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浅谈高速公路特殊地基处理技术

2018-07-10饶福云

智富时代 2018年4期
关键词:湿陷性黄土软土地基高速公路

饶福云

【摘 要】特殊路基处理是按照路基不同的性质和特点,对其进行有针对性的处理工艺,使得该公路路基更加适应其自身的承重负荷。特殊路基的种类有软土路基、滑坡地段路基、岩坍与岩堆地段路基、泥石流地区路基、岩溶地区路基、多年冻土地区路基、黄土地区路基、膨胀土地区路基、盐渍土地区路基、沙漠地区路基、雪害地段路基及涎流冰地段路基。本文主要对常见的软土地区路基、膨胀土地区路基以及湿陷性黄土地区路基的处理及其有关的工程作业进行探讨分析,为高速公路在投入使用后健康运作提供重要保障。

【关键词】高速公路;特殊地基;软土地基;湿陷性黄土

随着高速公路建设规模的不断扩大,难度也不断提高,常常在施工中会遇到各种特殊地基,软土地基、湿陷性黄土地基以及膨胀土地基的危害也越来越被广大公路建设部门所重视,因此,为了满足公路建设需要,各部门共同研究,协力奋战,经过几年努力,引进并发展了很多特殊地基处理技术,积累的一定的施工经验。下面将结合笔者公路施工经验,对高速公路建设中几种常见的特殊地基处理方法进行探讨分析。

一、高速公路建设中常见的特殊地基

特殊地基由于环境的因素,导致地质问题有很多种。以下简单介绍几种常见的不良地基,如膨胀土地基、黄土地基以及软土地基等。

(一)膨胀土地基

膨胀土是一种吸水膨胀、失水收缩开裂的特种粘性土;其矿物质成分以强亲水性的矿石为主;在自然条件下,多成硬塑或坚硬状态,并具有反复胀缩的特性。主要特征有胀缩性、裂隙性和超固结性。

(二)湿陷性黄土地基

湿陷性黄土的特性主要表现在它的湿陷性、欠压密性和结构性,是一种特殊性土,黄土的核心特征表现为湿陷性,具体表现为,其在上覆土层的自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力的共同作用下,土体受到水的浸入后,土的结构会迅速破坏并产生明显附加下沉。

(三)软土地基

软土是滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。其主要特征是灰色的细粒土、天然含水量不小于液限、天然孔隙比不小于1.0。

二、特殊地基处理方法分析

(一)软土地基处理

(1)深层软土

所谓深层软土就是这些在一些地质比较深的地方出现的软土,这些软土的厚度都会比较大,在处理的时候比较麻烦,不能完全的清除,更不能要求对它进行及时的填埋,这些软土一般都是在山间河谷的附近,因此在这种地方铺设路面的时候,要注意这个问题,可以采用加入水泥砂的方法,增加它的完整性不会那么容易松软,对于这种特殊路段,就可以采用一些特殊方法。

(2)浅层软土

浅层软土一般在地表下3m左右,如果在某些部位出现凹陷那么就可以会达到5m,在这种路段做地基处理的时候要注意用填充材料,才能保证不出现软土坍塌滑动的现象,可以将一些风化了的石头块填埋到软土中充当填充材料,这样就可以保证土层的稳固性,除了稳固性的考虑,还要注意对地下水的排放,不能让过多的地下水储蓄在路基的下面,这样会导致地基的不稳定,可能出现坍塌,因此要对排水做好处理,不能留下隐患,不同的地段,含有水的量也不确定,因此要注意用不同的方法处理,有些地段可能比较低,例如鱼塘附近,那么土地就可能被水覆盖浸泡,这个时候通过提高地基的方法,如果水比较多难处理,那么就需要用其他的方法处理。

(二)湿陷性黄土地基处理

(1)强夯法处理技术

强夯法是处理湿陷性黄土地区高速公路路基最常用的方法,处理深度约为3m到12m之间。强夯的每次夯击的次数按最后两击的沉降量不小于5cm进行控制;从0-30cm处的压实度大于等于95%。30-80cm压实度大于等于94%。80到120cm处压实度大于等于90%。在设计要求消除湿陷性的深度,土的湿陷性系数小于0.015;设计干密度平均值不小于1.58g/cm,最小值不小于1.50g/cm。

(2)冲击碾压法处理技术

冲击碾压法处理湿陷性黄土地基时,其有效处理深度在0.8m到1m之间。适应于处理浅层的湿陷性黄土。冲击碾压法的控制要点主要就是在冲击碾压前,检测路基土的含水量和压实度,进行冲击碾压试验,从而确定冲击压路机的型号;冲击压路机的碾压速度在12km每小时到15km每小时。从路基中部向两侧冲击碾压;冲击碾压不少于二十遍。

(3)挤密法处理技术

挤密法适用于处理地下水位以上的非饱和湿陷性黄土地基,处理深度在5m到15m之间,按其工艺可分为成孔挤密法和夯实挤密法两类,按其路基填料的不同可分为两类,分别是土挤密桩和灰土挤密桩。挤密法施工时,将成孔沉管打入黄土层,沉管周围的地基土受水平挤压作用,使得地基土的空隙率减小,干密实度增大,湿陷性得以消除;再将素填土、灰土或是水泥土按一定的比例混合并夯实,形成挤密桩复合地基,这不但提高了地基的承载力,而且有利于工后沉降的控制。挤密法的控制要点主要就是在施工前,在现场选择土性基本相同的地段进行试验,实验结果应满足设计要求;挤密桩平面布置一般采用正三角形布置;工后沉降量满足小于十五毫m的设计要求,差异沉降率在百分之零点五到百分之零点六之间。

(三)膨胀土路基处理

目前膨胀土地基的处理主要有以下几个方面的处理:填方路基,膨胀土填料处理及路堤边坡防护;挖方路基,路床稳定和路堑边坡防护;排水措施。

(1)土料稳定与压实

强膨胀土不应作为路基填料,若不得已,应尽量选择膨胀潜势较弱的土料,并加以改良。改良的方法有摻石灰、水泥、砂砾石等,常用的方法是掺石灰,掺灰比一般为6%~8%。膨胀土作为路基填料压实时,应采用高含水量和较高密实度的原则,碾压并以轻型击实标准进行压实度控制。

(2)边坡防护

路堤边坡,可采用改性土质处理或非膨胀土外包封闭;对路堑边坡应进行全封闭防护,可采用浆砌片石、浆砌混凝土预制块护坡或浆砌挡土墙。

(3)排水措施

①所有路基均应设置定点的排水措施,并形成排水网系,使地表水及地下水能够畅通排泄,防止人浸路基;②路肩、中央分隔带应设置与路面相同的不透水基层;③边沟应加宽加深,并采取防渗措施,路堑边坡外侧须设平台以保护坡脚免受浸湿,同时防止坡面剥落物堆积堵塞边沟;④路堑顶部应设截水沟,防止水流冲蚀坡面与渗人坡体,截水沟的位置应视上部坡面汇水情况而定,一般应距堑缘1.0-1.5m以外;⑤台阶式高边坡,应在每一级平台内侧设排水沟;⑥边沟、截水沟、排水沟、平台应全封闭,严防渗漏和冲刷。

三、结语

在高速公路的建设和发展中,常常存在各种特殊地基处理不当等问题,可能会引发很多病害。那么,如何采取切实可行的特殊地基处理方法,保障公路施工质量,保障高速公路的运营安全,应该得到高度重视和切实解决。高速公路特殊地基处理应分别对待,并采取经济合理、安全高效的方法进行,本文针对常见的三种特殊路基处理进行研究,希望对类似的特殊路基处理具有一定的借鉴作用。

【参考文献】

[1]宋万里.对新形势下公路施工中特殊路基处理措施探讨[J].交通建设与管理,2013,06:94-95.

[2]吉敏,孙孝臣,强海涛.路基施工技术分析及特殊路基处理[J].四川水泥,2015,04:88.

[3]吕奕霖.特殊路基常见施工处理技术方法的研究[J].江西建材,2015,01:154.

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