濕陷性黃土是一種非飽和的欠壓密土,具有大孔隙和垂直節(jié)理,在天然濕度下,其壓縮性低,強(qiáng)度較高。但遇水浸濕時,在土的自重壓力或土的附加壓力與自重共同作用下,土的強(qiáng)度顯著降低,易引起濕陷變形。這種下沉量大、下沉速度快又不均勻的變形,具有突變性和不可逆性,會造成工程嚴(yán)重變形甚至損壞。
本文以國道218線公路施工中遇到的問題為研究對象,優(yōu)化濕陷性黃土地基處理方式,保證處理方案的可實(shí)施性。
本項(xiàng)目為國道218線公路工程,位于新疆伊犁河谷,氣候相對濕潤,降雨量較多,在此區(qū)域內(nèi)的濕陷性黃土易引起路基沉降,導(dǎo)致路基路面產(chǎn)生病害。區(qū)域內(nèi)以草場、農(nóng)田為主。路線布設(shè)在新源縣北部阿烏拉勒山北坡,呈黃土丘陵地貌。
項(xiàng)目區(qū)濕陷性黃土分布廣泛,基本呈連續(xù)分布,濕陷等級為Ⅰ級、Ⅱ級和Ⅲ級,黃土層厚度一般為6m~10m;設(shè)計(jì)中對于Ⅱ級和Ⅲ級自重濕陷性黃土段落采用清表后強(qiáng)夯處理,并加強(qiáng)了路基路面排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)及防滲處理。在設(shè)計(jì)中考慮到強(qiáng)夯施工對沿線居民房屋的影響,對路線兩側(cè)50m范圍內(nèi)的房屋進(jìn)行征拆,并計(jì)入拆遷建筑物數(shù)量表中。
強(qiáng)夯施工進(jìn)行到沿線房屋集中段落時,沿線50m~200m范圍內(nèi)居住的牧民以房屋受到震動、墻體開裂為由,阻撓強(qiáng)夯施工。在K215+660~K215+750強(qiáng)夯處理段路側(cè)分別先后開挖兩道5m深的減震溝后,進(jìn)行了強(qiáng)夯施工,以驗(yàn)證強(qiáng)夯對沿線牧民房屋的影響程度。由于沿線牧民房屋多為土坯房和簡易磚混結(jié)構(gòu)房屋,墻體本身抗震能力較差,距離夯點(diǎn)180多米處房屋仍有震感,導(dǎo)致強(qiáng)夯施工受阻,嚴(yán)重影響施工工期。
根據(jù)施工現(xiàn)場遇到的情況,針對以上強(qiáng)夯施工受阻路段提出了五個處理方案。
方案一:對所有強(qiáng)夯受阻路段,路線兩側(cè)各50m~200m范圍內(nèi)所有居民(245戶)進(jìn)行臨時安置,強(qiáng)夯施工前對他們的住房拍照留證,待強(qiáng)夯施工結(jié)束后對房屋進(jìn)行查驗(yàn),根據(jù)房屋開裂等具體受損情況進(jìn)行修復(fù)加固、拆遷等處理措施。
方案二和方案三:首先對所有強(qiáng)夯受阻路段,根據(jù)路基填挖情況,從原地表挖除2m范圍內(nèi)濕陷性黃土,然后進(jìn)行沖擊碾壓處理,達(dá)到要求后,利用開挖黃土分層碾壓回填,然后針對回填措施采取不同處理方式。方案二為路床頂部0.5m范圍內(nèi)回填土摻配6%水泥加固處理;挖方路基路床頂部除上部0.5m范圍內(nèi)回填土摻配6%水泥進(jìn)行加固處理外,自路床頂部1.0m范圍內(nèi)采用換填礫類土處理方案。方案三為黃土回填至1.4m處鋪設(shè)復(fù)合土工布,然后再分層碾壓回填至原地表;挖方路基回填至1.0m處鋪設(shè)復(fù)合土工布后,路床頂部1.0m范圍內(nèi)換填礫類土處理方案。
方案四和方案五:采取對其中K216+000~K220+700段(90戶)、K221+700~K222+400段(19戶)、K 2 2 5+0 0 0~K 2 2 6+3 0 0段(2 0戶)及則克臺立交EK1+240~EK1+820、LJXK0+000~LJXK0+220段(82戶)兩側(cè)各200m范圍內(nèi)居民分布較集中的路段,長度約
圖1 濕限性黃土處理方案(填方路段)
()()5.6km(共有211戶房屋)進(jìn)行挖除換填處理:其他8km(34戶)受阻路段房屋拆除后,采用原強(qiáng)夯處理方案。然后方案四與方案二處理方式一致;方案五與方案三處理方式一致。
圖2 濕限性黃土處理方案(挖方路段)
圖3 濕限性黃土處理方案(半填半挖路段)
經(jīng)多次評審,最終決定采用造價較合理,可實(shí)施性較強(qiáng)的方案五,施工圖如圖1至圖3所示。
施工現(xiàn)場設(shè)有專職安全員,負(fù)責(zé)對機(jī)械、電路等進(jìn)行檢查及維護(hù)。施工現(xiàn)場相關(guān)人員必須佩戴安全帽。進(jìn)入施工現(xiàn)場的機(jī)械設(shè)備,必須合理布置,同時安裝必須牢固,設(shè)置相關(guān)的安全標(biāo)志和操作方式標(biāo)志牌。當(dāng)沖擊碾壓施工時,路基范圍內(nèi)的出入口應(yīng)設(shè)置明顯的安全標(biāo)記,嚴(yán)禁非施工車輛和人員進(jìn)出。應(yīng)在施工場地內(nèi)設(shè)置相關(guān)的安全標(biāo)語、標(biāo)牌、彩旗。夜間施工應(yīng)解決作業(yè)面的照明問題,如用電由專職電工負(fù)責(zé)。