陕西秦泰工程勘察设计有限公司 陕西省西安市 710075
摘要:随着国家经济的快速发展和进步,促进城市道路建设的规模不断扩大,经常会因路基问题出现各种各样的病害,湿陷性黄土路基病害就是其中较为常见的一类。发生路基病害事故不仅影响了工程的施工质量,而且严重威胁了人们的生命安全。
关键词:湿陷性黄土;路基病害成因;处理策略
引言
湿陷性黄土是我国的一种特殊土质,但是在我国分布也较为广泛,在公路路基施工方案确定的时候,需要根据现场的实际情况,对湿陷性黄土的处理方法进行分析,建设施工中,需要根据湿陷性黄土的具体特点进行分析研究,探究更为科学合理的施工方法。首先需要对湿陷性黄土的危害进行分析,了解基本的特点,其次,应该结合一些实际的案例以及实际地质情况进行综合分析,研究出适用于湿陷性黄土路基的施工技术和施工工艺,从而确保公路工程的整体施工质量。另外,在湿陷性黄土路基施工中,无论是针对于施工方法的选择,还是施工后的检测都需要保证整体的质量符合相关要求,如果在施工过程中存在相关质量问题,不仅会影响施工的进度,还会对后期的使用产生不良影响,甚至会降低工程的安全性,后期进行修复的成本也较大。因此,选择科学合理的湿陷性黄土路基施工方案,严格有效的实施,才能有效地保证湿陷性黄土路基的整体质量。
1黄土的结构和特征
黄土的主要表现颜色为黄色以及褐黄色,主要组成颗粒为粉粒,约占50%~75%,其次是占比为10%~30%的砂粒。黄土的孔隙比较大,含有较多的碳酸盐,在黄土的砂粒和粗粉粒的表面附着大量的细粉粒和黏粒,这些共同组成了黄土结构的骨架。但在一些较大的砂粒处,只有较少的接触连接点,排列疏松,使得黄土结构具有一定的空隙。根据相关研究结论,黄土的湿陷性与黏粒的含量有很大的关系,当黏粒占比超过30%,黄土的湿陷性基本不会在实际工程项目中表现出来。当水体进入黄土后,黄土会发生膨胀现象,但干燥后,黄土又会出现收缩,这个过程的周而复始会使得土体出现裂缝和剥落的问题。而且由于受到自身重力以及沉积的影响,黄土结构颗粒间的竖向间距会比横向间距小,因此自然状态下的黄土的垂直收缩要比水平收缩大。在外部荷载的作用下,黄土和其他土体一样会出现一些变形现象,如弹性变形、蠕变变形、塑性变形、压密变形等。由于自然状态下的黄土孔隙比较大,因此黄土的弹性变形很小,主要是压密变形。黄土的压密变形可分为湿陷变形和压实变形。在黄土的压密变形中,湿陷变形量大且发展快,这也是黄土地基病害产生的主要原因。黄土的湿陷性不仅由于外界原因如水,还和自身结构相关。当黄土被水浸湿,水会溶解将土颗粒进行胶结的可溶盐,降低了胶结作用,随之减弱了胶结体的抗剪强度。一旦土颗粒之间的剪切力大于胶结力,土体会发生挤密变形,这也就是黄土湿陷性的宏观体现。
2湿陷性黄土地区路基路面常见病害
2.1路基沉降病害
在湿陷性黄土地区,如果路基出现沉降,通常由两种原因引起,分别是外界人为因素与地基自身因素。结合人为因素得知,在路基填筑施工期间,由于碾压设计与施工不符合有关规定标准要求,使得湿陷性黄土地区的路基出现大面积沉降。根据地基因素得知,湿陷性黄土地区的路基受到外界荷载与路基自重影响,出现大面积的沉降。为了避免湿陷性黄土地区路基出现大面积沉降现象,有关人员要结合湿陷性黄土特点,以及工程项目施工特征,科学调整路基高度。
2.2路基边坡损坏病害
湿陷性黄土地区的路基边坡损坏形式主要分为两种,分别是路基边坡剥落与冲刷,因为湿陷性黄土边坡受外界环境因素影响特别大,当外界环境湿度,或者降水量过大时,湿陷性黄土的含水量急剧增加,使得该地区的路基边坡容易出现损坏。在湿陷性黄土地区路基边坡施工环节,施工单位要结合外界环境因素,加强控制力度,并全面分析路基边坡结构特点,有针对性的开展边坡施工,防止湿陷性黄土边坡出现剥落现象。
2.3路面沉降病害
湿陷性黄土地区的路面受到地下水和地表水双重冲蚀作用,湿陷性黄土特别容易出现暗穴与暗沟等现象,使得路面出现大面积沉降与裂缝。湿陷性黄土地区的路面出现沉降与裂缝病害主要原因如下。第一,受当地气候环境影响。湿陷性黄土地区,若降水量过大,湿陷性黄土会吸收大量雨水,在短时间之内,路面雨水快速聚集,对路面产生特别大的压力,增加了雨水在湿陷性黄土当中的渗透速率,使得路面出现沉降病害。受到外界气候环境的影响,湿陷性黄土地区路基路面出现病害的速度加快。
为了减少路面沉降病害的发生,有关单位要积极采用先进的处理工艺。第二,受水腐蚀因素的影响。因为湿陷性黄土的水渗透性较强,动水压力的出现,湿陷性黄土当中的粉粒与粘粒,逐渐被全部冲刷干净,水在湿陷性黄土当中的渗透速率不断加快,由于渗透范围的不断扩大,在水流侵蚀作用下,湿陷性黄土地区的路面出现沉降与裂缝现象。第三,土地结构出现破坏。因为湿陷性黄土的土质过于疏松,容易被水侵蚀,而且其含盐量特别高,一旦出现酸雨,土质结构特别容易出现破坏,使得该地区的土壤更加松散,路面容易出现沉降与裂缝病害。
3处理病害的对策
3.1再次充分夯实
在结构清空之后,需要对损坏部分进行清理,将背面黄土损失部分进行补充,同时进行压实。在工作的过程中可以使用灌浆技术来将结构背面的构造逐步转向为稳定。在对损坏部件进行清理的过程中需要扩大清理范围,保证清理能够达到精确的效果。在填充阀板时,需要注意挖掘平台需要始终保持与原始斜坡的稳定结合。
3.2排水设施的完善
在黄土地区公路边沟设计时,应对沿线地形地质进行充分调查,根据不同的情况选择不同类型的边沟,并考虑各个边坡的坡度、标高的差异性进一步设计边沟的尺寸。与此同时,沿线的涵洞、水土保护等也是影响边沟设计的重要因素。在黄土地区公路后期运营过程中,要对全线边沟进行检查,及时疏通堵塞路段,加固毁坏路段。根据公路沿线的气候,地形地貌等因素科学合理地进行截水沟设计,在设计时应将不同排水方式进行综合考虑,系统规划,保证整个排水系统的畅通。前期调查的准确性和全面性与否决定着后期排水沟设计的合理性以及有效性程度。在特殊路段如冲沟路段的排水沟设计应做好防护措施并加强后期养护。在黄土地区,排水沟的端部也是至关重要的环节,一旦排水沟端部处理不好,极容易形成冲沟,可以通过与其他排水方式如跌水等结合设置降低水能,减少冲刷。
3.3及时检查修补
如果在挡土墙填充的过程中出现了关节脱落、砖石松动等情况,需要采用相应的措施来进行修复与补充。如果在使用的过程中需要将接缝进行关闭,这要求工作人员能够将已经损坏的材料进行更换与补充。对于墙体上出现的裂缝,在实际治理的过程中如果对于挡土墙造成了大面积的破坏或者对于功能的大面积损失,需要及时的组织人手进行返工,保护道路使用安全。对于裂缝,工作人员需要根据实际情况进行加固处理,如果功能没有完全丢失,需要工作人员使用凿子对墙体进行加固,保证墙体的整体支撑性能。
3.4有效处治黄土陷穴
在黄土地区进行施工的过程中,需要重视黄土圈闭处理措施,采用有效地措施能够达到更好的治愈目的与预防水平。例如对于诱捕点的处理,所谓的诱捕点是指伴随着水流的侵蚀与溶解,水在黄土中形成的暗沟与暗洞,对于黄土地基有着较为严重的影响。诱捕点的形成条件是在内部孔洞不断冲刷的过程中形成了间隙,而外部的原因则是使用过程中地表水不断地汇集所造成。诱捕孔对于黄土地基将会造成严重的危害,例如沉降等。在未来需要根据实际位置找出水源、水量、发展方向、路基破坏程度等。同时还需要根据实际发展情况来对路基进行捣固、填砂、灌浆、盲沟排水等措施。
结语
我国湿陷性黄土中土壤颗粒的粒度、孔隙含有量、粘结盐种类及其性能上存在着非常大的差别。所以应该针对不同情况采用相应的施工技术,广大的技术及科研人员还应该继续加强对湿陷性黄土施工的深入研究,期望能提出长久有效的防治方法,为实现强国交通做出自己的贡献。
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