定西境内高等级公路里程达260多公里,但由于地处黄土地区,加之夏秋两季降雨强度大,致使高等级公路路基出现湿陷性黄土路基沉陷等病害。为解决这一难题,定西公路总段在高速公路水毁修复完善工程中,采用了干拌水泥碎石桩施工工艺,此工艺在甘肃公路养护施工中尚属首次应用。

随着现代化经济建设不断发展,工程项目也在随之大量的建设,在为人民提供便利的同时也出现了一些问题。在公路建设中,软基处理尤为重要。文章结合作者的实际工作经验进行入手,对高速公路工程的软土地基处理方法进行研究,并且探讨其未来的发展方向。下面是本网带来的关于公路施工中软土地基的处理的主要内容介绍以供参考。

浅析湿陷性黄土地区公路病害防治是非常重要的,每个细节的处理都关系到病害的影响,做好防治有效减少范围很关键。本网小编就浅析湿陷性黄土地区公路病害防治和大家说明一下。

该施工工艺操作流程主要是对沉陷病害的原路面进行平整处理,放样定位标记后钻孔,孔深根据路面实际情况定于3.5-11.5米之间,孔径为15公分,最后将碎石拌合料投放回填至孔眼再夯实成柱。其工艺原理是桩体在外力作用下,挤压周围的土体,使土体产生侧移和地表隆起,用刚度较大的碎石桩体置换原部位的软土,碎石桩贯穿整个软土层,桩端到达下部相对硬层,形成复合地基,在上部荷载作用下随着桩土的等量变形逐渐集中到桩上,从而使桩周软土的压力相应减少,起到了应力集中作用,最终达到提高地基承载力的目的,有效解决湿陷性黄土路基沉陷病害。

我国高速公路工程软基特性

湿陷性黄土一般生成于晚更新世或全新世,在我国分布较广泛,尤以西北地区最为发育,在湿陷性黄土地区进行公路建设,应根据各地湿陷性黄土的特点和工程要求,应因地制宜,采取以路基处理为主的综合措施,防止路基湿陷,保证公路的安全与正常使用。

目前,总段4个干拌水泥碎石桩施工现场共投入汽车钻19台、台钻13台、引孔机4台、回填机6台、压浆设备1套,已经完成打孔4100根,夯填3580根,计划于5月底完成干拌桩施工任务。(喻建平 付顺 师璟琼)

软塑性与流塑性状态的粉土土粉质的粘土是软土地基的主要表现形式,其主要是在地表下的一定深度范围内存在着的软弱土。软土地基的物理力学指标主要表现在下面几点:①天然含水量大于液限;②天然孔隙比大于1.0;③塑性指数在20左右;④抗剪强度低于30kPa;⑤压缩系统则是a1-2大于0.5MPa-1。该类土壤主要特点是强度较低、压缩程度高、排水固结较慢、地基的稳定性较差等,难以有效的符合地基承载力及变形要求。所以一般是不能进行地基使用的。但是在其工程施工中,也不可避免的会在软土地基上进行施工建设,因此如何加强地基的加固处理就显得十分重要。软弱地基在不同的地区或是路段,所呈现出的特点也有着差异性,比如:在软弱土厚度较大的地区,地层受到了长期气候影响,其含水量的降低,并且在收缩固结的作用下,其表面形成所谓地“硬壳”。该硬壳层有着中低等压缩性、强度较高,在工程的施工中,如何利用其硬壳层,实现工程的造价降低,就成为现阶段工程施工中所关注地焦点。

1、湿陷性黄土的性质及产生的原因

软土地基存在的危害

湿陷性黄土的颜色一般为褐黄色或灰黄色,颗粒以粉粒为主,孔隙比e≥1.0,一般具有肉眼可见的大孔隙,含有较多可溶性盐类,垂直节理发育,能保持直立的天然边坡。

软土地基是公路工程施工中最常见的危害之一,由于软土地基因密实度不良,主要是指压实度未满足过程施工规范的要求,在早期路面使用的时候,因为车辆荷载不断的增加,造成路面不均匀的沉降,或是路基裂缝问题的阐述。路基裂缝的数量较多,并且十分明显,将会产生严重的危害,影响路面正常使用。雨水由裂缝进入到公路的基层破坏地基为路面裂缝的主要危害。由于雨水浸泡,公路路基将变得松软,其力学性能被破坏,进而造成了路面承载力的减弱,严重的影响公路正常营运。除此之外,因为软土地基受到了长时间的雨水渗透,软土层中的沙粒被雨水所带走,造成了软土地基层中的空隙较大降低了工程基础承载力,最终致使了路基不均匀的沉降。3软土路基处理的一般原则在科学技术不断提升下,对软土路基处理的方法也是越来越多,其工程施工技术的更加先进。但是在其选择的时候,应严格按照工程施工现场实际的情况,选择出有针对性的处理方法,按照其原则进行软土路基的处理。软土路基的处理技术原则主要包含了投资小、占地少、效益高、安全稳定性系数高。具体的来讲,就是按照当地实际的情况,做到因地制宜,资源利用最大化及其最优化。从现阶段我国软土路基的处理技术进行分析,在有效地施工期限里,完全的消除工程施工之后的沉降是不可能的,这就意味着后期修补是不可避免的。所以在软土低级的处理时,需要制定出切实可行、符合经济标准地处理措施,以有效的将沉降度控制在设计标准范围内,保证工程建设的质量。

1.2 湿陷性黄土分类

高速公路工程中的软基处理方法应用

湿陷性黄土按湿陷性的强弱分为3类,采用室内压缩试验的方法分类。

钢渣桩法钢渣桩法指通过将工业废料中的转炉钢渣进行合理利用,作为加固柱体的材料,把其材料灌入至已成型的桩孔中,再经过振动密实、吸水固结等过程形成加固型桩体。其加固机理主要是利用转炉钢渣吸收软土基层中的水分,桩体膨胀之后,形成与周围土体挤密的主体,并且和地基形成整体受力的结构。

按土的自重湿陷和外力湿陷又分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。

堆载预压法此法虽在施工工期上存在缺陷,需要较长的施工时间,但对加固软土路基效果显著,经济、易操作。近年来对此法的不足之处也进行了一定程度的改进,如采用薄层轮加法,但成效甚微,路堤的填筑仍需大量时间。如京珠高速公路新郑段某软基路段,根据其地质条件和稳定性控制标准,仍很难达到预期的安全标准和设计要求,严重降低投资者的经济、社会效益。

1.3 黄土产生湿陷性的原因

重物加载法为了降低软土地基在工程建成以后的使用过程中,不均匀的沉降等问题出现的概率,可采用加载重物在软土地基上的方法。其加载机理是为了使地基的承载力得到很大程度的提升,预先施加载荷在软土地基上,可有效完成地基的提前沉降,进而提升地基承载力。除此之外,软土地基内的大部分水分已经排出,使得地基密度的大大增加,减少软土地基中的空隙,在一定程度上促进软土地基沉降固结,增加地基承载力,减少地基不均匀的沉降。其方法还存在着缺点,就是施加重物荷载与公路荷载还是存在着一定的差异性。

黄土的结构特征及其物质组成是黄土产生湿陷的内在因素,而水和压力作用是产生湿陷的外部条件。在干旱和半干旱的气候条件下,季节性的短期降雨把松散的粉粒粘聚起来,而长期的干旱气候又使土中的水分不断蒸发,水中所含的碳酸钙、硫酸钙等盐类逐渐在土粒表面析出,缓慢沉淀而形成胶结物,随着含水量的减少,形成了粗粉粒为主骨架的多孔隙结构,当黄土受水浸湿时,结合水的联结作用消失,盐类溶于水中,土骨架的强度随之降低,土体在上覆土层的自重与附加压力共同作用下,其结构迅速破环,土粒向大孔滑移,粒间孔隙减小,导致大量的附加沉陷迅速产生,这就是黄土湿陷现象的根本原因所在。

压密注浆碎石桩法经过对工程施工现场加工场地桩位成孔中投入碎石,在水泥浆液冷却初凝。经过向碎石状体和桩周围土体用预埋注浆管进行高压注浆,使得桩体和桩周围土体的密实度提升,进而有效的形成注浆碎石桩,改性桩周土体及其桩之间的土构成复合型的自己。以满足过程施工建设的安全性要求,并且还不会对原有的地基造成任何形式上的破坏。

2、湿陷性黄土地区公路病害及处理措施

混凝土桩法在科学技术不断的发展下,近些年所出现的新型桩,即低强度混凝土桩。低强度混凝土桩复合地基是以低强度混凝土桩为竖向增强体而形成的复合地基。为减小地基沉降、处理粉砂土、粘性土、淤泥质土等土性地基,能够使用低强度的混凝土桩符合地基法提升地基承载力,其方法在近些年主要应用至各工程的基础施工中。

黄土的湿陷性以及易溶蚀、易冲刷、各向异性等工程特性,导致黄土地区路基容易产生多种特有的问题和病害,对于公路路基常用的处理方法有强夯处理,超压固结等,对路堑地段常用的处理方法有边坡坡面拍实,种草或灌木,土护墙等,在湿陷黄土路堤段,以土垫层法、重夯法为主,对于黄土陷穴,其治理的方法有灌砂,灌泥浆,开挖夯填,或竖井进行回填。

排水固结法排水固结的方法能够在一定程度上提升路基承受的能力,在处理路基的时候使用重物进行堆载,实现预压处理,挤出路基中多余的水分,进而保证路基充分压实。对天然沉积层及人工冲填土层的软弱路基进行加固处理,其主要方法为排水固结法,不仅能够增加路基强度,还可满足路基承载力的要求。

2.1 填土路基沉陷

机械碾压法机械碾压施工法主要是指在进行挖除浅层软弱土或是不良土之后,按照回填材料进行分层的垫层,进而有效的提升了承载力。一般用于基坑面积与开挖土方量较大的回填土方工程,主要适用处理浅层非饱与软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性的冻胀土地基、素填土、杂填土地基,其方法是简易可行。但是只可以用于浅层的处理,一般不大于3m,对湿陷性黄土地基不大于5m。

2.1.1 沉陷机理

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