公路施工过程中黄土湿陷性问题分析

(整期优先)网络出版时间:2014-05-15
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公路施工过程中黄土湿陷性问题分析

姜庆

姜庆JIANGQing(咸宁天立路桥有限公司,咸宁437000)(XianningTianliLuqiaoCompanyLimited,Xianning437000,China)

摘要院通过对民用和工业供述施工过程进行详细的分析与总结,从无数真实的经验中得出我国目前正在执行的《湿陷性黄土地区建筑规范》并不能适用于公路建设的真实需求。考虑到道路施工受地形、线路和面广等客观因素的影响,价值建筑面积投资偏低,所以必须充分了解施工做成汇总黄土湿陷问题,找到更加科学的解决方法。

Abstract:Throughdetailedanalysisandsummaryoftheconstructionprocessofcivilandindustry,thispaperthinksthatthecurrentBuildingNormsinCollapsibleLoessAreainChinaisnotsuitabletotherealneedsofroadconstructionfromthenumerousrealexperiences.Takingintoaccounttheimpactofterrain,line,widesurfaceandotherfactorsontheroadconstruction,thelowvalueoftheconstructionareainvestment,itisnecessarytounderstandtheconstruction,summarizecollapsibleloessproblemandfindamorescientificsolution.关键词院公路施工;黄土湿陷性;问题分析Keywords:roadconstruction;loesscollapsibility;analysisofproblems中图分类号院U419.4文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)15-0132-020

引言黄土属于特殊土种之一,主要因为其在负荷不变的情况下在遇到水后会呈现出一种湿陷性。考虑到建筑行业的需要,人们已经对黄土的力学特征和物理学特性进行了很多研究,并且取得了一定的成果,但是其因浸水所产生的湿陷问题仍然给公路施工等工程造成了很大的困扰。

我国黄土比较集中的典型地域有陕西和甘肃几个省份,选取其中几个工程中的黄土进行室内压缩和渗透试验,加上与现场取土地点渗水试验的结合,为笔者的研究分析工作提供了非常有力的数据支持。

1黄土的湿陷变形与压力尧含水量的关系所谓的黄土湿变形是指在同一个压力条件下,土壤在饱和浸水的部分所发生的变形。其变形量比上土样原来的高度就是黄土的湿陷系数,即Ds[1]。该系统虽然具备应变含义但是其应力是由水的浸入产生的,不同于常规应变。

图1是笔者取样甘肃定西黄土,对其含水量w和湿陷系数Ds、压力P之间的关系进行研究实验得出的结果图。

分析图1可

以清楚得出,土壤最初的含水量越大,饱和浸水后发生的湿陷量越小,反之则越大。另外,湿陷量的大小还直接受到饱和后所承受的负载压力的影响。随着饱和后黄土所承受的P不断增大,其Ds就是出现一个峰值,这个峰值所对应的压力即为峰值湿陷压力。而在我国颁布的《湿性黄土地区建筑规范》中明确规定,黄土的实际湿陷压力为Ds/0.015,如果出现图1中Ds小于0.015的情况,则将其对应的压力P成为终止压力。

2路堤的填方高度与地基湿陷问题黄土上方所承受的压力直接影响其湿陷量的大小。公路施工过程中所遇到的是天然黄土地基,为了达到标准水平高度会出现不同的填土高度,所以其负荷量如果处于湿陷压力与终止压力之间,则可忽略黄土湿陷性问题,反之则必须考虑在内。这里就需要再引入一个新的概念就是自重湿陷性黄土。在同一个水平深度上,达到饱和自重压力后产生的湿陷量超过了界限值就被称之为自重湿陷性黄土,没有超过界限值则成为非自重性黄土。

从理论上而言,我们可以得出明确的黄土湿陷与其所承受压力之间的相互关系,但是实际的公路施工过程是会受到很多客观条件影响的。比较典型的就是,曾有一条高级公路在时隔多年以后,才发现其地基黄土与路堤之间出现的脱离现象,其间隙高达20到50厘米,经过分析得出这种情况的出现就是源于天然黄土自重湿陷的结果。另外一例为某跨沟公路,其属于高填路堤,而恰巧的是其地基首层为黄土。整个公路在正是投入运营后发现,湿陷问题最严重的地方居然是在半填半挖的两边路路段,而不是填土最高部分,这样的结果与我们上面总结出的变形大小受压力大小影响的结论是背道而驰的。

3公路路基工程特点与黄土规范问题我国建设部门在很早以前就发布了一则《湿陷性黄土地区建筑规范》条例,其中明确的规范:满足湿陷系数Ds\0.015时符合湿陷性黄土的条件,而满足Dzs\0.015时为自重湿陷性黄土。另外,其通过对具备黄土地基的大部分公路建设进行研究和分析后总结出了一套关于黄土的湿陷的等级划分标准,并且十分具有权威性。因为公路施工的实际情况大有不同,不可以盲目按照规范中所讲述的方法进行操作,要从工程现场的真实条件入手,找到最正确科学的方法,保证公路的后期运营。

人们将黄土地基因浸水等原因造成的沉陷成湿陷。不同的公路建设对地基的要求不同,自然可允许沉降的程度也各异。民用建筑、工业建筑和公路建设给地基造成的压力不同,自然对其沉降程度的可允许范围也有差别,所以不能一概而论。从公路的用途来看,其地基受到来自上方的垂直压力影响的几率较大,而民用或者工业建筑则会受到用途、面积以及上部构造的影响较多。所以公路工程必须更多的考虑其柔韧性基础的范围,而对于公路建设,其面积偏小,只对地基的柔韧性有较高的要求。所以必须跳出固有的思考模式,根据黄土的湿陷等级,公路建设的实际情况作出专业的技术和经济揉入分析,以此使用黄土湿陷性所带来的各种突发情况。与此同时,有必要为公路建设总结归纳出一套更具有实用性的法律规范条例,供人们参考。

4公路黄土边坡支护与黄土浸水问题观察图2可以得出,黄土在遇到水的浸泡后期自身强度就会降低,并且随着水分进入量的增大它的极限抗剪强度会明显下降。但就现在的经验而谈,黄土湿陷后所带来的危害情况还没有一个具体的标准去衡量。以黄土地基与刚性砌石护坡遇到水后的反应来看,新黄土在遇到水后就会呈现出湿陷性,突然开始收缩,而砌石护坡则完全不会受到水的影响,如此,两者之间就会出现脱离现象。此时,如果在两者之间的空隙中继续渗入水,那么不需要多大的水量就可能会对砌石护坡造成严重的破坏。这种现象的发生非常值得人们注意,所以应当采用土钉或者锚杆的护坡方式与黄土地基相配合,才能尽可能的避免危险情况的发生。

5结论笔者通过对国家颁布的《湿陷性黄土地区建筑规范》进行分析得出,其中的标准并不适合公路施工过程中实际存在的黄土湿陷性问题。既而根据自身的经验,并且结合定西黄土湿陷变形与浸水量、压力的实验得出黄土湿陷性问题的特殊性。并且证明当公路路堤地基,黄土填土高度小于某值或者大于某值时,即可忽略原始黄土的湿陷性。

既而反映出,《湿陷性黄土地区建筑规范》虽然权威但却多来自于民用和工业建筑所总结出的经验,但是对于公路这种面广、地形条件复杂多变并且建筑投资低的工程并不实用。因此建议相关部门总结公路施工过程中黄土湿陷性问题的各种原因,并且尽快的制定出一套科学合理的用于道路工程的黄土湿陷规范,以保证后期工程有章可循。

参考文献院[1]李永义.高速公路施工路段交通组织方案设计与评价研究[D].东南大学,2006.[2]沈捍明.高速公路施工组织设计质量控制研究[D].中南大学,2012.[3]阳桂林.基于知识管理的高等级公路施工现场标准化管理研究[D].中南大学,2012.