始高度(厘米)。
当δzs<0.015时,应定为非自重湿陷性黄土;当δzs≥0.015时,应定为自重湿陷性黄土。
(1)强夯法强夯法亦称动力固结法,通过重锤的自由落下,对土体进行强力夯实,以提高其强度,降低其压缩性。
该法设备简单,原理直观,适用广泛,特别是对非饱和土加固效果显著。
这种方法加固地基速度快,效果好,投资省,是当前较经济简便的地基加固方法之一。
采用强夯发处理黄土路基时,地下水位应低于处理深度0.5m-1.0m,且湿陷性黄土厚度不大于6.0m。
强夯处治的实际效果严重受地形影响。
地形平坦,强夯能量向下传递,产生路基压实,消除湿陷性的效果;水平方向向四周压缩,产生水平的压密变形,当夯点附近有凌空面时,强夯在凌空面受约束越低,变形增大,对土体不产生压密,而是使土体松散变形。
浅谈湿陷性黄土地区公路路基沉降控制
摘要:分析湿陷性黄土的湿陷机理与该地区路基沉降原因,并从排水措施,路堤边坡防护措施,路基的检测与养护这三个个方面来控制沉降,可作为实践施工参考。
关键词:湿陷性黄土路基防护措施概述:
湿陷性黄土是我国黄土的典型分布,由于其特殊的结构和水理性,其工程特性也具有诸多的特点。
其中湿陷性和易溶性最为典型,同时也对工程危害性最大。
湿陷性黄土在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉,从而使土体结构发生破坏。
路基产生沉陷现象的原因是多方面的,但在湿陷性黄土地区主要是路基本身引起的压缩沉陷和地基的沉陷两种。
湿陷性黄土地区修建高速公路常出现路基沉降、公路翻浆、纵向裂缝等病害。
若对湿陷性黄土不加处理或是处理不当,往往会发生路基过量沉降,严重影响公路的质量,因此必须控制路基沉降。
1湿陷性黄土特点及路基沉降原因分析
路基是路面的基础,坚强且稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载作用提供了重要的保证。
路基产生沉陷现象的原因是多方面的,但在湿陷性黄土地区主要是路基本身引起的压缩沉陷和地基的沉陷两种,路基本身引起的压缩沉陷主要是由于路基填料选择不当、压实度不足等原因造成的,而地基的沉陷与路基土的性质密不可分,湿陷性黄土作为路基土极容易发生沉陷,研究地基沉陷的原因,首先要研究湿陷性黄土的湿陷性机理和湿陷性原因。
湿陷性黄土湿陷变形的两个显著特征是:①变形量大,常常超过正常压缩变形的几倍甚至几十倍;②发生快,一般在浸水1~3小时就开始湿陷。
一般湿陷事故而言,往往在1~2天内就可能产生20~30cm的变形量,这种量大、速率快的变形往往使建筑物发生严重变形甚至破坏。
国内外大量的研究表明,黄土的湿陷性机理是由黄土的微观结构特性和可溶盐胶结物的不抗水性决定的。
黄土的颗粒以粉粒为主,粉粒与粉粒之间通过可溶盐胶结,形成一定数量的架空孔隙,在干旱半干旱条件下,这样的结构阻止了土体自重压密,当黄土受水浸湿时,可溶盐胶结物被迅速溶解软化,水膜变厚,粉粒与粉粒之间的连接力变弱,架空孔隙空间大,使得土体在上覆土层的自重压力或附加压力作用下,土体结构迅速破坏形成湿陷。
根据黄土的湿陷性机理,黄土的多孔性、干密实度以及黏粒的含量是影响黄土发生湿陷性破坏的主要因素。
黄土的湿陷性直接引发地基的湿陷,从而导致路基的沉降。
2湿陷性黄土地区公路路基沉降研究及对策
对此问题,强调从黄土地基处理措施着手解决已有大量笔墨,此处不再赘述。
文中简要分析从排水措施、路堤边坡防护、路基的监测与养护等三个方面来控制路基沉降。
2.1排水措施
由黄土的湿陷性机理可知,黄土受水浸湿时,极易产生湿陷,破坏了地基土的强度和稳定性,导致地基沉陷;若路基本身排水不畅,不但会冲刷侵蚀路基,还会造成雨水渗透路基,严重影响路基本身的耐久性和稳定性,所以排水不畅是发生路基沉降的另一重要因素,因此要足够重视路基的设计、施工。
路基排水主要从两个方面控制:一是地面排水应采取拦截集中、分散、防冲刷、防渗透的原则,将路面水迅速排除到路面范围以外。
常用的排水设施是边沟、截水沟、急
流槽、跌水以及地表的排水管。
二是地下排水采用的是渗透式排水,挡土墙要做好反滤层,使水能顺利地从泄水孔流出去。
常用的排水措施是暗沟、渗沟、渗井等,当水量较大时,常采用带渗水管的渗沟。
2.2路堤边坡防护措施
路基边坡的病害有多种,这里仅探讨由于路基边坡破坏而导致的路基沉降。
常常是在暴雨后,路基边坡由于强度和稳定性不够,排水设施不够合理完善,被雨水冲刷破坏,雨水渗进路基,导致路基沉降。
这是近年来常见的病害,因此路基边坡要有足够的刚度和稳定性,抵抗雨水的冲刷。
路基边坡通常采用路基防护处理来防止路基边坡的侧向变形,防止雨水渗透到地基,引起路基沉降。
常用的做法有:一是坡面防护(植物防护),适用于坡度1∶1~1∶2边坡,是指在坡面植草、植树,利用植物根系固着边坡表层土以减轻水流冲刷,达到保护边坡的作用,是边坡防护优先考虑的措施;二是冲刷防护,指的是用土工格栅代替铁丝做石笼,用聚酯或聚氨酯类土工织物混凝土护坡模带做成的护面板防护受水冲击的边坡;三是支挡防护,主要是挡土墙防护。
2.3路基的监测与养护
路基沉降的监测主要包括施工阶段的监测和工后沉降的监测,路基施工时,要选择合适的观测方法对其全过程进行观测,根据观测的结果,预测路基沉降规律,采取措施优化设计方案,以确保路基沉降量在规范允许范围内。
工后沉降的监测主要指高速公路投入使用后路基养护的定期监测,以确保公路交通的畅通和安全。
路基沉降的观测方法主要有沉降板法、横剖测试法和分层沉降法,3种路基监测方法各有利弊,应根据施工特点、地基土的性质和周边环境等因素综合确定。
监测断面的间距是路基沉降监测控制的关键因素,要按照设计规范要求布置。
根据我国路基设计施工规范关于施工监测的规定:对于路基稳定较好,以预测剩余沉降为主的路段监测断面间距可以定为100 m~200 m;对于稳定性较差的路段监测断面间距宜控制在100 m以内。
路基养护是指高速公路投入使用后对路基定期检查和观测,并根据检查的情况及时采取合理的措施补充改善。
路基养护和高速公路是同寿命的,应该配备专门的路基养护人员。
路基养护人员定期检查和观测路基的变形情况,尤其在每年的雨季来临前,要进行一次全面的防洪检查,清通地面排水和地下排水的排水设施,及时发现和处理路基病害和隐患。
路基养护还可以补充设计和施工阶段的不足,保证路基在使用期限内具有较高的强度和稳定性。
3结束语
湿陷性黄土在道路工程中具有较大的危害性,是设计和施工时的研究重点,应该综合考虑技术手段与经济方面的各种因素,选择合理有效的处理方式,为提高工程质量打下坚实的基础。
只有这样,才能在理论和实践结合下通过对湿陷性黄土路基的治陷和排水两方面的处理来提高我国的湿陷性黄土路基处理技术,减少路面坍塌、下陷、倾斜等事故的发生,保障人民的生命安全。
参考文献:
[1]郭道彪.客运专线铁路湿陷性黄土地基处理施工技术[J].北方交通,2008
[2]高晋彪.浅谈公路工程不良路基的防治措施[ J ]. 山西建筑,2008
[3]谢定义. 讨论我国黄土力学研究中的若干新趋向[J].岩土工程学报,2001
[4]刘卫东.湿陷性黄土地基处理[M]. 中国建筑工业出版社,2009。