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市政道路湿陷性黄土路基处理的设计
摘要:在我们国家的一些北方地区,比如我国黄土高原的西部城市,这里就已经开始存在了一种湿陷性地质黄土的土体地质,这种不同类型的湿陷性地质黄土的土体地质也是非常的复杂,当城市道路上的黄土碰遇一定的自然环境压力,它的一些土体路基结构就很有可能会迅速受到破坏或者迅速瓦解从而就会发生一种土壤下沉的一种情况,称之为湿式地陷,这样就可能会给我们的经济社会政治经济发展产生非常大的经济冲击和不良影响。所以本篇研究文章中主要就是介绍了关于研究这种湿陷性地质黄土的土体路基结构设计和污水处理的具体措施。
关键词:市政道路;湿陷性;路基处理
前言
由于土壤中的湿陷黄土本身具有密度低、天然土壤含水量不高、孔隙比较大、压缩性也比较大等显著优势,其土壤结构受到自重力以及外部荷载力的作用下极易发生受到雨水浸湿后发生的湿陷或者变形。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。
1湿陷性黄土的概述
湿陷型的黄土地主要下陷是一种指由于特殊黄土壤土质受到连续大雨雨水侵袭后,构造很容易出现发生重大改变,从而容易产生湿润下陷或者发生变形的特殊沙壤土质,和非湿润下陷型的黄土壤土质相比,其中的下陷差异主要就是由于黄土壤土质受到连续大雨雨水侵袭后的特殊土壤土质下陷量的数目,使用δs来显示表明。但是当出现δs≥0.015的情况时候,意味着我们的夏季黄土占地面积很容易因为受到夏季雨水的直接侵袭而突然发生了一种形状的巨大变化,它就是一种属于潮湿陷落的酸性黄土。
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[1]。
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[2]。
3.2挤密桩法
挤密桩法是目前世界上处理该技术问题最成熟的一种方法,同时也是最基础的方法。该种方法特别适用于处理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。挤密桩法实际应用中的主要原理就是先在施工时的地基上再夯一个空心桩,将混凝土或者是灰土均匀的填入桩内,这样可以有效提高桩体整体的承载力。在将黄土全部打入桩体时,会将四周的黄土全部排挤出去,这样就能够增加四周黄土的黏性,利于改善和提高对路基总体的抗震强度。除此之外,打入桩体时还会对侧面的土质和颗粒造成一定的压实,直接减少了黄土之间的颗粒间隙,可以有效地消除了自身的湿陷性,提高自身的承载能力,缩减了压缩性,可以有效避免因为外界条件等因素引起坍塌事件,降低对于路面的影响。挤密桩法主要是适合于含灰量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]。
3.3换填土加固法
换填土加固法在土中的应用十分广泛,主要适用于淤泥、淤泥质土、暗沟、杂填土地基等,换填土加固法在土中的应用主要是根据土中附加应力的变化和分布规则,即使垫层的荷载应力随上部荷载应力增加而减少,软弱层的荷载应力随着软弱地基所承担压力的增加而减少,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。在对湿陷性黄土地基实际施工时,软弱土层如果土壤厚度相对较少,其所承受的抗形变性能以及荷载力则是无法完全得到满足,施工人员在对黄土地基进行施工的过程中需要挖除掉所有软弱土壤的部分,当情况相对特殊时,可以将其挖除或者清洗掉所有软弱土壤并在土中注入一些轻度比较大且不带任何腐蚀性的物质,并注意要选择采取分层回填换算法。为了保证软弱地基的承受力,使浅部地层具备较高的支撑力和强度,需要对其进行多次反复的夯实和修补。这样还可以起到抗变形、提高自身稳定性的作用。施工人员可选择通过机械碾压、平板振动、再次重锤进行夯实3种方式对地基进行分层夯实处理,使得回填混凝土在分层的情况下同时对地基的表层土进行加固。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。与采用冲击法和碾压法的施工方法相比,强夯土方法的施工效率相对较低,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。
4结语
综上所述,,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。
参考文献
[1] 郑翔友.湿陷性黄土路基处理措施[J].交通世界,2019(26):39-40.
[2]杜月林.谈湿陷性黄土路基病害及处理策略研究[J].山西建筑,2019,45(09):132-134.
[3]王玉娜,陈敏,李清杰.浅谈湿陷性黄土路基设计与处理措施[J].城市道桥与防洪,2015(04):26-28+8.
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