湿陷性黄土铁路路基病害整治技术研究

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湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术湿陷性黄土路基是一种常见的土壤工程问题,特别是在黄土地区,因为其土质状况和水文特性,很容易受到外部环境的影响,进而导致路基破坏和车辆通行的困难。

本文将介绍湿陷性黄土路基的病害原因和防护技术。

1. 土质状况湿陷性黄土的主要成分是黏土,这种土壤的含水量较高,易形成泥泞状,减小了土体的稳定性。

土壤在遇到水分时会发生体积变化,容易出现沉降、漏水和起坑等情况。

2. 环境因素自然因素是造成湿陷性黄土路基病害的主要原因之一。

这包括降水、冰雪、冻融循环、温度等。

在黄土地区,由于地形、气候以及水文地质条件的差异,导致不同地段泥土含水量和固结性差异较大,因此在设计和施工中需要充分考虑路基所处的环境和水文地质特征。

3. 过度使用和错误管理错误的管理和维护也是导致湿陷性黄土路基发生病害的原因之一。

由于黄土地区交通条件差,交通流量大,而又容易受到各种外部因素的影响,如水、温度等,因此长期的过度使用会使路基逐渐疲劳和老化。

如果在这种情况下忽略了路基的维护和管理,就容易出现路面坑洼、浸润及多种病害,并且对人员的安全也会造成威胁。

因为黄土路基湿陷性病害的缘由较复杂,且受多个因素影响,因此从以下几个方面来加强管理和防治是较为有效的方法。

1. 选择适宜的建造方案选择适宜的建造方案对湿陷性黄土路基的防治至关重要。

针对不同地形和环境条件,确定正确的路基厚度和其他设计参数是预防病害发生的关键。

此外,使用适合黄土地区特征的地基加固材料等,可以提高路基的承载能力和强度,从而提高路基的耐用性。

2. 加强维护管理对湿陷性黄土路基进行定期的检查、维护和管理,是预防路基病害发生的非常必要的手段。

针对不同的湿陷性病害,采取不同的维护方法和方案。

如对于出现的巨坑、深沟、裂缝,应及时予以处理。

在防治路面浸润病害方面可以采用设置排水设施的方法,促进路基内部水分的排出,减少水分对路面的侵蚀。

3. 应用新型加固材料技术采用新型加固材料技术对路基进行加固和改良,可以提高路基的抗沉降能力,减少路基的波动变形,确保路基稳固。

【精品】湿陷性黄土地区路基路面病害处治技术研究

【精品】湿陷性黄土地区路基路面病害处治技术研究

西部交通建设科技项目合同号:2湿陷性黄土地区路基路面病害处治技术研究研究报告简本甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司长安大学甘肃省交通厅工程处甘肃省公路工程总公司甘肃省公路局二○○四年三月黄土是第四纪的一种特殊堆积物,粉粒含量大,且大孔隙,富含碳酸钙成分及其结晶;无层理、垂直节理发育;具有湿陷性和易溶蚀、易冲刷、各向异性等工程特征.由于黄土的上述特征和特定的气候特点,导致黄土地区的路基、路面容易产生多种特有的病害,主要表现为:路基边坡坡面的剥落、冲蚀、滑塌、崩塌和整体失稳等;填方路基不均匀沉陷和过量沉降;路堑段路基软化和翻浆;浸水地基承载力不足;半刚性基层和沥青面层的裂缝等等。

黄土地区公路普遍存在的这些病害,严重影响着公路建设的发展和道路的通行能力。

在黄土地区高等级公路的建设中,路基路面病害的处治技术成为一项急需研究解决的技术难题。

本科研项目为技术应用型的项目,研究过程直接针对当前湿陷性黄土地区公路工程中出现的路基路面病害,依托甘肃省的兰临、兰海、白兰、巉柳、尹中等几条高速公路建设,结合已建的多条湿陷性黄土地区公路的实际情况,总结和借鉴湿陷性黄土地区和其他一些地区在该方面的最新研究成果和经验,对高填土路堤沉陷沉降控制技术、干旱地区湿陷性黄土路基边坡植物防护技术、高填土路堤下复合地基性状试验研究、湿陷性黄土地区挖方路段土基病害防治技术、湿陷性黄土地区沥青面层混合料抗裂技术、湿陷性黄土地区水泥砂砾基层材料裂缝防治技术等六个方面展开了系统研究。

通过大量的室内、室外试验,研究、分析和探求各种病害产生的原因和机理,并对各种病害提出了切实可行的防治措施.最终形成了一套关于湿陷性黄土地区公路路基路面病害防治的较为系统的理论,为湿陷性黄土地区的公路路基路面病害防治工作建立了理论依据,能够正确的指导该类地区高等级公路的设计、施工和养护工作,可为湿陷性黄土地区有关公路路基、路面的设计和施工规范的编制提供理论依据,同时,研究中提出的病害处治措施,能直接为该类地区公路工程中采用或作为参考,因此,该项目的研究,对于加快湿陷性黄土地区高等级公路的建设速度,提高工程的质量,节约基本建设投资,促进湿陷性黄土地区高等级公路的发展具有重大的现实意义和长远意义。

湿陷性黄土对路基的病害及施工质量控制分析

湿陷性黄土对路基的病害及施工质量控制分析

湿陷性黄土对路基的病害及施工质量控制分析摘要在我国的土地分布当中,黄土属于一项分布相当广泛的土地,其中存在的湿陷性黄土更是占据了很大一部分的比例,尤其在我国的西北地区当中,因此在对其进行公路工程修建的过程当中,需要对其工程当中经常发生的病害现象做出分析,从而保证公路路工程的建设过程中可以实现全面的技术加固。

关键词湿陷性黄土路基;路基病害施工质量控制;病害现象1 湿陷性的黄土在工程地质方面的特点湿陷性的黄土受水湿润后会产生湿陷变形,这种变形的主要特征是不可逆性、突变性以及非连续性。

从本质上来说,湿陷变形是一个不可逆的变形过程。

黄土产生变形的原因是其结构强度发生变化,而非应力增加所引起的变形,因此其变形是不可逆性的。

其突变性主要体现在流水进入土体后,土体的力学性质及物理状态在短时间内迅速发生改变,并产生较大的变形。

这种突然的变形量超出了路基的设计要求。

湿陷变形还会使颗粒间发生相对滑移,以及细小颗粒进入土体中较大的孔隙,造成了跳跃且不连续的变形[1]。

在黄土地区当中的实现变形现象的发展是相当迅速的,其中所造成的变形量也是相对较大的,因此在黄土路基的破坏程度方面也会形成相对较大的危害现象。

在对黄土的湿陷性做出分析的时候,一般都利用湿陷的系数来进行衡量,其中可以分为弱湿陷性黄土、中湿陷性黄土、强湿陷性黄土,其中的系数变化图如图1所示。

2 湿陷性黄土的路基病害病害种类当中,其中包括了四大类别的病害,其中分别为路基防护与支挡工程病害,包括:边坡滑塌、排水设施病害、路基下沉病害、涵洞与路桥过渡段病害四大类。

因此,经过科学的统计可以发现其中在黄土的路基的病害发生的概率当中,对其产生最大影响的外界因素为排水,其次为路基防护和支挡工程的病害,之后为路基的下沉现象所造成的病害现象,最小的为涵洞与路桥过渡段病害。

以兰州某段公路路基修建的数据为例,具体分析了病害的类型[2]。

3 湿陷性黄土路基病害防治措施3.1 强夯法强夯法是一种利用大吨位的超重机夯锤对地基进行强力的冲击夯实方法,从而达到使土体压缩、消除湿陷性的效果,还可增强地基的强度和稳定性。

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术湿陷性黄土是一种常见的软土,在工程施工过程中容易出现路基病害。

本文将介绍湿陷性黄土路基病害的特点和主要防护技术。

湿陷性黄土在水分含量增加时容易变软,并且存在较大的体积收缩和膨胀性,这是导致路基病害的主要原因之一。

湿陷性黄土路基病害以路面龟裂、车辙、沉陷、路肩侧移等形式表现,严重时会导致交通事故的发生。

1. 排水系统的建设:通过排水系统的建设,能够有效降低湿陷性黄土路基的含水量,减小路基变形的可能性。

排水系统包括排水沟、排水管道等,能够将路基内部的积水排出路面,保持路基的稳定。

2. 路基处理:对于湿陷性黄土路基,可以采取加固处理的方法。

常见的加固方法包括夯实法、加浆法和冻结法等。

夯实法通过夯实加固黄土,提高其抗变形能力;加浆法是在路基中注入稀土浆,形成土浆柱,增加路基的承载力和稳定性;冻结法通过冷却黄土,使其形成冻结固体,提高路基的抗变形性能。

3. 边坡处理:湿陷性黄土路基的边坡容易发生决口、斜坡滑坡等问题。

为了防止边坡病害的发生,可以采取边坡加固措施,如设置护坡、加固边坡等。

护坡可以采用混凝土槽或石方护坡,增加边坡的稳定性;加固边坡可以采用加筋土或钢筋混凝土等方法,增加边坡的抗滑稳定性。

4. 路面养护:对于已经出现湿陷性黄土路基病害的路面,需要进行及时的养护修复。

常见的修复方法包括补修路面、填洞和整平路基等。

补修路面可以采用沥青混凝土或水泥混凝土进行修复;填洞可以采用填土或黄土进行修复;整平路基可以采用刮平或填筑土石方进行修复。

湿陷性黄土路基病害是工程施工过程中常见的问题,为了防护湿陷性黄土路基病害,需要采取排水系统建设、路基处理、边坡处理和路面养护等技术措施。

这些措施能够有效减小湿陷性黄土路基的变形和病害发生,提高道路的安全性和耐久性。

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术随着交通运输事业的迅速发展,公路建设已经成为当今社会发展的重要组成部分。

而在很多地区,湿陷性黄土是一种常见的路基材料,但同时也是一个常见的路基病害来源。

湿陷性黄土在遇水后容易软化、塌陷,因此在公路建设中容易引起路面凸起、下沉等严重问题,给公路使用和维护带来一定的困难。

探究湿陷性黄土路基病害及防护技术显得非常重要。

一、湿陷性黄土路基的病害表现湿陷性黄土路基病害主要表现为路面起伏、陷坑、下沉等现象。

这些都是由于黄土路基在遇水后软化、塌陷所致。

在雨水季节,路面变得不平整,行车不平稳,对行车安全造成威胁。

在长时间的雨水浸泡下,道路表面出现裸露的黄土,逐渐发展为陷坑,影响行车的顺畅进行,增加了车辆的行驶阻力,对车辆产生了一定的损坏。

路面下沉也会对桥梁、排水设施等其他路基结构造成影响,增加了维护成本,降低了公路的使用寿命。

湿陷性黄土路基病害形成的原因主要有以下几点:1. 黄土含水量高,易软化:湿陷性黄土的含水量较高,遇水后容易发生软化、流失等现象,导致路基失稳。

2. 省略路基处理措施:由于一些地区对湿陷性黄土路基的特性不了解或者是为了节省成本,省略了对路基的处理措施,直接进行路面铺设,导致路基材料处于相对“生”的状态,容易受到水分的侵袭。

3. 地下水位高:地下水位高,使得黄土路基得不到有效排水,导致材料软化,路面凸起、下沉等病害。

4. 基础不牢固:在压实时,对路基的基础处理不到位,导致基础不牢固,遇水后易发生重大变形。

为了防止湿陷性黄土路基病害的发生及其对公路使用的影响,需要采取相应的防护技术:1. 路基改良技术:对湿陷性黄土路基进行改良,可以采取加入石灰、水泥等掺合料,提高土壤的抗渗性能;采用碎石、砂石等材料加固路基,提高路基的抗冲刷能力。

2. 排水系统设计:对地下水位高的地区,需要设计合理的排水系统,采用排水管、排水沟等设施,将地下水及时排走,防止黄土路基被水浸泡软化。

3. 地基加固措施:在施工前进行土壤改良,采用加固网、土工合成材料等进行地基加固,提高路基的承载能力。

铁路路基湿陷性黄土改良试验研究

铁路路基湿陷性黄土改良试验研究
关键词 : 湿陷性黄土 , 改良 , 试验研究 中图分类号 :4 6 1 U 1 . 文献标识码 : A
0 引言
试验结果表 明: 号 土场 和 2号土 场的原状 黄土 塑性指 数都 1
. 均大 于 6小 于 9 这类黄 土含有 一定 的砂 量 , 于粉 , 属 目前 , 湿陷性黄土 的改 良方法 主要 有两 种 , 理改 良主 要是 在 86左 右 , 物 质的砂黄土 , 此类黄土会有一定 的侧 向移动性 , 聚力 比较小 , 粘 渗 掺人粗 颗粒 , 过 改 变其 级配 来 改变 黄 土 的物理 特 性及 强 度特 通
含水鄹 %
图1 1 号土场黄土击实曲线
Ta k n b u mp e e t to n e h n z t n c n t u t n o g n z to e i n l i g a o ti lm n a i n a d m c a i a i o s r c i r a a n d sg o o i i
第3 8卷 第 l 2期
2 0 1 2 年 4 月
山 西 建 筑
S HANXI ARC T CT RE HI E U
Vo . 8 N . 2 13 o 1
A r 2 1 p. 0 2
・1 5 ・ 6
文章编号 :0 9 6 2 (0 2 1 - 1 50 10 - 8 5 2 1 ) 2 0 6 —2
目建议采用 1 %石灰掺量。 1
表 7 石 灰 改 良土 的 无 侧 限 抗压 强 度
龄期/ d
7 %
7 1 4 87 4 l2 7 2
图2 2号土场黄土击 实曲线
ka P
1 % 3
89 9 10 3 3
2 2. 水泥土击实试验 . 2

湿陷性黄土对铁路工程的影响研究

湿陷性黄土对铁路工程的影响研究

湿陷性黄土对铁路工程的影响研究摘要:黄土在天然含水率时一般呈坚硬或硬塑状态且具有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性,但遇水浸湿后,部分黄土即使在其自重作用下也会发生剧烈的沉陷,强度也随之迅速降低。

本文对黄土的成因、黄土的湿陷性及敏感性、黄土的湿陷性对桩基沉降的作用、黄土湿陷处理措施以及黄土路基工后沉降评估问题进行了分析和研究。

关键词:湿陷性;黄土;铁路工程由于黄土特殊的工程性质(水敏性、大孔性、结构性),黄土地区的铁路工程建设常常会出现多种工程病害,如深挖方边坡的坍塌,高填方路堤的不均匀沉降,地基承载力低,高湿度黄土中隧道的塌方和既有线黄土隧道出现拱部裂缝,桩基因负摩擦作用的变形和破坏等多方面的问题。

其中黄土湿陷性问题最为突出,给铁路运营和养护带来的危害也最大。

天然黄土在上覆土的自重压力作用下,或在上覆土的自重压力与附加压力共同作用下,受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉的,称为湿陷性黄土。

当黄土作为建筑物地基时,为了恰当考虑湿陷对建筑物的影响,需采取相应的措施,分析、判别黄土是否属于湿陷性的、其湿陷性强弱程度以及地基湿陷类型和湿陷等级,是黄土地区工程勘察与评价的核心问题和工程设计的基础。

1 黄土的成因黄土是一个复杂而巨大的地质系统,因此,关于黄土成因的研究,己有百余年的历史,中外学者先后提出了十多种不同成因的假说,其中主要是风成说、水成说和多成因说三大类型。

一般认为,典型的、或原生的黄土主要是风成黄土。

黄土状土或次生黄土多为其他成因的黄土(如冲积,洪积,坡积,湖泊沉积,冰水沉积,洪积一坡积,洪积一冲积,残积一坡积,冲积一坡积等)或经过其它营力改造过的风成黄土。

2黄土的湿陷性及敏感性黄土的湿陷性是指黄土在天然低湿度下往往具有明显的高强度和低压缩性,但遇水浸湿后会发生变形大幅度突增和强度也随之迅速降低的现象。

对黄土湿陷性的研究,主要侧重于湿陷机理、影响因素、指标选择、评价方法以及工程应用诸方面。

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术湿陷性黄土路基病害是指在黄土地区,由于路基黄土在受水湿润时发生明显破坏和变形的现象。

湿陷性黄土路基病害主要表现为路基变形、路面不平整等。

这对路面的使用寿命和行车安全产生了很大的影响。

为了有效防治湿陷性黄土路基病害,需要采取一系列科学的防护技术。

一、改善黄土路基的排水条件湿陷性黄土的主要原因是黄土吸水膨胀导致的,因此改善黄土路基的排水条件是防治湿陷性黄土路基病害的关键。

可以采取以下措施来改善排水条件:1.增加路基横向排水沟和纵向排水沟的数量,提高排水沟的排水能力;2.使用排水管道和护坡来引导路基表面积水,提高排水效果;3.在路基填料中掺入适量的砂石料,以增加黄土路基的排水性能;4.适当提高路基的表面高程,改善路基的纵向坡度。

二、加固黄土路基的稳定性湿陷性黄土路基的主要问题是黄土的不稳定性,因此加固黄土路基的稳定性可以有效地预防湿陷性黄土路基病害。

可以采取以下方式来加固黄土路基:1.加固黄土路基的基础,可以采用地基加固技术,如浅层加固技术和深层加固技术等;2.使用加筋土工格栅来提高黄土路基的抗剪强度和稳定性;3.通过碾压、回填等工艺来加固黄土路基的稳定性。

三、使用合适的路面结构选择合适的路面结构也是防护湿陷性黄土路基病害的重要措施。

可以根据黄土路基的特点,选择适合的路面结构。

常见的路面结构有柔性路面、半柔性路面和刚性路面等。

柔性路面在湿陷性黄土路基上使用较多,可以通过增加路表层厚度来分散路面荷载,减少对黄土路基的影响。

四、定期检测和维护黄土路基定期检测和维护黄土路基可以及时发现和修复路基病害,延长路面的使用寿命。

定期检测可以使用无损检测技术对黄土路基进行评估,及时发现和解决问题。

维护黄土路基主要包括填补路基破损的部分,修复路基坡度不合理的部分等。

湿陷性黄土路基病害的防护技术包括改善排水条件、加固黄土路基的稳定性、使用合适的路面结构和定期检测及维护黄土路基等。

这些技术措施的应用可以有效地预防湿陷性黄土路基病害,提高路面的使用寿命和行车安全。

湿陷性黄土铁路路基病害整治技术

湿陷性黄土铁路路基病害整治技术

挤密法
桩孔布置
根据工程实际情况,在铁路路基上布 置一定数量的桩孔。
桩孔成孔
采用沉管、冲击、振动等方法将桩孔 成孔。
填料夯击
将填料分层填入桩孔中,并采用重锤 夯击等方法进行夯击,使填料挤密。
施工工艺
控制好桩孔的深度、直径和填料的夯 击次数,确保桩体的密实度和承载能 力满足要求。
预浸水法
浸水处理
在铁路路基湿陷性黄土部位进行 浸水处理,使黄土充分湿陷。
结论与展望 研究结论
研究展望
2. 应加强湿陷性黄土铁路路基病害预测和预警的 研究,以便更好地掌握路基病害的发展趋势和规 律,为铁路运营安全提供更加可靠的保障。
1. 未来研究方向应注重开发更加高效、环保和节 能的整治技术,以满足铁路路基病害整治的更高 要求。
3. 应进一步研究和开发新型材料和新型工艺,以 提高湿陷性黄土铁路路基的耐久性和稳定性,延 长铁路线路的使用寿命。
效果分析:该段铁路路基在经过综合 整治后,成功地避免了湿陷性黄土带 来的病害问题,保障了新建铁路线路 的安全和稳定运行。同时,该工程实 例也进一步证明了针对湿陷性黄土铁 路路基病害采取综合整治措施的必要 性和有效性。
05
结论与展望
结论与展望 研究结论
湿陷性黄土铁路路基病害整治技术的研 究结论总结如下
效果分析
经过综合整治后,该段铁路路基的病 害得到了有效控制,线路运行安全得 到了保障。同时,该工程实例也证明 了针对湿陷性黄土铁路路基病害采取 综合整治措施的可行性和有效性。
工程实例二
01
工程概述
另一段铁路干线同样经过了湿陷性黄土地区,该段铁路路基也出现了类
似病害。
02 03
整治措施
针对该段铁路路基的湿陷性黄土病害,采取了类似的综合整治措施,包 括排水、换填、加固等。同时,还加强了监测和维护工作,定期对路基 进行检测和维护,确保铁路运行安全。

试论湿陷性黄土路基病害成因及解决措施

试论湿陷性黄土路基病害成因及解决措施

车辆工程技术117工程技术1 湿陷性黄土路基病害处治常见方法1.1 化学加固法化学加固法是指在土内灌入适量化学溶液或股结剂,促使土粒胶结。

这种加固方法适用性强,在砂土地基、淤泥质地基、粉土地基等均有所应用,且取得了良好的施工效果。

通过化学材料的掺加,可以促使化学材料和土体发生一系列化学反应,由此对土壤内的多余物质进行挤压,最终达到土地紧密的效果。

1.2 排水固结法排水固结是指在一定荷载作用下,在地基上通过竖向排水井的布设,慢慢排出土内孔隙水,降低孔隙比,加速地基固结,减少预压工程的预压时间,能够在很短时间内达到良好的固结效果,从而增加地基土的强度。

排水固结法的应用,可以达到提高地基稳定性,减小地基变形沉降的作用。

这种加固方法多用于饱和和软弱土层处理当中,常见处理方法包括:堆载预压法、真空预压法、降水预压法等。

1.3 换填垫层法换填垫层法是指在地表浅层软弱土层或不均匀土层挖除后,将坚硬、粗粒材料回填、夯实,形成垫层的一种高效、方便的地基处治措施。

换填垫层法多用于浅层不良地基处理,比如,淤泥质土、杂填土地基、暗沟、湿陷性黄土等。

1.4 深层密实法深层密实法主要分为两种形式,其一,动力压密法,是指通过动荷载加固地基的一种有效地基处理方法,相比静载预压法,动力压密法成本低,更具经济性。

其二,深层挤密桩法,是指通过振动、冲击等方式成孔,随后将砂、碎石、灰土等不同材料填入孔内,并进行振捣、挤密等一系列施工,从而在地基内形成一个大直径的密实桩体。

无论是哪一种深层密实法,都需要利用特定的地基处理技术达到加固深层地基的作用。

常见的深层密实法包括:强夯法、挤密法、粉体喷射搅拌法等。

2 工程概况某公路工程沿线多为黄土层,厚度大,呈中等-强湿陷特点,5~10m为湿陷层厚度范围。

为了消除湿陷性,有效提升路基稳定性和地基承载能力,经多方商议,最终决定采用灰土挤密桩处理本路段湿陷性黄土问题,希望能够通过灰土挤密桩施工,消除黄土湿陷性,达到理想的处理效果。

浅析湿陷性黄土路基病害及治理措施

浅析湿陷性黄土路基病害及治理措施

浅析湿陷性黄土路基病害及治理措施摘要:这些年,我国交通工程的建设逐渐加大,很多道路工程建设在地质环境不好的山区,湿陷性黄土是一种典型的不良地质条件,湿陷性黄土在我国分布较广,公路建设经常穿越该种土质地段。

由于该土质对公路质量的影响非常重大,故对该种地质做个别处理十分必要。

关键词:湿陷性黄土路基;处理;对策一、湿陷性黄土概述黄土以粉土颗粒为主,具有孔隙较大、竖向节理等特征,天然含水量小,具有低密度、含水量和高孔隙的特点,在外载和自重力作用下受水浸湿后易产生湿陷变形;在干旱和半干旱的条件下形成的黄土,由于蒸发量大,水分不断减少,盐类析出,胶体凝结,产生了加固黏聚力。

在黄土湿度较小的情况下,上覆土不足以克服土中形成的加固黏聚力,因而形成欠压压密状态,一旦受水侵蚀,加固黏聚力消失,就产生湿陷。

黄土的竖向节理特性导致黄土具有渗透性,老黄土普遍存在构造节理,对路基边坡的稳定性常起控制性作用,在构造节理的黄土层中开挖的边坡,其破坏形式常呈沿节理面滑落,具有垂直节理的黄土边坡,其破坏方式呈现为倒塌,无构造节理的黄土边坡破坏则主要为滑坡。

二、湿陷性黄土路基病害1.路基沉陷在压力作用下,湿陷性黄土路基受到水分作用,其结构迅速破坏而发生下沉,从而导致路基沉陷破坏发生。

究其原因一般是湿陷性黄土路基压缩变形较大或路基排水不顺畅,对于高填方路基,由于黄土本身压缩变形较大且强度较低,施工时如果没有充分沉降,路基遇水便会发生湿陷。

2.路基陷穴路基陷穴从地貌上来看,一般分布在河谷阶地的边缘、冲沟两岸等,由于这些区域多为松散黄土,容易被冲蚀,另外如果阶地的高差越大,地表水在经过阶地边缘处下渗越为严重,在这些地方的陷穴也就越深。

造成路基陷穴的主要原因除了土体结构与水的浸湿作用外,还与当地的地理特性及气候有关。

3.路埑边坡剥落、冲刷和滑塌首先,黄土路堑边坡一般位于地面表层,开挖后暴露在大气中,受雨季降水量和环境温湿度等自然环境的影响,尤其是在出现暴雨或者连续降雨的情况下,在雨水的冲击作用下就会引起大量的水土流失,使得坡面上形成陷穴、小型冲沟或整体剥落、滑塌。

阳涉铁路路基的病害及整治的探究

阳涉铁路路基的病害及整治的探究

1 . 黄 土 铁 路 路 基 概 况
黄土一个显著 的特 点是在天然状态下, 未 受水浸 湿的黄土具有较 高的强度, 较小压缩性 , 但当遇水浸湿后, 由于黄 土大孔隙结 构的破 坏, 产生了湿陷变形。 黄土 的湿陷性和 它本身 所具 有 的大 L 隙结构 及其所含 的易溶盐 等化学物质成分有关。大孔隙结构 的四周由于 有可溶盐浓缩所形成 的 胶 结 物质 的存 在 , 增 强 了 土粒 间 抗 滑 移 的 能 力, 阻 止 了土 体 在 上 覆 自 重 压 力 下 的压 密 。另 外 , 由于 碳 酸 钙 等 物 质 的 胶 结 作 用 , 使 颗 粒 间 的联 结 强度增 加, 因而在 天然含水量 状态下, 未 受 水 浸 湿 的 黄 土 具 有 较 高 的强度, 较小压缩性 。但 当黄土受水浸湿后, 结合水膜增厚, 结合水联 结消失, 颗 粒 四 周 的 胶 结 盐 类 也 溶 于 水 中, 因此 颗粒 间联 结 强 度 降 低 , 在上部建筑物荷 重作 用下, 大孔隙结构破坏 , 颗粒 滑向大孔隙, 孔隙体 积减小, 土体被压密, 黄土则出现了湿陷变形。黄土路基病害在行车速 度不太高, 行车密度不大, 列车轴重较低时并不显得十分突出。
【 摘要】 : 本文分析 了湿陷性黄土铁路路基病害产 生的原 因和 防治办法, 结合 实例, 对劈裂压浆法 处理黄土路基基床 的工程 应用进行了探讨, 认 为 劈裂压浆作为一种路基补强的施工方法具有广阔的应用前 景。 [ 关键词】 : 湿 陷 性 黄 土 铁 路 路 基 病 害 中 图 分 类号 .T U 4 7 5 + . 3 文献 标 识 码 :T U 文章 编 号 -1 0 0 9 — 9 1 4 X ( 2 0 1 3 ) 0 1 —0 1 4 0 —0 1
建 筑 与 工 程

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术湿陷性黄土是一种特殊的土质,具有较强的吸水性和膨胀性。

在道路基础工程中,如果没有采取正确的防护措施,会出现路面变形、沉降、龟裂等病害,严重影响路基的使用寿命和交通安全。

湿陷性黄土路基的主要病害包括路基沉降、路面龟裂和路基变形。

路基沉降是最常见的病害。

湿陷性黄土吸水后会膨胀,而排水能力较差,导致路基沉降。

路面龟裂主要是因为湿陷性黄土的膨胀性引起的,土壤膨胀时会对路面产生挤压力,导致路面龟裂。

路基变形则是由于湿陷性黄土吸水膨胀后的的变形产生的,会导致道路高低不平、路面坑洼等问题。

1.地基处理:在建设道路前,可以对黄土路基进行地基处理,采用深层碾压、压实和加固等方式,以增加路基的承载力和稳定性,减少湿陷性黄土的膨胀和沉降。

2.排水系统:湿陷性黄土的主要问题是排水能力较差,因此建设排水系统是非常重要的。

可以采用排水沟、排水管等措施,加强路基的排水能力,减少土壤膨胀和路面变形的风险。

3.改良剂加固:可以采用化学改良剂或物理改良剂对湿陷性黄土进行加固。

化学改良剂一般是指石灰、水泥等,可以通过固化黄土中的水分,减少膨胀和沉降;物理改良剂可以是纤维材料、聚合物等,可以增加黄土的内聚力和抗裂性。

4.隔离层:在湿陷性黄土路基上可以设置隔离层,以减少黄土和路面之间的接触,降低黄土对路面的影响。

可以采用土工合成材料等材料作为隔离层,以达到隔离作用。

针对湿陷性黄土路基病害,需要综合采取地基处理、排水系统建设、改良剂加固和隔离层设置等防护技术,以提高路基的稳定性和承载力,减少病害的发生。

在设计和施工阶段,需充分考虑湿陷性黄土的特性,制定合理的工程方案,以确保道路的使用寿命和交通安全。

湿陷性黄土路基处理与防治措施探讨

湿陷性黄土路基处理与防治措施探讨

对路基的影响
01
02
03
路基下沉
由于湿陷性黄土的特殊性 质,受到水分浸湿后,路 基容易发生下沉现象,导 致道路不平整。
路面损坏
路基下沉会导致路面损坏 ,如开裂、变形等,影响 道路的正常使用。
交通安全隐患
路面损坏会降低道路的摩 擦系数,影响车辆行驶的 稳定性,从而增加交通事 故的风险。
02
湿陷性黄土路基处理方法
挤密法
总结词
施工简单、就地取材、经济效益好
VS
详细描述
挤密法是一种利用振动或冲击法将桩管打 入原地基中,然后填入砂、碎石等材料形 成桩体,使桩体与原地基共同承担荷载, 达到加固地基的目的。该方法施工简单、 就地取材、经济效益好,适用于各种类型 的湿陷性黄土路基处理。
03
湿陷性黄土路基防治措施
防水措施
换填法
总结词
经济高效、简单易行、适用范围广
详细描述
换填法是一种常用的湿陷性黄土路基处理方法,其基本原理是将表层软弱土层挖除,然后分层填入强度高、压缩 性小的砂、碎石等材料,并予以压实,形成稳固的垫层。该方法经济高效、简单易行,适用于各种类型的湿陷性 黄土路基处理。
冲击压实法
总结词
高效率、低成本、减少工后沉降
强夯法
利用打桩、挤密等手段,使桩间土得以挤 密,同时桩体形成柱状承载力,以增强路 基的承载能力。
预浸水法
通过重锤强力夯实路基表面一定深度范围 内的黄土,使其压实度提高,从而消除湿 陷性。
将黄土预先浸水,使土体中自由水充分饱 和,然后在无侧限条件下进行加载,以使 地基土得到压密和改善承载能力。
04
工程实例分析
湿陷性黄土路基处理与防治措施 探讨
2023-11-10

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术湿陷性黄土对路基工程的稳定性和耐久性造成了很大的影响,同时也给道路使用和交通安全带来了很大的威胁。

湿陷性黄土路基病害是由于松散、不均匀的结构和黏土矿物的流变性质导致的。

本文主要介绍湿陷性黄土路基病害及防护技术。

1. 土质稳定性病害主要表现为路基变形、路面凹陷、路堤滑移等。

土质稳定性病害的成因是地基土的变形和沉降,一般因承载力不足、水分浸润等因素导致。

2. 涵洞内部塌陷病害主要表现为涵洞内部结构的移位、垮塌和塌陷等。

涵洞内部塌陷病害的成因是地基土的坍塌和沉降。

3. 道路设施病害主要表现为路基设施及管道等部件的损坏和变形,包括路基板结、边沟萎缩等。

二、湿陷性黄土路基病害的成因分析1. 湿度变化湿陷性黄土具有较强的吸水性和膨胀性,容易受到环境湿度的影响。

湖泊、河流等水源的变化,以及季节性雨水、地下水位等对路基的密实度、强度会产生直接的影响,造成既有路基的变形。

2. 粘聚力和内摩擦角变化粘聚力和内摩擦角是影响黄土路基稳定性的重要因素,发生变化会导致黄土路基力学性质的改变。

由于吸水量的变化以及细颗粒物质的存在,粘聚力会发生变化;而内摩擦角则会受到土壤的水润化、颗粒间摩擦力减小等因素的影响而变化。

3. 周边环境变化周边环境变化包括不同气象条件、不同降雨等情况的变化,以及周边地面沉降、耐久度下降,积攒的各种因素导致路基的力学性质发生变化,导致路基的产生渗透、水分浸润变形病害。

1.灌浆加固灌浆加固是一种在土体中通过压缩流体注入浆液来改善土体性能的单元法,具有加固效果好、施工方便、经济等优点。

在湿陷性黄土路基病害中,常常采用压缩气体灌浆进行沉降控制和加固治理。

2.土工合成材料增强土工合成材料通过增强土体的机械性能、改善土体的水文特性来增强土体的抗力,提高路基稳定性。

在湿陷性黄土路基场合,常采用土工合成材料制作加固层,能够有效减缓土体内应力,提高路基整体的稳定性。

3.道路排水系统道路排水是增强路基稳定性的关键因素之一,对于经常出现积水、季节性涝水的湿陷性黄土路基病害,需要加强道路排水工程的建设与管理。

西北湿陷性黄土地区高速铁路路基综合处理研究

西北湿陷性黄土地区高速铁路路基综合处理研究

西北湿陷性黄土地区高速铁路路基综合处理研究摘要:随着我国西部开发战略的深入实施,西北地区尤其是湿陷性黄土地区的高速铁路建设将越来越多,由于黄土土体具湿陷性等特殊性质,加之高速铁路运行速度快、技术标准高、对路基的要求严格,因此处理好湿陷性黄土和高速铁路二者的关系显的尤为重要。

故针对湿陷性黄土地区高速铁路地基处理方式、地基处理效果技术的研究对于高铁的安全运行和经济效益具较重要意义。

本文首先通过对黄土及黄土的湿陷性特点展开论述,对我国黄土的分布、形状、特点和湿陷性影响因素进行分析,同时也给出西十高铁沿线黄土土体的特征指标。

其次,论述了湿陷性黄土地区西十高速铁路陕西段工程地质分区情况。

通过本文的研究,可以较清楚的掌握西十高速铁路陕西段地基土体特征、地基处理技术和处理效果等方面的关联性质,从而为湿陷黄土地区其它新建高速铁路地基处理施工、检测具较重要意义。

关键词:湿陷性黄土;高速铁路;地基处理;沉降检测。

1引言黄土是第四纪沉积物的一种,具有一系列的内部物质成分和外部形态特征。

在土自重应力或土自重应力与附加应力下,黄土受水浸湿,土体结构迅速破坏而发生显著附加下沉的现象,称为湿陷。

湿陷性黄土是一种非饱和的欠固结土,具有大孔隙和垂直节理,在天然湿度下,其压缩性较低、强度较高,承载力较好。

但在遇水浸湿时,土的强度显著降低,引起的湿陷变形是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形,对地基土上的建筑物危害性大。

因此,在广大湿陷性黄土地区进行高速铁路建设时,为避免发生严重工程质量等问题,应根据湿陷性黄土的特点和工程要求,因地制宜,采用合理的地基处理方法,消除或部分消除地基湿陷性。

本文结合新建西安至十堰高速铁路(陕西段)项目,针对不同的土质条件,提出一些经济有效的湿陷性黄土路基处理技术。

2工程概况新建西安至十堰铁路陕西段起点从西安东站北延伸段红旗线路所向南引出,DK8+561-DIK175+650,正线长163.162km。

主要地质特征:沿线地层分布主要受构造单元控制,西安至蓝田段渭河盆地区-级阶地区表层为第四系全新统冲积黏质黄土、砂类土及碎石类土;二级阶地区及--级阶地下部为第四系上更新统冲积粉质黏土及细砂、中一粗砂,细一粗圆砾土层;三级阶地下部为第四系中一下更新统冲积粉质黏土,细砂及中粗砂,细一粗圆砾土;盆地边缘底部下伏新近系上新统泥岩、砂岩及砾岩。

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术湿陷性黄土是一种常见的路基材料,由于其含水量较高,易受到雨水和地下水的影响,容易发生湿陷和塌陷现象。

湿陷性黄土路基病害严重影响了道路的使用功能和安全性,因此对其进行科学有效的防护十分重要。

本文将就湿陷性黄土路基病害的成因、表现及防护技术进行介绍,并探讨其在工程建设中的应用。

一、湿陷性黄土路基病害的成因1. 地下水位变化地下水位的上升或下降都会对黄土路基产生影响。

当地下水位上升时,路基受到浸泡,容易发生软化变形;而地下水位下降时,路基失去支撑,容易发生裂缝与陷落。

2. 降雨侵蚀降雨导致路基表面积水,进而影响路基的稳定性。

特别是在连续降雨的情况下,路基受到的侵蚀更为严重,容易发生塌陷和坍塌。

3. 组织结构湿陷性黄土的颗粒排列较为松散,成分中含有较高的黏土和有机质,因此其抗压强度和抗剪强度相对较低,容易产生变形和病害。

以上几点都是导致湿陷性黄土路基病害的主要原因,因此在工程建设中需要采取一系列有效的防护措施以减少这些因素对路基的影响。

1. 车辙和坑洞湿陷性黄土路基易产生车辙和坑洞,尤其是在降雨量大的情况下更为明显。

这些车辙和坑洞不仅影响了道路的通行舒适性,也对车辆的行驶安全造成了威胁。

2. 裂缝湿陷性黄土路基容易在表面产生各种类型的裂缝,包括沉陷裂缝、水平裂缝和垂直裂缝等。

这些裂缝不仅影响了道路的美观度,也影响了路基的稳定性。

3. 陷落在地下水位升高或者降雨侵蚀的情况下,湿陷性黄土路基容易发生陷落现象,造成道路的坑洞和凹凸不平,危及行车安全。

以上表现是湿陷性黄土路基病害的常见表现,这些病害的出现给道路使用带来了很大的困扰,因此需要有效的防护技术来减少这些问题的发生。

1. 设计合理的排水系统合理的排水系统是减少湿陷性黄土路基病害的重要手段。

通过设置排水沟、排水管道和渗漏井等设施,有效地将降雨水和地下水排除在道路之外,减少了对路基的浸泡和侵蚀。

2. 加固处理在建设过程中,可以采用加固处理的方法来增加湿陷性黄土路基的抗压强度和抗剪强度。

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术

湿陷性黄土路基病害及防护技术湿陷性黄土路基是指由于黄土含水量过高或者路基设计施工不当等原因导致路基土体发生塑性变形并失去承载力的情况。

湿陷性黄土路基的主要特点是易发生塌陷、渗水、冻胀和热胀冷缩等病害,严重影响了道路的安全和使用寿命。

因此,进行湿陷性黄土路基病害防护工作十分重要。

1.塌陷病害湿陷性黄土路基易在大雨或灌溉时发生塌陷,导致路面沉降。

降雨或灌溉的水分渗入路基中,加速了土体的软化和排水能力的降低。

在大雨或灌溉后,路基的承载力无法承受车辆荷载而发生塌陷,导致路基的整体凹陷。

防护技术:加强黄土路基的排水能力和稳定性,对于水源和排水通道要进行合理规划和建设,采取合理的排水方法,如设置护堤和排水沟渠等。

2.渗水病害湿陷性黄土路基易发生渗水病害,这是由于黄土含水量过高或者排水系统失效导致的。

路基中的含水量增加会引起土壤的软化,从而会影响路基的整体稳定性。

防护技术:采取有效措施防止渗水引起道路塌陷,如铺设一层防水层、加强混凝土路面建设等。

3.冻胀病害湿陷性黄土路基在冬季易受冻胀病害影响,当冰温下降到0°C以下时,由于路基土体中水分的凝固膨胀,会导致路基的整体隆起或凹陷。

防护技术:采取有效的隔离层措施,如铺设一层薄膜等,增加路面的稳定性和抗冻性能。

4.热胀冷缩病害防护技术:采用路面夯实、铺设防裂带、增设伸缩节等措施,有助于减少热胀冷缩变形造成的路面损伤。

1.路基基础设计提高路基土体的稳定性是防护黄土路基病害的关键。

路基基础设计应该充分考虑地面状况与所选黄土性质的相对关系,采取切合实际、可靠耐用的技术方法,确保路基稳定性。

2.路基材料选用对黄土路基材料进行合理筛选可以有效降低发生病害的概率。

理论上,当黄土含水率在15%~20%左右时,道路的稳定性最好。

为了保持路基的稳定性,可以将黄土与适量的砂土掺混。

3.路基排水系统设计路基排水系统是防止湿陷性黄土路基病害的关键。

应当采用良好的排水设计来增加路基土壤的稳定性。

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湿陷性黄土铁路路基病害整治技术研究2010-3-16 14:4【大中小】【打印】【我要纠错】1.黄土铁路路基概况在我国西北、华北广大黄土地区,分布着数条铁路干线,主要有陇海线、宝中线、兰新线、宝兰线、兰青线等等。

黄土一个显著的特点是在天然状态下,未受水浸湿的黄土具有较高的强度,较小压缩性,但当遇水浸湿后,由于黄土大孔隙结构的破坏,产生了湿陷变形。

黄土的湿陷性和它本身所具有的大孔隙结构及其所含的易溶盐等化学物质成分有关。

大孔隙结构的四周由于有可溶盐浓缩所形成的胶结物质的存在,增强了土粒间抗滑移的能力,阻止了土体在上覆自重压力下的压密。

另外,由于碳酸钙等物质的胶结作用,使颗粒间的联结强度增加,因而在天然含水量状态下,未受水浸湿的黄土具有较高的强度,较小压缩性。

但当黄土受水浸湿后,结合水膜增厚,结合水联结消失,颗粒四周的胶结盐类也溶于水中,因此颗粒间联结强度降低,在上部建筑物荷重作用下,大孔隙结构破坏,颗粒滑向大孔隙,孔隙体积减小,土体被压密,黄土则出现了湿陷变形。

黄土路基病害在行车速度不太高,行车密度不大,列车轴重较低时并不显得十分突出。

但随着列车朝高速、重载方向发展时,在黄土铁路路基中,作为直接承受行车及轨道荷载作用,直接受到降雨影响的路基基床,尤其是基床表层部分,所产生的病害所造成的不利影响非常突出。

2.湿陷性黄土路基防治的基本方法2.1整治黄土路基病害的国内外动态为了提高用湿陷性黄土修筑的铁路路基工作性能,提高其抗变形能力,提高基床表层土体稳定性,对黄土路基基床进行改良和病害整治是必须的,国内外都对此开展了大量研究。

由于黄土的湿陷性,使得路基产生了差异沉降,建筑物遭到了破坏。

针对既有建筑物所出现的这种事故,要对路基进行处理,必须分两步进行。

首先应找出使路基土湿陷的水源,截断水源;其次必须对已经湿陷的路基进行加固。

采用经济、可靠的加固手段,使路基土的湿陷变形停止、承载力满足上部结构荷重的要求。

软弱路基的处治方法许多,如:“换土、碎石桩、旋喷桩、灰砂桩以及加入土工格栅等。

这些方法主要用于结构物以及公路、铁路路基在修建之前对软弱路基进行预先处治。

但是对于铁路路基修筑之后,特别是道路通车数年之后,发现因软弱路基的原因使路基下沉、线路几何尺寸难以维持,在这种状态下,对路基下的软弱路基进行处治是非常困难的,尤其是对于像天兰线这样车流密度很大的铁路干线,采取通常的处理方法处治,需要中断行车,而且要大范围破坏道床结构,是不可行的。

2.2劈裂压浆法加固黄土路基基床基本原理由于路基长,工程地质条件千变万化,而且机具、材料等条件也会因地区不同而有较大差别。

因此,对每一具体线段都要进行细致分析,从路基条件、处理要求(包括处理达到的各项指标、处理范围)、工程费用、材料、机具等诸多方面进行考虑,以确定合适的路基处理方法。

铁路的路基处理不同于其它建筑物地基的处理,铁路路基处理主要是全部或部分消除其湿陷性。

对非自重湿陷性黄土路基,如基础下路基处理厚度达到压缩层下限,或达到饱和的自重压力与附加压力之和等于或小于该土层的湿陷起始压力,就可以认为路基的湿陷性全部消除。

对自重湿陷性黄土路基,由于路基的湿陷量和湿陷变形与自重湿陷性土层的厚度、浸水面积有关,而与压缩层厚度无关,所以必须处理基础地面以下的全部自重湿陷性黄土层。

在非自重湿陷性黄土路基上,对Ⅰ级湿陷性黄土一般不需要路基处理。

对于Ⅱ级处理厚度为1.0~1.5m,如处理厚度小于1.0m时,湿陷性仍要危及构筑物或线路安全。

对于Ⅲ级湿陷性黄土,处理厚度为1.0~2.0m,Ⅳ级应为2.0~3.0m。

此外,应根据土层的湿陷性系数的分布情况,湿陷性黄土层的厚度等具体情况,适当增加或减少处理厚度。

本文结合陇海线整治湿陷性黄土路基病害的具体工程实例对劈裂压浆法加固黄土路基基床的工程应用进行了分析研究。

劈裂压浆是利用路基的最小主应力面和堤轴线方向一致的规律,以土体水力劈裂原理,沿线路纵向布孔,在压浆压力下,以适宜的浆液为能量载体,有控制地劈裂路基,在路基形成密实、竖直、连续、一定厚度的浆液防渗固结体,同时与浆脉连通的所有裂缝、洞穴等隐患均可被浆液充填密实,从而提高基床表层土体稳定性。

3.劈裂压浆法加固黄土路基基床的工程应用3.1工程概况陇海铁路天兰复线于2002年建成通车,在2003年秋季由于该区域连降大雨致使天兰复线出现多处路基下沉。

从2005年下半年开始,在和有关部门配合下,开始采用劈裂压浆法对天兰复线软弱路基路段进行补强施工。

前后从K1427~K1666区间范围内,对桥头、隧道洞口、单线、双线等多处路段进行了压浆补强工作。

3.2劈裂压浆的机理劈裂压浆是利用水力劈裂原理和路基土中小主应力的分布规律,在一定的压浆压力作用下,将浆液用高压泵压入到地层当中,以克服地层的初始应力和抗拉强度,使其沿垂直于小主应力的平面上发生劈裂,地层中的固有裂缝扩展变宽变长,然后浆液充填到了地层的所有裂缝当中,在路基中形成了许多树枝状或板状凝固体,而且使凝固体周围一定范围内的土体,由于浆液高压力的作用被挤密,从而形成了复合路基,使路基土的承载力提高、压缩性降低、湿陷性大幅度减小。

3.2.1浆在土体中运动的三个阶段(1)鼓泡压密阶段。

浆液进入土体形成浆泡并向外扩张,使浆泡土体中引起复杂的径向和切向应力系统,紧靠浆泡处的土体遭受严重的破坏和剪切,并形成塑性变形区,使土体挤密。

(2)劈裂阶段。

浆液在压浆压力作用下,先后克服地层的初应力和抗拉强度,使其沿垂直于小主应力的平面上发生劈裂,浆液由此切人,挤密土体,并与土体发生物理和化学作用,形成作为骨格的浆脉。

(3)被动土压力阶段。

通过前两阶段的作用,土体得到初步加固,土中的软弱面、孔隙及裂隙都被填充满,此时浆液在较高压力作用下,克服土的被动土压力,挤密土体使其固结,同时浆脉周围的土体也被压密,形成了以浆脉网络为骨架的复合固结土体。

3.2.2压浆的应力计算(1)砂和砂砾石地层可按照有效应力的库仑一莫尔破坏标准进行计算:由于压浆压力的作用,使砂砾石土的有效应力减小。

当压浆压力pe达到下式时,就会导致地层的破坏:随着孔隙水压力的增加,有效应力就逐渐减小而至与破坏包线相切,此时表明砂砾土已开始劈裂。

(2)粘性土地层在粘性土地层中,水力劈裂将引起土体固结及挤出等现象,在只有固结作用的条件时,可用下式计算注入浆液的体积V及单位土体所需的浆液量Q:劈裂压浆施工前,先是在基础的外侧周围布设灰土桩作为帷幕,然后在灰土桩的内侧靠近基础一边布设压浆孔。

灰土桩的作用有三个:(1)起帷幕作用,防止劈裂压浆的浆液外窜,使浆液能够进入到基础底。

(2)与劈裂压浆的浆液一起,形成一道防渗墙,阻止基础以外的水入浸路基。

(3)分担部分路基的附加应力,提高路基承载力。

劈裂压浆的浆液由水泥、黄土、粉煤灰和水所组成,将其按一定的比例配制成浆液,然后用高压泵将其压入到基础底下,完成劈裂压浆的全过程,在基础底下形成复合路基,提高路基的承载力,降低压缩性,大大地降低黄土的湿陷性。

从理论上推断,压浆后土体应为一球状,且每个球状体应相以交连,但地层的间隙、土质不可能是各项均匀,同性的浆液可能沿土层界面渗透,故在布置钻孔间距时,要综合考虑土质、孔隙、压力等因素。

路基劈裂压浆补强处理,多采用单排布孔。

孔距3~5m。

实际布置时,在沉陷相对较大路段应适当减小孔距,在曲线路段应适当减小孔距。

此外,还应考虑路基断面形式、路基土的密室度等因素的影响。

3.4劈裂压浆法加固黄土路基基床应注意的问题由于压浆目的、要求和各工程的具体条件千差万别,不同的工程只能根据自己的特点规定强度和变形要求,规定统一的强度标准是不现实的。

下面仅提出几个与此相关的问题:1.有些浆材特别是化学浆材具有明显的蠕变性,在恒定荷载长期作用下,压浆体将随时间而产生较大的附加变形。

2.当压浆目的为防渗时,所需浆材的强度仅以能防止水压把孔隙中的结石挤出为原则,这种情况下起作用的是结石的抗剪强度。

按照抗剪破坏的原则,并假定土孔隙为有规则的平直面,如图,则抵抗水压力所需的抗剪强度为:C=p×d/(2L)(5)式中C—浆液结石与孔隙壁面问的粘结力;p—地下水的渗透压力;d—孔隙高度;L—压浆体长度。

今设p=10kg/c㎡,d=0.5~1.0cm,L=100cm,代入上式得结石维持稳定所需的c值为0.025~0.05kg/c㎡,此值很容易为低强度粘土水泥浆所满足,而无需采用较高强度的浆材。

3.利用尺寸效应,可使某些低强度浆材获得很高的稳定性。

在直径为d的圆形孔隙中,则由水压力p为造成的破坏力见式(6),由c造成的阻抗力见式(7):P1=p×πd2/4(6)P2=c×πdL(7)推力P1随d的二次方、阻力P2则随d的一次方增减,所以随着孔隙尺寸的减小压浆体可获得愈来愈大的抗挤出稳定性。

今假定p=c?L,则稳定安全系数(P2/P1)随d的增减情况见表1。

4.结论在对天兰线路基下沉病害的整治中,总共完成路基补强7000米,桥头沉陷治理16处。

通过近一年的观察,加固效果明显。

除个别路段出现了少量下沉外,补强处理后的路基稳定,压浆法加固湿陷性黄土路基无论是在经济还是技术上都是一种切实可行、高效、经济的方案。

今后应扩大压浆法路基补强的应用范围,以确保天—兰铁路线的安全畅通。

1.从直接施工成本看,辟裂压浆法每米工程造价要比基床换填低至少150元,这就意味着每公里的投资可减少15万元。

以天—兰线为例,据保守的估计,天—兰线需要进行路基补强的线路至少有100公里,全线至少可以节约投资1500万元。

宝中线需要处理的路基有150公里,如果采用劈裂压浆法,至少可以节约2250万元。

仅此两项就可以为全铁路局节省投资3000万元以上,经济效益十分巨大。

2.劈裂压浆法在施工中不需要中断行车,在目前铁路运能十分紧张的情况下,可以不影响铁路的运营收入。

3.压浆法所压入路基基床的灌浆材料是不会随时间的推移而改变,因此治理效果具有永久性。

工程实践证明,用劈裂压浆方法处理湿陷性黄土路基,可以明显地提高路基承载力,降低压缩性,使湿陷性黄土的湿陷性大大减少。

劈裂压浆作为一种路基补强的施工方法具有广阔的应用前景。

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