陕西空港市政配套管理有限公司 陕西省西咸新区 712034
摘要:由于湿陷性黄土具有密度低、天然含水量不高、孔隙较大、压缩性较大的显著特点,其土体结构在受到自重力以及外部荷载力的影响下极易出现受水浸湿后湿陷变形的问题,处理不当极易引发道路病害或者安全事故,造成路基沉陷或地下管道拉裂,对湿陷性黄土的处理极其重要,根据湿陷性黄土特性及湿陷等级进行具体分析,明确处理措施,才能确保城市道路的工程质量及使用安全。
关键词:湿陷性黄土地区;城市道路;路基处理
1湿陷性黄土的分类
湿陷黄土地主要是指黄土壤遭到水侵袭之后,构造很容易改变,从而下陷变形的特别土质,和非湿陷黄土壤的差别是受到水侵袭之后的土壤下陷数量,使用δs显示。当δs≥0.015的时候,意味着黄土地很容易被水侵袭发生形状变化,属于湿陷黄土。同时湿陷黄土壤按照本身的压力数值又可以分成自重性湿陷黄土壤和非自重性湿陷黄土壤。第一,自重性湿陷黄土壤,实际上在没有外部力量的影响下,受到水的侵蚀影响,也会在本身土壤重力作用下,发生湿陷情况,这种黄土壤本质松软。第二,非自重性湿陷黄土壤,没有外力影响的情况下,不会因为水侵蚀出现下沉改变,只有受到外力才会出现一些湿陷情况。另外还有一些湿陷黄土壤,存在时间较长,经历很多次湿陷已经没有湿陷特征。
2湿陷性黄土路基常见病害
湿陷性黄土路基一旦遇水浸湿且在外力作用下,容易引发路基结构破坏、塌陷等情况,造成质量问题,带来城市道路交通安全隐患。根据以往施工经验及查阅相关资料记载,湿陷性黄土路基的常见质量病害主要有如下几种。
2.1引发路基不均匀沉降或塌陷
当路基排水系统不通畅或黄土路基基底处理不彻底,路基结构经过长时间受水浸湿,加之长时间受路面车辆荷载,路基结构逐渐发生不均匀沉降,形成路基结构内暗洞或外部坑槽,长时间影响后导致路基结构完全损坏,造成路基塌方。
2.2形成路基内外黄土陷穴、陷坑
施工过程中因地质勘察不到,遗漏了路基外部的黄土陷穴、陷坑等排查。若此类陷穴发育裂隙延伸至路基底部范围,且没有对此类不良地质进行处理,当施工中受到多次雨水浸湿后,加之施工机械振动、扰动等作用,有可能二次形成路基底部范围内黄土陷穴。引发路基塌陷,路基外黄土陷穴、陷坑等,造成坡脚失稳、路基坍塌等病害。常见黄土陷穴一般呈漏斗状和竖井状居多。
2.3导致排水构造物损坏
路基设置有边沟、排水沟、截水沟等时,往往构造物底部都要加铺灰土垫层和防渗土工膜,对沟槽底部黄土进行处理。如此类附属工作处理不好,雨季雨水从沉降缝或伸缩缝处下渗后,易形成构造物底部冲刷,塌陷。一次形成的往往不大,一般情况下不会造成排水设施马上损坏,但这种损坏往往在没有明显发生之前不易发现。随着日积月累,冲刷逐渐发育、扩大后,会导致排水设施损坏。
3湿陷性黄土路基处理措施
3.1冲击碾压法
现阶段,在湿陷性黄土路基处理中,冲击碾压法是应用最普遍的方法之一。结合工程实际情况合理选择与工程规模相匹配的冲击压路机型号,通过在现场进行实验,确定施工中的行驶速度、松铺厚度、行驶速度与含水率等。当土体过厚过者过薄时,冲击碾压会出现深度无法到达导致的土体下部压实不理想或者冲击碾压对土体扰动过大造成的土体振动松散情况;当冲击遍数过多或者过少时,可能造成冲击功不足导致的土体无法达到最大干密度以及振松已经压实的土体而出现翻浆的问题。
3.2挤密桩法
挤密桩法是目前处理该问题最成熟的一种方法,同时也是最基础的一种方法。该种方法适合处理5~12m的黄土层厚度,一旦超过15m,这种方法的应用效果不显著。挤密桩法在实际操作的原理就是先在施工的地基上打一个空心桩,将土或者灰土填入桩内,这样可以有效提高桩体整体的承载力。在打入桩体的时候,会将黄土排挤在四周,这样就增加四周黄土的黏性,利于提高路基整体的强度。除此之外,打入桩体的时候还会对侧面的土质造成压实,直接缩减了黄土之间颗粒的间隙,可以有效消除地基的湿陷性,提高自身的承载力,缩减压缩性,可以有效避免因外界因素所引起的坍塌事件,降低了对路面的危害。挤密桩法主要是适用在含灰量比较低的湿陷性黄土中,在打入空心桩体的时候需要由专业的人员采用专业的技术进行实施,这样才可以保障空心桩体的合理性,提升整体路基的强度和自身的荷载力,同时还可以避免出现操作不规范诱发安全隐患,影响施工的进度。挤密桩法在使用的过程中需要满足多方要求,而且施工的难度系数也非常大,比一般技术的工期长。
3.3换填土加固法
换填土加固法的应用十分广泛,主要应用于淤泥、淤泥质土、暗沟、杂填土地基等,换填土加固法的应用是根据土中附加应力的分布规律使垫层的荷载应力随着上部应力的增加而增大,软弱层的荷载应力随着软弱层承担压力的减少而降低,从而增强地基的稳定性,使得地基施工更好地满足设计需求。在进行湿陷性黄土地基实际施工时,软弱地基如果土层厚度较少,其抗形变性能以及荷载力则无法得到满足,施工人员在进行施工过程中要挖去软弱土层部分,当情况比较特殊时,可以挖除掉所有的软弱土层并注入如碎石、高炉干渣等轻度比较大且没有腐蚀性的材料,并注意要采用分层填换的方法填入。为了确保软弱地基的承载力,使浅表层具有较高的持力特性,要进行反复夯实处理,这样还可以起到抗变形、提高自身稳定性的作用。施工人员可以选择采用机械碾压、平板振动、重锤夯实3种方法对地基进行夯实处理,使回填土分层的同时加固地基表层土。要改变湿陷性黄土的结构,就要挖取大量的黄土,唯有这样才可以由其他的土进行代替,所以这种方法在时间上、经济上的投入都比较高,而且工期也比较长。
3.4预浸水法
如果黄土的土层厚度超过了10m,可以采用预浸水的方式对黄土湿陷的问题进行处理。该处理方法是将黄土全部浸水之后,产生自重湿陷的一种特性。在实际施工之前,要对施工的场地进行全面浸水,将自重湿陷性的特性全部消除,之后才对最表层的黄土采用科学的方式进行处理,可以有效提升黄土自身的强度。这种方法的浸泡时间较长,所以会对整个工程施工的进度造成一定的影响,另外,如果该工地水资源不够充足,不建议使用该方法。
3.5强夯法
强夯法的工作原理与冲击碾压法存在一定相似性,是通过重锤的自由下落对土体做功,强化地基土体致密性,从而使土体达到更高压实度的施工过程。与冲击碾压施工相比,强夯法的效率较低,影响深度更大,并且需要一定的安全施工距离,避免由于施工造成的振动与噪音对周边建筑物产生影响,城市道路中一般不建议使用该方法。
结语
总而言之,随着我国城镇化建设,对于路基的处理技术也要持续完善。在城市道路路基施工过程中,由于湿陷性黄土路基存在一定的特殊性,其压缩性与渗透性较差,工程处理措施不当极易引发道路病害或者安全事故,造成路基沉陷或地下管道拉裂,因此,在湿陷性黄土地区对湿陷性黄土的处理极其重要,应根据湿陷性黄土等级进行具体分析,根据分析结果采用正确的方法进行处理,以此更好地提高黄土路基质量,确保城市道路的工程质量及使用安全。
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