CN105421328B - 湿陷性黄土区路基地基处理结构的建造方法 - Google Patents

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Abstract

一种湿陷性黄土区路基地基处理结构及建造方法，结构包括并排设置的两个止水帷幕、地基加固区及隔水垫层，隔水垫层覆盖地基加固区和两个止水帷幕，一个止水帷幕朝向另一个止水帷幕的侧面与路基的一个坡脚处于同一垂直平面内。取样进行基本参数的室内土工试验；确定路基高度；平整测量放线；冲击碾压或重锤夯实加固，形成地基加固区；建筑顶面与地基加固区顶面想平齐的止水帷幕后；建筑覆盖地基加固区和止水帷幕的隔水垫层，完成建造。该地基处理结构应用于湿陷性黄土区低等级公路路基填高不大的地基处理中，起到基底全部用6m挤密桩处理的作用，保护地基土不受浸泡，控制地基工后沉降，保证路基本体稳定；缩短施工工期，保证线路运营安全。

Description

湿陷性黄土区路基地基处理结构的建造方法
技术领域
本发明属于地基加固处理技术领域，涉及一种湿陷性黄土地基的加固处理结构，尤其涉及一种湿陷性黄土区路基地基处理结构；本发明还涉及一种该地基处理结构的建造方法。
背景技术
目前在公路行业，IV级自重湿陷性黄土区，路基填高大于4m的常流水区段，规范要求对深度6m范围进行加固处理，一般工程中均采用挤密桩处理。作为带状工程的公路行业，其线路长、占地面积大，因此大面积的采用灰土桩进行地基处理，造价较高；考虑到湿陷性黄土地基在未受到水分的浸泡时具有一定的承载能力，因此在公路路基填高不大的情况下，采用基底全部用6m的挤密桩处理必要性不大，设计偏于保守。导致现有公路路基工程中地基处理时，路基工程线路长、地基加固范围大、提高了工程造价；同时，地基加固工程量大，增加了施工时间和检测时间，影响施工进度。
发明内容
本发明的目的是提供一种工程成本较低、地基承载力满足路基要求的湿陷性黄土区新型长短桩地基处理结构。
本发明的另一个目的是提供一种上述地基处理结构的建造方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种湿陷性黄土区路基地基处理结构，包括并排设置的两个止水帷幕，两个止水帷幕之间设有地基加固区，地基加固区的顶面与止水帷幕的顶面相平齐，地基加固区上设有隔水垫层，隔水垫层覆盖地基加固区和两个止水帷幕，一个止水帷幕朝向另一个止水帷幕的侧面与路基的一个坡脚处于同一垂直平面内。
本发明所采用的另一个技术方案是：一种上述湿陷性黄土区路基地基处理结构的建造方法，具体按以下步骤进行：
步骤1：根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001的要求查明拟处理的湿陷性黄土地地基土层的地质情况、黄土层的厚度及地基承载力；取原状样，按《土工试验规程》JTGE40-2007的要求进行各土层的含水率、密度、土粒比重、孔隙比、湿陷系数和压缩系数的室内土工试验；同时根据路基原地面高程和线路设计高程确定路基高度；
步骤2：按照公路行业相关规范，对拟处理的湿陷性黄土地地基土层进行平整、测量放线；
步骤3：冲击碾压加固地基土层或重锤夯实加固地基土层，形成地基加固区，地基加固区土层的压实度不小于93%；
步骤4：按现有施工工艺，建造旋喷桩止水帷幕时，先建造3～4排旋喷桩，处于中间排的一根旋喷桩周围有四根其他排中的旋喷桩，相邻旋喷桩相切，旋喷桩间填充桩间土；旋喷桩止水帷幕的下端穿透湿陷性黄土下限，旋喷桩止水帷幕的渗透系数小于10-7cm/s；旋喷桩止水帷幕的顶面与地基加固区的顶面相平齐；
或者，按现有施工工艺，建造挤密桩止水帷幕时，先建造3～4排挤密桩，处于中间排的一根挤密桩周围有四根其他排中的挤密桩，相邻挤密桩相切，挤密桩间填充桩间土；挤密桩止水帷幕的下端穿透湿陷性黄土下限，挤密桩止水帷幕的渗透系数小于10-7cm/s；挤密桩止水帷幕的顶面与地基加固区的顶面相平齐；
步骤5：在地基加固区上建造隔水垫层，隔水垫层覆盖地基加固区和所有的止水帷幕，形成湿陷性黄土区新型长短桩地基处理结构。
本发明地基处理结构应用于湿陷性黄土区低等级公路路基填高不大的地基处理中，针对湿陷性黄土区公路路基工程各路段不同的地质条件、承载要求以及施工条件，在满足路基工程对地基承载力和变形要求的前提下，用止水帷幕和隔水垫层包裹湿陷性黄土地基，起到现有技术中基底全部用6m挤密桩处理的作用，保护地基土不受水分浸泡，控制地基工后沉降，保证路基本体稳定；同时缩短施工工期，节约工程造价，并能保证线路运营安全。
附图说明
图1为本发明地基处理结构横断面的示意图。
图2为图1的俯视图。
图中：1.止水帷幕，2.地基加固区，3.隔水垫层，4.路基。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明地基处理结构，包括并排设置的两个止水帷幕1，两个止水帷幕1之间设有地基加固区2，地基加固区2的顶面与止水帷幕1的顶面相平齐，地基加固区2上设有隔水垫层3，隔水垫层3覆盖地基加固区2和两个止水帷幕1，一个止水帷幕1朝向另一个止水帷幕1的侧面与路基4的一个坡脚处于同一垂直平面内。
湿陷性黄土区路基地基沉降，主要是地基土的压缩变形和湿陷变形引起的。压缩变形与地基土和上部荷载有关，压缩变形不可避免，工程中也容许发生，但湿陷变形在黄土未受到水分的浸泡时是不会发生的。本发明地基处理结构即为保证黄土不发生湿陷变形的工程结构和措施。采用在路基两侧坡脚设置隔水帷幕可以阻止水分从路基两侧进入地基，防止地基发生湿陷变形；隔水垫层设置在地基表面，可以阻止水分从路基渗入地基，保证地基土不发生湿陷变形。地基加固区的设置是为了减小地基土的压缩变形，提高地基承载力。
止水帷幕1采用旋喷桩止水帷幕或挤密桩止水帷幕，旋喷桩止水帷幕由3～4排旋喷桩和桩间土构成，所有的旋喷桩采用梅花形布置，即处于中间排中的一个旋喷桩周围有四根其它排中的旋喷桩，相邻旋喷桩相切。
挤密桩止水帷幕由3～4排挤密桩和桩间土构成，所有的挤密桩采用梅花桩布置，即处于中间排中的一个挤密桩周围有四根其他排中的挤密桩，相邻挤密桩相切。
止水帷幕1的渗透系数小于10-7cm/s。
垫水隔层3的厚度为0.8～1.0m。
本发明还提供了一种上述地基处理结构的建造方法，具体按以下步骤进行：
步骤1：确定湿陷性黄土工程地质特征和路基填高：
在地基拟处理范围内根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）的具体要求查明拟处理的湿陷性黄土地地基土层的地质情况，查明该湿陷性黄土层的厚度及地基承载力；并取原状样，按《土工试验规程》（JTG E40-2007）的具体要求进行各土层的含水率、密度、土粒比重、孔隙比、湿陷系数、压缩系数基本参数的室内土工试验；同时根据路基原地面高程和线路设计高程确定路基高度；
步骤2：按照公路行业相关规范，对拟处理的湿陷性黄土地地基土层进行平整、测量放线；
步骤3：冲击碾压加固地基土层或重锤夯实加固地基土层，形成地基加固区2，地基加固区2土层的压实度不小于93%；地基加固区2的两侧边即为路基4的坡脚；
一般情况下采用冲击碾压进行基底加固即可，如基底加固区段较短，不能满足冲击碾压施工距离时，可采用重锤夯实方案进行基底加固。
步骤4：按现有施工工艺，沿路基4的两个坡脚外侧建造止水帷幕1：
建造旋喷桩止水帷幕，首先建造3～4排旋喷桩，所有的旋喷桩采用梅花形布置，即处于中间排中的一根旋喷桩周围有四根其他排中的旋喷桩，相邻旋喷桩相切，然后在旋喷桩间填充桩间土；旋喷桩止水帷幕的下端穿透湿陷性黄土下限，旋喷桩止水帷幕的渗透系数小于10-7cm/s；旋喷桩止水帷幕的顶面与地基加固区2的顶面相平齐；
或者，建造挤密桩止水帷幕，首先建造3～4排挤密桩，所有的挤密桩采用梅花桩布置，即处于中间排中的一根挤密桩周围有四根其他排中的挤密桩，相邻挤密桩相切，然后在挤密桩间填充桩间土；挤密桩止水帷幕的下端穿透湿陷性黄土下限，挤密桩止水帷幕的渗透系数小于10-7cm/s；挤密桩止水帷幕的顶面与地基加固区2的顶面相平齐；
步骤5：采用灰土或水泥土在地基加固区2上建造厚度为0.8~1.0m的隔水垫层3，一般隔水垫层材料选用灰土或水泥土；隔水垫层3覆盖地基加固区2和所有的止水帷幕1，隔水垫层3的压实度不小于97%、渗透系数不小于10-7cm/s，形成湿陷性黄土区新型长短桩地基处理结构，然后在该地基处理结构上铺设路基4。
建造挤密桩、旋喷桩和隔水垫层所用的灰土或水泥土这样制得：采用有机质质量百分含量小于5%的土，优先采用施工现场挖出的土，但现场挖出的土中有机质质量百分含量应小于5%，过筛，得到粒径不大于15mm的原料土，不得使用淤泥土和腐殖土；选用II级以上、钙镁含量大于80%的新鲜石灰块，使用前2～3天浇水充分消解并过筛，得粒径小于5mm的石灰颗粒，该石灰颗粒中不得有未熟化的生石灰块；按质量百分比，取8～10%的石灰颗粒和90～92%的原料土，拌合均匀，得灰土；或者，按质量百分比，取10～12%的普通硅酸盐水泥和88～90%的原料土，拌合均匀，得水泥土。
本发明地基处理结构将湿陷性黄土地基包裹，保证地基土不受到水的浸泡，控制地基工后沉降，最终保证路基本体的稳定。
本发明湿陷性黄土区公路路基地基处理方法是先对地基土加固处理，提高地基承载力；再对地基侧部和顶部做防水处理，并在路基坡脚外地基上设置隔水帷幕，止水帷幕顶路基基底范围内设置隔水垫层，将湿陷性黄土地基包裹，保护地基土不受到水分的浸泡，控制地基工后沉降，保证路基本体稳定；适用于湿陷性黄土区公路路基填高不大的地基处理中。

Claims (5)

1.一种湿陷性黄土区路基地基处理结构的建造方法，其特征在于，该建造方法具体按以下步骤进行：
步骤1：根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001的要求查明拟处理的湿陷性黄土地地基土层的地质情况、黄土层的厚度及地基承载力；取原状样，按《土工试验规程》JTG E40-2007的要求进行各土层的含水率、密度、土粒比重、孔隙比、湿陷系数和压缩系数的室内土工试验；同时根据路基原地面高程和线路设计高程确定路基高度；
步骤2：按照公路行业相关规范，对拟处理的湿陷性黄土地地基土层进行平整、测量放线；
步骤3：冲击碾压加固地基土层或重锤夯实加固地基土层，形成地基加固区，地基加固区土层的压实度不小于93%；
步骤4：按现有施工工艺，建造挤密桩止水帷幕时，先建造3～4排挤密桩，处于中间排的一根挤密桩周围有四根其他排中的挤密桩，相邻挤密桩相切，挤密桩间填充桩间土；挤密桩止水帷幕的下端穿透湿陷性黄土下限，挤密桩止水帷幕的渗透系数小于10-7cm/s；挤密桩止水帷幕的顶面与地基加固区的顶面相平齐；
步骤5：在地基加固区上建造隔水垫层，隔水垫层覆盖地基加固区和所有的止水帷幕，形成湿陷性黄土区新型长短桩地基处理结构。
2.根据权利要求1所述的湿陷性黄土区路基地基处理结构的建造方法，其特征在于，挤密桩、旋喷桩和隔水垫层均采用灰土或水泥土制成。
3.根据权利要求2所述的湿陷性黄土区路基地基处理结构的建造方法，其特征在于，所述的灰土这样制得：采用有机质质量百分含量小于5%的土，过筛，得粒径不大于15mm的原料土；选用II级以上、钙镁含量大于80%的新鲜石灰块，使用前2～3天浇水充分消解并过筛，得粒径小于5mm的石灰颗粒；按质量百分比，取8～10%的石灰颗粒和90～92%的原料土，拌合均匀，得灰土。
4.根据权利要求2所述的湿陷性黄土区路基地基处理结构的建造方法，其特征在于，所述的水泥土这样制得：采用有机质质量百分含量小于5%的土，过筛，得粒径不大于15mm的原料土；按质量百分比，取10～12%的普通硅酸盐水泥和88～90%的原料土，拌合均匀，得水泥土。
5.根据权利要求1或2所述的湿陷性黄土区路基地基处理结构的建造方法，其特征在于，所述隔水垫层的压实度不小于97%、渗透系数不小于10-7cm/s。
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