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濕陷性黃土路基施工作業(yè)論文
摘要：以臨午改建工程為例，對(duì)濕陷性黃土路基的施工措施工程應(yīng)用進(jìn)行介紹。
關(guān)鍵詞：濕陷性黃土；路基；處理；施工
濕陷性黃土是一種在干燥情況下，具有較高強(qiáng)度和較低壓縮性，遇水后在一定外力作用或在自重作用下強(qiáng)度驟降的一種特殊巖土。它廣泛分布于我國(guó)甘肅、寧夏、陜西和山西等黃土高原地區(qū)。其中以03馬蘭組黃土最具有代表性。濕陷性黃土對(duì)公路工程的工程危害主要表現(xiàn)為遇水后的不均勻沉降，引起公路路面大面積開(kāi)裂、下陷，從而引起其他次生公路病害，進(jìn)一步加劇黃土地基的濕陷性，引起惡性循環(huán)。所以公路工程中的濕陷性黃土路基的施工質(zhì)量直接影響整個(gè)公路的施工質(zhì)量以及后期運(yùn)營(yíng)期養(yǎng)護(hù)工程。
省道臨午線位于山西省臨汾市西北地區(qū)，公路等級(jí)為23m寬的四車道一級(jí)公路，設(shè)計(jì)行車速度為60km／h。設(shè)計(jì)荷載100kN.m。沿線經(jīng)過(guò)汾河階地、昕水河階地和山前臺(tái)地。在河流階地以及山前臺(tái)地地表覆蓋有厚度達(dá)5m～9m厚濕陷性黃土，濕陷等級(jí)為Ⅱ級(jí)自重濕陷。因此，濕陷性黃土地區(qū)路基的施工措施恰當(dāng)與否對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的工程質(zhì)量至關(guān)重要。
省道臨午線K15+900～K17+100段為山前臺(tái)地，地表覆蓋9m厚Ⅱ級(jí)自重濕陷性黃土，地表沖溝、陷穴發(fā)育。設(shè)計(jì)中對(duì)填方路段原地面清表后采用1000 kN.m夯擊能強(qiáng)夯處理消除濕陷性，對(duì)于挖方路段挖至距離路床后采用1000kN.m夯擊能強(qiáng)夯處理消除濕陷性并設(shè)置30cm后灰土封層。對(duì)于高擋土墻及橋臺(tái)地段則采用灰土擠密樁消除整個(gè)濕陷性土層的濕陷性。施工過(guò)程中根據(jù)規(guī)范要求、設(shè)計(jì)圖紙及當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，對(duì)不同段落分別采取了措施。具體如下：
1 填方路段
黃土路段施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格做好防排水，避免施工場(chǎng)地排水不暢或浸水。對(duì)各個(gè)處置措施的施工工藝均應(yīng)設(shè)置試驗(yàn)段，以確定各施工參數(shù)。
1.1 填方路基基底處理
在路基填筑前，應(yīng)對(duì)原地面進(jìn)行處置，處置寬度應(yīng)大于路基坡腳外1／2濕陷性黃土層厚，并不小于2m。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，路基基底采用1000kN.m強(qiáng)夯處理，對(duì)于重要建筑物附近，且建筑物具有一定抗震能力的，路基基底清表后采用沖擊碾碾壓40遍。橋臺(tái)及高擋墻段落則需消除整個(gè)濕陷性土層的濕陷性。對(duì)距離抗震能力差的民房較近的段落，采用50cm的5％灰土墊層(外摻、重量比)。
選用強(qiáng)夯處理時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)夯地基的黃土飽和度不應(yīng)大于80％；強(qiáng)夯位置距離居民區(qū)不小于150m；橫路基向強(qiáng)夯范圍至征地邊界；對(duì)于黃土飽和度大于80％或距離居民區(qū)小于150m的路段，按設(shè)計(jì)文件中要求考慮使用灰土樁處理或換填50cm后5％灰土處理。一般路基強(qiáng)夯范圍為用地界，夯點(diǎn)間距4m，正三角形布置，間隔挑夯，單擊夯能視地基濕陷性類型，濕陷等級(jí)以及濕陷性黃土厚度綜合確定，單擊最后兩擊夯沉量不大于5mm。點(diǎn)夯以后將地面平整，以1000 kN.m夯擊能滿夯，夯印彼此搭接，滿夯兩遍，每次滿夯后都應(yīng)將地面重新平整。點(diǎn)夯次數(shù)、沉降量由試驗(yàn)段施工確定。施工時(shí)滿夯結(jié)束平整后，以每100m2不少于1點(diǎn)的頻率檢驗(yàn)沉降值。
當(dāng)采用灰土樁時(shí)，樁徑應(yīng)采用40cm，三角形布置，路基基底處理樁心距為1.5m，橋臺(tái)及臺(tái)后灰土樁樁心距根據(jù)承載力要求采用1.0m～1.3m，樁體灰與土體積配合比2：8，壓實(shí)度不小于97％，樁間土平均壓實(shí)度不小于93％。樁孔深度視填土高度，地基濕陷類型、濕陷等級(jí)以及濕陷性黃土厚度綜合確定，地基處理寬度為護(hù)坡道外緣。施工過(guò)程中，工藝控制、數(shù)據(jù)指標(biāo)均應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)段施工來(lái)確定。施工結(jié)束后，由施工單位和監(jiān)理進(jìn)行數(shù)點(diǎn)不小于3％的點(diǎn)挖驗(yàn)檢測(cè)。
對(duì)于設(shè)置構(gòu)造物的路段需原地面處理結(jié)束后，方可進(jìn)行構(gòu)造物基礎(chǔ)的開(kāi)挖施工。
1.2 黃土路基填筑
(1)當(dāng)利用挖方黃土填筑路基時(shí)，CBR不滿足要求時(shí)，摻灰處理。
(2)路床0～30cm部分采用砂礫填筑。
(3)當(dāng)使用黃土作為路基填料時(shí)，路基填筑施工每隔2.0m填高采用500kN.m的夯擊能進(jìn)行強(qiáng)夯補(bǔ)壓。
(4)設(shè)置構(gòu)筑物的沖溝內(nèi)的路基，臺(tái)后換填范圍(不小于6m)的路基不容許采用強(qiáng)夯處理；采用填筑時(shí)構(gòu)筑物頂部4m范圍內(nèi)也不容許采用強(qiáng)夯處理；4m以上采用強(qiáng)夯時(shí)，夯擊能不得大于1000kN.m。
1.3 挖方路段處理
挖方路段挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，進(jìn)行強(qiáng)夯處理，并對(duì)強(qiáng)夯后的沉降采用6％灰土補(bǔ)填，為保證施工車輛對(duì)路基不行車破壞，頂部15cm設(shè)置砂礫。灰土隔水層采用分層路拌法施工。外摻石灰，石灰采用鈣、鎂質(zhì)Ⅲ級(jí)生石灰。
1.4 路基挖方段邊坡
黃土路段挖方邊坡應(yīng)一次性挖成型，避免原狀土擾動(dòng)，嚴(yán)禁超挖后采用同填方式修整邊坡。
黃土路塹的邊坡率為1：0.75或1：1。
黃土段落的具體位置請(qǐng)查閱相應(yīng)的地質(zhì)報(bào)告，如果在施工中發(fā)現(xiàn)地質(zhì)與實(shí)際不符，應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)部分聯(lián)系進(jìn)行調(diào)整。 1.5 邊坡防護(hù)
(1)填方路基邊坡采用適合于當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的植被進(jìn)行綠化防護(hù)，填方路基自第二級(jí)邊坡(1：1.75)以下采用網(wǎng)格骨架防護(hù)。
(2)挖方邊坡的碎落臺(tái)兩泄水槽之間布置綠化帶，綠化帶緣石高出碎落臺(tái)5cm。
(3)邊坡平臺(tái)采用25cm厚漿砌片石防護(hù)，并設(shè)置30×30cm漿砌片石平臺(tái)排水溝。
(4)對(duì)邊坡為2級(jí)及2級(jí)以上的，在土質(zhì)第一級(jí)邊坡范圍內(nèi)設(shè)置空心六角型預(yù)制塊防護(hù)。如果挖方段設(shè)置擋土墻，則只在土質(zhì)范圍內(nèi)設(shè)置六角型預(yù)制塊防護(hù)，并在挖方坡率過(guò)渡段內(nèi)做好擋土墻高度過(guò)渡。
(5)路基挖方段在沖溝處設(shè)置的急流槽，注意將進(jìn)口防護(hù)應(yīng)深入沖溝壁，邊坡急流槽下及兩側(cè)可以根據(jù)需要設(shè)置干砌片石防護(hù)。
(6)黃土路基邊坡防護(hù)在施工過(guò)程中根據(jù)開(kāi)挖情況適當(dāng)布置。
1.6 黃土路基排水
(1)路基排水系統(tǒng)由邊溝、截水溝、泄水槽、急流槽、滲(盲)溝及橋涵結(jié)構(gòu)物等組成，排水系統(tǒng)均采用漿砌片石或混凝土預(yù)制材料，排水溝構(gòu)造物底部設(shè)置15cm厚度的2：8灰土(體積比)，邊溝的灰土墊層下鋪設(shè)涂瀝青的土工布，以防滲水。
(2)路塹邊溝底部設(shè)縱向碎石滲溝(深度60cm、寬度同邊溝底寬度)。
(3)路基排水系統(tǒng)與自然地表排水系統(tǒng)必須通暢連接；邊溝必須設(shè)置到?jīng)_溝底部排水溝內(nèi)，禁止邊溝于橋頭或沖溝坡頂截止；挖方段要保證截水溝、平臺(tái)流水槽、邊坡急流槽的設(shè)置數(shù)量、長(zhǎng)度及邊溝的順暢連接，保證順利排水。
1.7 黃土路段跨越?jīng)_溝處理
(1)沖溝壁比較陡的情況下，沖溝底部視黃土濕陷程度及黃土層厚度，采用強(qiáng)夯或灰土樁等方法處理；沖溝壁按照每級(jí)不小于2m寬平臺(tái)開(kāi)挖成臺(tái)階狀(臺(tái)階平均坡度不大于1：1)后分層填筑路基；每級(jí)臺(tái)階填筑完成后采用1000kN.m的夯擊能進(jìn)行強(qiáng)夯補(bǔ)壓。
(2)對(duì)于沖溝內(nèi)設(shè)置構(gòu)造物時(shí)，在臺(tái)后換填范圍(且不小于6m)的路基不允許采用強(qiáng)夯處理。采用黃土填筑時(shí)構(gòu)造物頂部4m厚度范圍內(nèi)不允許強(qiáng)夯，4m以上采用強(qiáng)夯時(shí)，夯擊能不大于1000kN.m，但橋臺(tái)臺(tái)后路基應(yīng)滿足相應(yīng)的壓實(shí)度要求。
(3)淘壁處理。沖淘處的路基填筑從溝底向上分層施工，并采取一邊填筑一邊將溝壁挖成臺(tái)階，始之咬合；每級(jí)臺(tái)階寬度不小于2m(臺(tái)階平均坡度不大于1：1，反坡4％)；每級(jí)臺(tái)階填筑完成后采用1000kN.m的夯擊能進(jìn)行強(qiáng)夯補(bǔ)壓。
(4)沖溝防護(hù)：
①?zèng)_溝底寬≥20m的沖溝，上下游從涵洞八字墻末端一占地界采用35cm的將砌片石進(jìn)行溝底鋪砌，鋪且末端設(shè)隔水墻，墻寬50cm，深度150cm。
�、跊_溝底寬<20m的沖溝，整個(gè)沖溝底進(jìn)行鋪砌，鋪砌長(zhǎng)度上游從涵洞八字墻末端－占地界外15m，下游從涵洞八字墻末端－占地界外10m，鋪砌末端均設(shè)隔水墻；兩側(cè)的沖溝壁根部設(shè)攔土墻，攔土墻頂寬50cm，攔土墻高度200cm，沖溝壁側(cè)墻面直立，沖溝側(cè)墻面坡度1：0.3，攔土墻沖溝壁的轉(zhuǎn)折而轉(zhuǎn)折修建。
�、蹧_溝內(nèi)的邊坡、護(hù)坡道全部采用將砌片石進(jìn)行防護(hù)，沖溝溝頂外3m～5m長(zhǎng)度的邊溝及護(hù)坡道也同樣進(jìn)行工程防護(hù)。
�、軟_溝內(nèi)的路堤迎水面邊坡采用35cm漿砌片石－護(hù)坡進(jìn)行防護(hù)，防護(hù)高度為設(shè)計(jì)水位+50cm且不低于涵洞頂面高程，護(hù)坡的坡腳處設(shè)漿砌片石矩形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂寬60cm，深度80cm。
(5)沖溝排水：
①路堤沖溝排水：邊溝水流人沖溝時(shí)設(shè)急流槽，并在急流槽底部設(shè)置消力井，尚有急流槽接人消力井，在接入路基邊溝，路堤邊溝深至涵洞口處；下游急留槽接入消力井。
�、谕诜�?jīng)_溝排水：當(dāng)沖溝坡度大于10％時(shí)，將占地界外5m的上游沖溝底面整修成10％的縱坡且成水簸箕行，然后采用35cm厚度的漿砌片石進(jìn)行溝底鋪砌，鋪砌后，再設(shè)一道隔水墻，其后采用拋石填筑；當(dāng)沖溝坡度不大于10％時(shí)，將占地界外5m的上游沖溝按原坡度進(jìn)行整修，再用35cm厚度的漿砌片石進(jìn)行溝底鋪砌。
�、墼谡嫉亟缣幵O(shè)攔水墻，攔水墻頂面厚度50cm，高出地面60cm，深入地面80cm，攔水墻長(zhǎng)度為沖溝的寬度；占地界外5m處設(shè)攔水墻，攔水墻頂面厚度50cm，高出地面30cm，深入地面120cm，攔水墻長(zhǎng)度為沖溝的底寬。攔水墻中心處設(shè)急流槽，將水引入路塹邊溝，攔水墻采用M7.5漿砌片石。
④鋪砌和急流槽的基地墊層：非黃土段采用砂礫10cm，黃土段采用2：8灰土1.5cm。
(6)溝填平處理：
�、俨辉O(shè)構(gòu)造物的沖溝，應(yīng)采用棄土或棄渣填平造地方案，頂面覆蓋種植土后，種植沙棘林綠化；棄土或棄渣時(shí)，沖溝的形狀不必整治成規(guī)則狀，并應(yīng)將沖溝上游填滿，棄土或棄渣填土的壓實(shí)度不小于90％；沖溝下游設(shè)攔土墻截棄土，防止水土流失；
②沖溝填平占地的土地類別除溝底部較寬、種植大片旱田外，一般應(yīng)按荒地、荒溝考慮，并列為永久占地；
③非黃土段的沖溝應(yīng)根據(jù)溝壁的情況、溝的寬窄等進(jìn)行設(shè)計(jì)，除基底強(qiáng)夯外，其余均應(yīng)參照?qǐng)?zhí)行。
2 結(jié)束語(yǔ)
濕陷性黃土作為在山西省廣泛存在的一種特殊巖土，對(duì)山西省公路工程的影響較大。采用經(jīng)濟(jì)、合理的技術(shù)措施對(duì)其進(jìn)行處理利用，將為公路建設(shè)意義重大。
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