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施工机械&施工技术
Construction Machinery Construction Technology
RMEM
湿陷性黄土地区高速公路地基处理
Subsoil Disposal of Expressway in Damp Loess Area
赵继尧,王鹏,李展望
ZHAO Ji-yao, WANG Peng, LI Zhan-vang
陕西省公路勘察设计院,陕西西安710068
Shaanxi Provincial Highway Survey and Design Institute, Xian 710068 Shaanxi, China
【摘要]以陕甘界至永寿高速公路湿陷性黄土劫察、地基处理为出发点,系统地介绍了自重湿陷性黄土地基处理的
原则、进行路基设计时需要考虑的因素以及湿陷性黄土地基的处理措施等,对在湿陷性黄土地区上修建高速公路具
有指导意义。
Abstract Starting from the survey on damp loess and subsoil disposal of the expressway between the border
of Shaanxi Province and Gansu Province and Yongshou County, the disposal of subsoil in damp loess area was
systematically introduced, including the disposal principle of subsoil on gravity damp loess, factors that should be
considered when designing subgrade and disposal measures, which is instructive for building expressways in
damp loess area.
【关键词】湿陷性黄土;高速公路;勘察;地基处理
I Key words ]damp loess; expressway: survey; subsoil disposal
中图分类号:U416.1
文献标志码:B
文章编号:1000-033X(2011)09-0043-03
0引』言
下沉的湿陷性黄土;自重湿陷性黄士是在上覆土的自重
压力下受水浸湿,发生显著附加下沉的湿陷性黄土。湿陷
西部省际公路通道银川至武汉线陕西境陕甘界至永性黄土地基的湿陷等级划分见表112。
寿段高速公路是交通部规划的国家重点公路,是国家高表1温陷性土地基的温陷等级
速公路主干线福(州)银(川)高速在陕西境的重要路段
非自重湿陷性场地
自重湿陷性场地
湿陷
△s,≤70mm70mm350m
是交通部12条“公路勘察设计典型示范工程”之一。路线
As≤300mm
1(轻微)
(中等)
全长98.5km,按双向四车道标准建设,设计速度为100300mc△s700mn(中等)1(中等)或m(严重)m(严重)
km?h,路基宽度为26m。
△s>700mm
I(中等)Ⅲ(严重)N(很严重)
项目地处陕西中西部,地貌上总体属于黄土高原南:当湿陷量的计算值△>600m自重湿陷量的计算值△>00m时,可判
定为Ⅲ级,其他情况可判定为Ⅱ级
部,地势西北高东南低,湿陷性黄土场地主要分布在长
勘察湿陷性黄土场地的任务是:通过勘探及试验,查
武、永寿塬面路段,湿陷等级高,严重、很严重(Ⅲ、N级)明黄土地层的时代、成因及湿陷土层厚度:测定湿陷系
湿陷性场地13.3km,中等(Ⅱ级)湿陷性场地17.4km。
数、自重湿陷系数和湿陷起始压力随深度的变化等。
1湿陷性黄土的勘寮
2湿陷性黄土路段路线纵断面设计
湿陷性黄土是指在一定压力下受水浸湿,土结构迅
如果仅从黄土湿陷性考虑,湿陷性黄土路段纵断面
速破坏,并产生显著附加下沉的黄土。湿陷性黄土又分为设计以挖除湿陷黄土层为最佳,在不采取工程措施的情
非自重湿陷性黄土和自重湿陷性黄土。非自重湿陷性黄况下就消除了地基湿陷隐患。
土是在上覆土的自重压力下受水浸湿,不发生显著附加
湿陷性黄土路段纵断面设计,应尽量降低路基填土
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高度,减少土方和湿陷地基处治工程,为有效控制施工质3.3.2垫层法
量创造条件,保证路基稳定。对于Ⅱ级以上湿陷黄士地基
垫层法包括素土垫层和灰土垫层,一般用于消除基底
路段,纵断面设计宜按以下原则设计。
以下1-3m湿陷性黄土的湿陷。当仅消除湿陷性时,采用素
填方路段路基填士高度将湿陷起始压力作为控制指土垫层进行处理;当同时提高垫层的承载力及増强水稳性
标,即路基填土的自重压力宜小于湿陷黄土的起始压力,时,可采用灰土垫层进行处理。实际工程表明,当压实土的
这样对于非自重湿陷性黄土路段,就可以不用湿陷处理干密度不小于1.50g-cm3(相当于重型压实度77%-80%)
的工程措施。结合陕甘界至永寿湿陷性黄土的勘察、试验时,土层的湿陷性消除。垫层法在湿陷性黄土地区地基处
结果,该地区湿陷性黄土的湿陷起始压カ一般大于40理中较常使用,一般用于处理较薄湿陷土层或只消除地基
kPa(不含地表以下0-1m土层)。因此,对于Ⅱ级以上湿陷以下部分黄土层的湿陷性,既可以消除黄土的湿陷,又可
黄土地基路段,路基平均填土高度以不超过2m为宜
以增强地基的水稳性能。由于强夯施工对50-100m范围的
建筑物有一定的破坏作用,因此,在距离建筑物较近的路
3湿陷性黄士地基的处洽措施
段,可多设置灰土垫层或采用其他措施处理地基湿陷性。
3.3.3挤密法
3.1湿陷性黄土湿陷变形的条件
在湿陷性黄土地区,挤密法也是较常用的地基处理
湿陷性黄土多为新黄土,具有大空隙、高空隙比的结方法,多采用灰土桩挤密,处理土层厚度可达5-15m。通
构特性,在一定压力和浸水的作用下,黄土结构破坏,发常采用30~40cm桩径,桩距(桩心距)根据挤密系数计算
生突变的铅直变形,即湿陷变形。因此水和一定的压力是确定,一般多为3倍桩径,坑内填料采用灰士(或素土)。其
黄土产生湿陷变形的必备条件,缺一不可。
原理为通过增加黄土土体的密实度(降低黄土的空隙
3.2湿陷性黄土的处治方法
比),消除黄土的湿陷性并提高地基的承载力。黄土的空
(1)路基防、排水工程。设置完善的路基防、排水系隙比一般为0.69-1.13,试验表明,当黄土的空隙比小于
统,如路基两侧设置边沟、排水沟、隔水墙,回填路基围0.8时,湿陷性趋于消失。由于挤密桩成本较高,灰土挤密
附近的坑穴等,大大降低地基被水浸湿的可能性。
桩多用于高填方、构造物台背路基地基处理。
(2)地基预浸水处理。路基施工前,通过对地基的预3.3.4预浸水法
浸水处理,使湿陷性黄土地基提前完成湿陷变形。
采用预浸水法处理湿陷性黄土地基,可消除地表以
(3)降低路基的填土高度。通过降低路基填土高度,下6m全部土层的湿陷。该方法工程造价较低,但需要
使路基填士产生的附加应力小于湿陷黄土的起始压力,定的浸水和停水时间(一般为一年时间),路基施工工期
可避免非自重湿陷黄土地基的湿陷变形,亦可减少自重