浅析湿陷性黄土路基施工方法 2页

交通建设建材与装饰2014年8月浅析湿陷性黄土路基施工方法顾大勇（中交一公局海威工程建设有限公司北京通州101100）摘要：本文对湿陷性黄土简单描述，分析其形成机理，针对性的采取几种施工方法，有效的解决了黄土的湿陷性问题。关键词：黄土；湿陷性；路基施工中图分类号：U416.1文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）31-0126-021工程背景强夯法是指将重锤提升到一定高度后，自由落下，给路基以山西神河高速公路位于山西省西北部，是山西省高速公路网冲击和振动，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层，从而提规划“三纵十一横十一环”第三横的重要组成部分，全长99km。高软弱路基的承载力，降低其沉降量。强夯的过程就是将势能转属温带半干旱大陆性季风气候区，降水少，气温低，昼夜温差大化为动能，随着重锤的下落，势能越来越小，动能越来越大，落地夏季炎热，偶有暴雨，侵蚀强烈，湿陷性黄土在沿线大量分布。本后形成一定声波向四周传播，部分转化的重锤和土体摩擦的热文以K16+900耀K27+700段为例介绍湿陷性黄土路基的处理。能，大部分使土体产生振动，形成震动波，破坏土颗粒间原有的稳定结构，使之发生位移，重新组合，排出空隙内的水和气，减小2湿陷性黄土概述空隙率，达到密实状态。强夯的影响深度根据夯击能可达10m。2.1湿陷性黄土的定义及物理特性强夯法具有施工简便、速度快、效果好、造价低等优点。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4.1.2强夯施工工艺框图同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。我国湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒，占总重量约50耀70豫，粗粉粒和砂粒在黄土结构中起骨架作用，在天然状态下，它们的凝聚结晶遇水时软化，导致土的强度突然下降产生湿陷。黄土的湿陷除遇水软化外，还在于土的欠压密状态，土层得不到充分的压密，便形成了低湿度、高孔隙率的湿陷性黄土。2.2湿陷性黄土路基的湿陷等级图1表14.1.3强夯施工湿陷类型非自重湿陷性自重湿陷性强夯施工采用带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专总湿陷量吟s（cm）计算自重湿陷量吟ZS臆77约吟ZS臆35吟ZS跃35用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架或采5约吟S臆30一级（轻微）二级（中等）-30约吟S臆60二级（中等）二或三级三级（严重）取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。夯锤重不小于10t，单点四级（很严夯击能大于1200kN·m，其底面采用圆形，对粘性土，锤底面积在60约吟S-三级（严重）重）3耀6m2。夯锤中对称设置若干个上下贯通的气孔。注：吟S-黄土路基总湿陷量；吟ZS-计算自重湿陷量。夯击点布置，大多按正方形或梅花形网格排列。其间距可根3湿陷性黄土的工程危害据击坑的形状、孔隙水压力变化情况及构造物基础结构特点确在湿陷性黄土路基施工时，要选择适宜的路基处理方法，避定。实际施工中以设计要求为准。免或消除路基的湿陷所造成的危害。常见的危害有以下几种：强夯法处理“V”型沟如图2。（1）在荷载作用下，路基土抗剪强度不足，使路基土产生局部每一遍内各个夯点的夯击次数，按现场试夯得到的夯击次数或整体破坏。与夯沉量关系曲线确定，并同时满足：（2）在荷载或水作用下，路基产生较大沉降、水平位移、不均（1）最后两击的平均夯沉量不大于50mm。匀沉降等。（2）夯坑周围地面不发生过大的隆起。（3）路基的渗流量或水力比降超过其允许值时，会发生较大（3）不因夯坑过深而使起锤困难。的水量损失，或因潜蚀和管涌使路基失稳而导致路基破坏。夯击遍数一般为2耀3遍，最后再以低能量满夯一遍。必要时4神河高速湿陷性黄土路基施工方法可根据路基土的性质和工程要求适当增加夯击遍数。遍数之间湿陷性黄土路基处理主要是通过消除黄土的湿陷性，提高路基的间歇时间，取决于孔隙水压力的消散，一般不少于7d。地下水的承载力。神河高速公路主要采用强夯法等处理湿陷性黄土路基：位较低和地质条件较好的场地，可以连续夯击。4.1强夯法强夯施工前，先清理、平整场地并查明场地范围内地下构造物和4.1.1强夯法的定义和原理管线的位置及标高，采取必要的措施，防止因强夯施工造成损坏。·126·n2014年8月建材与装饰交通建设厚度较大的湿陷性黄土或填土时，可以获得显著的经济效益。神河高速灰土桩施工方法：灰土桩采用6%灰土，桩身土需分层压实，压实度大于96%，桩间土挤密系数大于0.93。桩孔回填前，对孔底进行夯实，夯击次数不小于8击，并进行填料回填试验，以确定每次合理的填料数量和夯击次数以及夯击能。夯锤最大直径小于30cm。桩位布置采用等三角形布置，桩中心间距为1.3m，桩直径为0.5m。成孔过程中，桩孔垂直度偏差不大于1.5%，桩孔中心点偏差不超过桩中心间距的5%。成孔和回填夯实先外排后里排，同排内间隔1~2孔进行，以免缩孔或塌孔，并及时回填。图2强夯法处理“V”型沟施工过程中做好下列监测和记录工作：5湿陷性黄土压实度控制（1）开夯前检查锤重和落距，以保证单击夯击能量符合设计施工中我们采用二级（中等）湿陷性黄土填筑路基，94区和要求。96区采用非自重湿陷性黄土。通过试验室测定最佳含水量为（2）每遍夯击前对夯点放样进行复核。13.3%，松铺厚度为30cm。通过QC小组两次PDCA循环得出碾（3）检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。压方法和含水量的控制是影响湿陷性黄土压实度的两大重要因在夯击的过程中要注意起吊高度和落锤的平衡，夯完一遍过素。施工中填料含水量在最佳含水量+1耀+2%范围内，22T压路机后要有土方设备整平碾压，整平前要先洒水，避免表层松散，达稳压一遍，振动碾压2遍压实度可达到93区，振动碾压3遍压不到压实要求。实度可达到94、96区。4.1.4神河高速强夯施工方法6“V”型沟施工填高>15m的路基对原地面进行强夯，单点夯击能为在黄土地区由于季节性流水侵蚀，地貌常见沟深壁陡的“V”1500kN·m，最后两击平均夯沉量不大于5cm，并且单点夯击次数型沟，本文路段范围内共有V字型沟6道，填高均大于15m，最第一遍不小于4击，第二遍不小于5击，第三遍采用夯击能为大填高达27m。施工前先检测基底承载力，然后对基底进行强夯600kN·m满夯夯平，夯点搭接1/4D，满夯与第2遍之间的时间间处理，单点夯击能为1500kN·m，按设计要求换填二八灰土隔不小于5d。对于“V”字型深沟填方段，每填高1m时，在距沟壁50cm+石渣100cm，同时每填高1m时，在距沟壁3m范围内采用3m范围内采用重锤满面夯实，单点夯击能300kN·m。重锤满面夯实，单点夯击能为300kN·m，并对路床顶面以下0.8耀本文路段在强夯施工中，夯锤重150kN，单点夯数为8锤。原20m范围内加铺5层土工格栅，对涵洞顶上每2m增加一层地面整平碾压后压实度一般为80耀87%，经过强夯后整平碾压可50cm厚的三七灰土。达到92耀97%。原地面强夯后沉降量一般为15耀23cm。在V型沟施工中还有几点需要注意：淤V型沟基底换填时4.2换填法土方量较大，要先考虑好施工便道的路线；于V型沟内壁多为堆挖方路段和距离村庄较近的施工路段，宜采用换填法处理湿积土，非常松散，在基底强夯前要先卸载，避免强夯时坍塌；盂要陷性黄土。换填法是将基础底面以下不太深的一定范围内、性能在沟壁两侧开挖1：1的台阶，特别是对半填半挖的沟内侧，必须稳定、的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高具有抗侵蚀做好台阶，避免工后不均匀沉降和失稳滑坡；榆要做好V型沟内性的砂、石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时碾压的排水，避免雨水淤积浸泡路基，导致边坡失稳和路基大面积下密实，成为良好的人工路基。提高了持力层的强度的同时可以减陷、坍塌；虞要在施工前调查好沿线的陷穴，对浅层陷穴可采用少路基的沉降量，砂垫层还可提高排水固结速度，防止季节性冻开挖回填的方式处理。对深层的可采用灌浆（水泥碎石掺粉煤土的冻胀，消除湿陷性土层的湿陷性。灰）处理。神河高速换填施工方法：填方路床顶面填筑30cm6%灰土；7结束语挖方路段超挖80cm，冲击碾压后回填50cm素土，换填30cm6%总之，湿陷性黄土路基施工，要先判断好路基的湿陷等级和灰土；低填路段对原地面超挖80cm，回填50cm素土，换填30cm湿陷类型，同时因地制宜选取合适的施工方法，防水、提高承载6%灰土；域级非自重湿陷性黄土离村庄较近路段采用原地面换力、挤密压实，或单一或综合进行湿陷性治理。在确定措施后要填80cm6%灰土，远离村庄路段采用600kN·m重夯处理。严格执行，避免路基病害产生，确保施工质量。4.3灰土桩法灰土桩的施工方法是利用打入钢套管（或振动沉管）在路基中参考文献成孔、通过挤压作用，使路基上得到加密，然后在孔内分层填入素[1]《公路工程技术标准》（JPGB01-2003）.交通出版社，2003.土（或灰土、粉煤灰加石灰）后夯实而成灰土桩，实现加固路基的目[2]《湿陷性黄土地区建筑规范》（GBJ25-90）.建筑出版社，2004.的，其特点是对土的侧向深层挤密加固。灰土桩属于人工复合路基，其上部荷载由桩体和桩间挤密土共同承担，处理深度宜为5耀收稿日期：2014-5-1415m。土桩或灰土桩法施工不需要大挖大填，具有原位处理、施工作者简介：顾大勇（1981-），男，中级工程师，工程硕士，主要从事简便、使用灵活、以土治土、节约资金、缩短工期等特点，用于处理路桥施工工作。·127·