《【精选】高含水率湿陷性黄土路基基底施工技术.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【精选】高含水率湿陷性黄土路基基底施工技术.doc（12页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、 西商高速公路LJ-5标工程位于陕西省中部，大部分地区基本地貌类型是河流阶地和黄土台塬，表层为黄土覆盖层，其厚度一般为30-200m，这类土中有众多孔隙，土的颗粒成分以粉粘土占大多数。这类土一般呈黄色或者褐黄色，含有大量的碳酸盐和氯化物等可溶盐类，且能保持直立的天然边坡。1 高含水率湿陷性黄土特征及其危害湿陷性黄土压缩性偏高，强度一般较低，在土体自重应力或者自重应力和外部附加应力共同作用下，受水侵浸后，强度会快速降低，当土体中残余的结构强度不足以抵抗土体中的结构应力时，上体结构迅速被破坏，并且发生明显的附加下沉。黄土湿陷性的有无、强弱，常按某一给定压力下土体浸水后的湿陷系数s值来衡量，而湿陷系
2、数可以通过室内压缩试验，按下式确定： s=（h0-hp）/h0式中：h0为土样原始高度；hp为土样在试验时加水浸湿，下沉稳定后的高度。在黄土湿陷性表现中，黄土中的溶质浓度对崩溃影响也是很重要的，总之，黄土土骨架的崩溃现象是一种复杂的过程，它削弱了土结构的联结，破坏了土团聚体，从而使土的变形强度发生很大变化。本标段路线原土层为典型的高含水率湿陷性黄土，它受水浸湿破坏又具有不确定性，这就严重影响着公路营运期的行车舒适和安全，降低了公路的使用品质和寿命。2 高含水率湿陷性黄土地基处理措施湿陷性黄土危害问题经过很多国内外工程人员和学者研究，方法很多，总的来说可以分为两类：穿越湿陷性土层的桩基础；对地基
3、土进行改良或者加固处理。而目前的公路工程湿陷性黄土路基基底处理措施主要有垫层法、强夯法、灰土桩挤密法，深层搅拌桩法、振冲碎石桩法、冲击压实法等。2.1 本标段路基工程基本情况本标段工程建设地形地貌由地低向高，且地下水位较高，路基基底黄土含水率高，局部可达达25%，蓝田立交区E匝道终点距灞河仅几十米，在清表施工中就已经严重冒水，湿陷性黄土厚度越靠近大里程越厚。以上这些现场情况使得湿陷性黄土路基基底处理深度和强度很难达到设计及规范要求，因此必须寻找经济实用而且有效的路基基底处理措施。2.2 基底处理方案按照设计方案和西商管理处的变更图纸要求，结合工程实际情况，本标段决定采用四种方法：强夯法，灰土垫
4、层法，灰土桩挤密实法，冲击压实法。针对高含水率湿陷性黄土，以上各种方法实施前，都需做好防水、排水工作，减少黄土层中的水分，可以明显降低土层湿陷性。目前高速公路基底防排水措施主要采用复合土工布加隔水层，效果良好，工艺成熟，本文不做重点描述。2.2.1 强夯法强夯法也称为动力固结法，通过重锤的自由落下，对土体进行强力夯实，它借助夯锤自由下落的强大冲击力和所产生的冲击波反复夯压地基土，将夯面以下一定深度内的土层夯压密实，它可以使深层土体产生冲切变形，从而达到动力密实的目的，可以消除较深层黄土的湿陷性及提高地基承载力。本标段有约3公里路基采用强夯方案处理路基基底，加固速度快，效果好，投资省。但是，这种
5、方案施工时，因全线湿陷性黄土含水量差异较大，导致局部处理效果不佳，出现橡皮土情况；在施工期间受薛堡沟，樊家沟，魏家沟，白马河沟等较深沟壑影响，机械运输受极大制约；由于全线分部较多的临近村落，而强夯施工时产生的噪声和震感等，对工程进度和公司形象方面有较大负面影响。受以上几点现场情况制约，强夯法不允许全部采用。2.2.2 灰土垫层法将基底以下湿陷性土层全部挖出或者挖至预计的深度，然后以素土回填夯实。它消除了垫层范围内的湿陷性，减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷，可以使地基的自重湿陷性表现不出来。这种方法施工简易，工程质量、进度和经济效果显著，是一种常用的基底浅层处理或部分湿陷性处理方法，经这种方
6、法处理的灰土垫层的路基地基承载力经过施工测量可达到300kpa且具有良好的均匀性。本标段由薛堡沟大桥桥尾至魏家沟大桥桥头之间及齐王庙挖方段路基广泛采用，填补了附近村落密集，较深沟壑过多等强夯不易施工的缺点，施工后经测量极大地减少了地基的总湿陷量。灰土垫层法在施工中，也有较大的弊端。首先，做垫层的灰土是利用挖出的粘性土做土料，原土含水量平均高达22%，很难筛分出最佳含水量状态下的土，翻拌晾晒又较耽误工期且成本增大；其次，在施工中由于全线工程灰土用量较大，当地地材涨价，灰质量要求又较高，加之雨季来临，等待灰料进场和拌合中灰剂量掌握等因素影响工程质量和进度。这几点使得灰土垫层法具有较大的限制性。2.
7、2.3 灰土桩挤密实法灰土桩挤密法是处理地下水位以上湿陷性黄土地基的一种方法。它是利用打入钢套管，或者振动沉管或炸药炸扩等方法在土中形成桩孔，然后在孔中分层填入灰土并夯实而成。在成孔和夯实过程中，原来处于桩孔部位的土全部挤入周围土层中，使距桩周一定距离内的天然土得到挤密，从而消除桩间土的湿陷性并提高承载力。灰土挤密桩在含水量较高的湿陷性黄土地区应用比较广泛，具有施工简便，快捷，无振动，低噪音等特点。本标段在五里头，白马河桥西等几处黄土层厚度超过7m的地段路基基底采用，且在全线大部分桥梁、通道、涵洞等台背采用，黄土地基基底承载力施工后检测均能达到设计要求。然而这种方案在施工时，图纸下达后桩长度、
8、间距等是没随意性的，由于个别路段黄土层较浅，下面卵石土又很难打入；全线结构物有30多处，台背施工中机械有限，来回调运机械困难，加之灰料紧张，很难快速展开，提高进度。因而灰土桩处理方案也受到了制约。2.2.4 冲击压实冲击式压路机在土石方压实作业中，突破了传统的碾压方式，当其一角立于地面，向前碾压时，产生巨大的冲击波，由于碾边顺序连续冲击地面，可以使得土体碾压均匀密实。该机械以每小时9-12km/h的行驶速度碾压作业，即冲击碾压每秒钟冲击地面2次，相当于低频大振幅冲击压实土体，并周期性的冲击地面，产生强烈的冲击波向地下传播，其压实度可以随碾压变数递增。压实机的高能量可对黄土作深层压实，从而降低土
9、的渗透性，为分层碾压或填方材料提供坚实的基础。结合综合排水措施，达到降低黄土湿陷性，最大限度的降低路基施工后的沉降，提高黄土路基路面的整体强度。但这种措施处理深度较浅，仅适用于湿陷性黄土埋深小于1.0m地段，而本标段湿陷性黄土深度大都在4m以上，故适用性不强。3 高含水率湿陷性黄土地基处理措施应用技术综合上述方案施工时要综合利用这几种高含水率湿陷性黄土路基基底处理措施，因时因地制宜，在设计和变更图纸的允许范围内，根据现场实际情况和工期要求、地材、天气气候等多种因素，综合考虑灵活机动选择方案。我们决定主要采用强夯法，以灰土垫层法和灰土桩法辅助，个别湿陷性黄土埋深浅的地方，采取冲击压实法。并对这几
10、种处理措施在技术应用方面，做了较深入的研究：3.1 强夯法施工技术按照设计要求：采用10t重的夯锤，夯距4m，落距根据设计夯能确定。先采用单点强夯，点位采用梅花形布置，单点强夯6次，最后两击沉降量不超过5cm，点夯结构后采用满夯，经实际施工测量，沉降量均达到设计要求。应用过程中，首先，应鉴定上报湿陷性黄土的类别、等级以及场地因素，因为强夯的夯击能量，夯点布置，夯击深度，夯击次数和遍数因场地而异，土的含水量、孔隙比以及夯击的单位面积夯击能对于湿陷性黄土的强夯有效加固深度起着重要的作用。而设计单位不可能对每处点都进行参数设计，所以鉴定上报黄土土体情况，确定是否采用强夯施工方案是重要的；其次，由于强
11、夯影响深度内土的含水量差异，会导致局部处理效果不佳，对于此种情况必须采取土的增湿或者减湿措施，以免出现橡皮土的情况。如果出现这种情况，应立即停止夯击，当晾晒一定时间后，在夯击坑内加入碎石类的粗骨料，继续夯击；第三，强夯处理过的黄土地基在抗水性、动力特性与减震性能等方面不好，必须同时采取防水及排水措施，还要严格控制处理土层中的含水量，否则将发生工程事故；第四，施工中在控制关键工序上严把质量关，在根据设计划分的等级，严格把握落距、夯距、夯击次数等，并测量最后两遍沉降量，控制在5cm内，不合格的继续夯实；第五，强夯结束后，检测重点是判定他的有效加固深度是否达到设计要求，因为有效加固深度的第一标准应是
12、消除湿陷性，也就是s0.015作为判别指标，所以检测手段应采用探井取土而不扰动式样进行检测。当这一指标达到要求，路基基底承载力要求也可以满足。在强夯施工中，在安全和环保方面应着重注意一下几点：由于强夯施工会带有大量的噪音和震感，所以施工时间尽量安排在不打扰附近居民休息的时候；必要时观察附近结构物的布置及强度情况，发现有不良现象要及时联系有关部门采取补救措施，以免发生意外事故；在现场操作方面，注意检查挂钩的强度，桅杆在断钩高度处的缓冲措施，以及驾驶员前挡玻璃的完好性，工人必须佩戴安全帽和必要的安全装备；施工期间避免车辆或者人员经过，并且设置警示牌。3.2 灰土垫层法施工技术灰土垫层应注意的问题，
13、首先是地基土的含水量，对于含水量较大，或者曾局部基坑进水这，要采取相应的措施，例如晾晒等，严格控制灰土的最佳含水量，对接近最佳含水量时，宁小勿大，偏大时土体强度则明显下降，变形明显增大；其次，垫层处理的宽度要达到规范要求，使碾压设备能充分碾压到位；第三，要严格把握质量关，设计灰土垫层厚度为每层20cm，实际施工要把虚铺厚度把握在22-25cm内，并逐层检测压实度，达到设计及规范要求。在环保方面要求较高，按设计要求，灰土需现场摊铺后用路拌机现场拌和灰土，所以尽量避免风大时施工，避免造成白灰飞扬，污染环境。3.3 灰土桩挤密法施工技术施工前放线，要对宽度，中心线等经行检测并预留夯实的下沉余量，以便
14、在成桩后拍打底夯预沉量；第二，待作业面检验后，可以定桩位及中心线，检查无误后流水作业，按单元划分大的施工段依次施工；第三，要保证桩的孔径大小和垂直度，并及时夯填灰土。灰土挤密桩主要是通过三种作用加固地基：3.3.1 挤密作用，挤密桩是成孔过程中横向加密土层，施工成孔套管打入黄土层时，桩管周围地基土受水平挤压作用，从而管周围内的土在水平各个方向产生位移，减少孔隙率，增加密实度，部分或者全部消除湿陷性。这就要求在打孔过程中桩径，桩长，桩距须满足设计要求，才能有效挤、均匀的挤密桩间土，使处理范围内的湿陷性黄土更好的修成一个整体，不留局部缺憾。3.3.2 置换作用，在挤密桩成桩后，由于桩的变形模量远大
15、于桩间土的变形模量，在挤密桩与地基土的共同作用下，刚度较大的桩受到较大的附加应力，消除了持力层内大量的压缩变形和湿陷变形的不利因素。在灰土桩施工中，原土层中的土体不需出渣，就是这个原理，在施工中按单元划分大的施工段依次施工，成片处理可以更好的起到置换加固的作用。3.3.3 化学作用，在灰土桩钙化过程中，吸收周围土体的水分而膨胀，对周围土体产生进一步的挤密作用，在生石灰吸水生成氢氧化钙的过程中发热作用使得土体部分水份蒸发，加速土体的固结过程，因而提高了复核地基承载力。这就要求灰土桩在灰土拌合，回填灰土的质量和压实度三个方面需加强控制，这样才能使化学加固作用起到更好的效果。灰土挤密桩工艺要求较严格
16、，综上所述，桩身质量方面重点把握成桩桩径、桩长、间距和灰土桩回填灰土质量和压实度，环保方面仍要严格控制拌和灰土与施工过程中的灰料污染问题。3.4 冲击压实法施工技术在本标段，个别黄土深厚较浅的地段，采取冲击压实施工措施，获得了良好的处理效果，同时也填补了如上几种主要方案的缺点，冲击压实施工措施在细节方面很简单，只要把握好碾压机械的速度和保证碾压范围，就会收获良好的效果。这种方法在安全方面应重点注意，含水量大容易陷车、路基边缘地段施工要仔细处理，还要注意行车干扰等问题，不要因为冲击压实机械行驶速度慢而放松警惕。处理高含水率湿陷性黄土路基基底的方法还有很多，上述几种路基基底处理的施工措施，是在综合
17、考虑工程质量、进度、工期、安全、成本等众多因素后选择的，在西商5标路基工程路基基底处理中得到了合理的利用。不管采用何种措施，只要有严密的质量、安全控制手段，都可以经济而有效的处理好高含水率湿陷性黄土路基基底。对于高含水率湿陷性黄土地基处理措施选择问题既要十分重视，又不能过于保守，合理选用处理措施，对于加快建设速度，降低工程造价具有很重要的实际意义。 源:考试大-岩土工程师 路桥求职 路桥招聘 路桥英才网 英才网 测量学模拟试卷一、 单项选择题（每小题1 分，共20 分）在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。得分评卷人复查人1经纬仪测量水平角时，正倒镜瞄
18、准同一方向所读的水平方向值理论上应相差（A ）。A 180 B 0 C 90 D 2702. 1：5000地形图的比例尺精度是（ D ）。A 5 m B 0.1 mm C 5 cm D 50 cm 3. 以下不属于基本测量工作范畴的一项是（ C）。A 高差测量 B 距离测量 C 导线测量 D 角度测量4. 已知某直线的坐标方位角为220，则其象限角为（D ）。A 220 B 40 C 南西50 D 南西405. 由一条线段的边长、方位角和一点坐标计算另一点坐标的计算称为（A ）。A 坐标正算 B 坐标反算 C 导线计算 D 水准计算6. 闭合导线在X轴上的坐标增量闭合差（ A ）。A为一不等于
19、0的常数 B 与导线形状有关 C总为0 D 由路线中两点确定7. 在地形图中，表示测量控制点的符号属于（D ）。A 比例符号 B 半依比例符号 C 地貌符号 D 非比例符号8. 在未知点上设站对三个已知点进行测角交会的方法称为（A ）。A 后方交会 B 前方交会 C 侧方交会 D 无法确定9. 两井定向中不需要进行的一项工作是（C ）。A 投点 B 地面连接 C 测量井筒中钢丝长度 D 井下连接10. 绝对高程是地面点到（ C ）的铅垂距离。A 坐标原点 B任意水准面 C 大地水准面 D 赤道面11下列关于等高线的叙述是错误的是：（A ）A 高程相等的点在同一等高线上B 等高线必定是闭合曲线，
20、即使本幅图没闭合，则在相邻的图幅闭合C 等高线不能分叉、相交或合并D 等高线经过山脊与山脊线正交12下面关于非比例符号中定位点位置的叙述错误的是（B ）A几何图形符号，定位点在符号图形中心B符号图形中有一个点，则该点即为定位点C宽底符号，符号定位点在符号底部中心D底部为直角形符号，其符号定位点位于最右边顶点处13下面关于控制网的叙述错误的是（D ）A 国家控制网从高级到低级布设B 国家控制网按精度可分为A、B、C、D、E五等C 国家控制网分为平面控制网和高程控制网D 直接为测图目的建立的控制网，称为图根控制网14下图为某地形图的一部分，各等高线高程如图所视，A点位于线段MN上，点A到点M和点N
21、的图上水平距离为MA=3mm，NA=2mm，则A点高程为（A ）ANM373635A 36.4m B 36.6m C 37.4m D 37.6m100301303010030DCBA15如图所示支导线，AB边的坐标方位角为，转折角如图，则CD边的坐标方位角为（ B ）A B C D16三角高程测量要求对向观测垂直角，计算往返高差，主要目的是（D ）A 有效地抵偿或消除球差和气差的影响B 有效地抵偿或消除仪器高和觇标高测量误差的影响C 有效地抵偿或消除垂直角读数误差的影响D有效地抵偿或消除读盘分划误差的影响17下面测量读数的做法正确的是（ C ）A 用经纬仪测水平角，用横丝照准目标读数B 用水准
22、仪测高差，用竖丝切准水准尺读数C 水准测量时，每次读数前都要使水准管气泡居中D 经纬仪测竖直角时，尽量照准目标的底部18水准测量时对一端水准尺进行测量的正确操作步骤是（ D ）。A 对中-整平-瞄准-读数 A 整平-瞄准-读数-精平C 粗平-精平-瞄准-读数 D粗平-瞄准-精平-读数19矿井平面联系测量的主要任务是（ D ）A 实现井上下平面坐标系统的统一 B 实现井上下高程的统一C 作为井下基本平面控制 D 提高井下导线测量的精度20 井口水准基点一般位于（ A ）。A 地面工业广场井筒附近 B 井下井筒附近C 地面任意位置的水准点 D 井下任意位置的水准点二、 填空题（每空2分，共20分）
23、得分评卷人复查人21水准测量中，为了进行测站检核，在一个测站要测量两个高差值进行比较，通常采用的测量检核方法是双面尺法和 。22直线定向常用的标准方向有真子午线方向、_磁北方向_和坐标纵线方向。23地形图符号一般分为比例符号、_半依比例符号_和不依比例符号。24 井下巷道掘进过程中，为了保证巷道的方向和坡度，通常要进行中线和_的标定工作。25 测量误差按其对测量结果的影响性质，可分为系统误差和_偶然误差_。26 地物注记的形式有文字注记、 _ 和符号注记三种。27 象限角的取值范围是： 0-90 。28 经纬仪安置通常包括整平和 对中 。29 为了便于计算和分析，对大地水准面采用一个规则的数学
24、曲面进行表示，这个数学曲面称为 参考托球面 。30 光电测距仪按照测量时间的方式可以分为相位式测距仪和 差分 。三、 名词解释（每小题5分，共20分）得分评卷人复查人31竖盘指标差竖盘分划误差32水准测量利用水准仪测定两点间的高差33系统误差由客观原因造成的具有统计规律性的误差34视准轴仪器望远镜物镜和目镜中心的连线四、 简答题（每小题5分，共20分）得分评卷人复查人35简述测回法测量水平角时一个测站上的工作步骤和角度计算方法。对中，整平，定向，测角。观测角度值减去定向角度值36什么叫比例尺精度？它在实际测量工作中有何意义？图上0.1毫米在实地的距离。可以影响地物取舍37简述用极坐标法在实地测
25、设图纸上某点平面位置的要素计算和测设过程。38高斯投影具有哪些基本规律。五、 计算题（每小题10分，共20分）得分评卷人复查人39在1：2000图幅坐标方格网上，量测出ab = 2.0cm, ac = 1.6cm, ad = 3.9cm, ae = 5.2cm。试计算AB长度DAB及其坐标方位角AB。abdceBA120014001600180040从图上量得点M的坐标XM=14.22m, YM=86.71m；点A的坐标为XA=42.34m, YA=85.00m。试计算M、A两点的水平距离和坐标方位角。测量学 标准答案与评分说明一、 一、 单项选择题（每题1分）1 A； 2 D； 3 C； 4
26、 D； 5 A； 6 C； 7 D； 8 A； 9 C； 10 C；11 A；12 D；13 B；14 A； 15 B；16 A；17 C；18 D； 19 A；20 A二、 二、 填空题 （每空2分，共20分）21 变更仪器高法22 磁北方向23 半依比例符号（或线状符号）24腰线25偶然误差26数字注记27 大于等于0度且小于等于90度（或0, 90）28 对中29 旋转椭球体面30 脉冲式测距仪三、 三、 名词解释（每题5分，共20分）31竖盘指标差：在垂直角测量中，当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向其正确位置90度或270度，而是与正确位置相差一个小角度x, x即为竖盘指标差
27、。32 水准测量：利用一条水平视线并借助于水准尺，测量地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的测量工作。33 系统误差：在相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。34视准轴：望远镜物镜光心与十字丝中心（或交叉点）的连线。四、 四、 简答题（每题5分，共20分）35（1）在测站点O上安置经纬仪，对中，整平（1分）（2）盘左瞄准A点，读数LA，顺时针旋转照准部到B点，读数LB，计算上半测回角度O1=LB-LA； （2分）（3）旋转望远镜和照准部，变为盘右方向，瞄准B点读数RB，逆时针旋转到A点，读数RA，计算下
28、半测回角度O2=RB-RA； （3分）（4）比较O1和O2的差，若超过限差则不符合要求，需要重新测量，若小于限差，则取平均值为最终测量结果 O = （O1+O2）/2 （5分）36 图上0.1mm对应的实地距离叫做比例尺精度。（3分）其作用主要在于：一是根据地形图比例尺确定实地量测精度；二是根据地形图上需要表示地物地貌的详细程度，确定所选用地形图的比例尺。（5分）37 要素计算：从图纸上量算待测设点的坐标，然后结合已有控制点计算该点与控制点连线之间的方位角，进而确定与已知方向之间所夹的水平角，计算待测设点到设站控制点之间的水平距离。（3分）测设过程：在设站控制点安置经纬仪，后视另一控制点，置度
29、盘为0度，根据待定方向与该方向夹角确定方向线，根据距离确定点的位置。（5分）38 高斯投影的基本规律是：（1） （1） 中央子午线的投影为一直线，且投影之后的长度无变形；其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线，且以中央子午线为对称轴，离对称轴越远，其长度变形也就越大；（2） （2） 赤道的投影为直线，其余纬线的投影为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴；（3） （3） 经纬线投影后仍保持相互正交的关系，即投影后无角度变形；（4） （4） 中央子午线和赤道的投影相互垂直。评分说明：答对一条得2分，答对三条即可得满分。五、 五、 计算题（每题10分，共20分）39 bd = ad ab = 1.9c
30、m， 因此X = -38m； ce = ae ac = 3.6cm, 因此Y = -72m; （3分） (或由图根据比例尺和距离计算A、B两点的坐标) 因此距离为：81.413m （6分）AB的方位角为：2421033 （10分）（方位角计算应说明具体过程，过程对结果错扣2分）40 X = XA XM = 28.12m, Y = YA YM = -1.71m (2分) 距离d = (X2 + Y2)1/2 = 28.17m （5分） 方位角为：356 3112 （应说明计算过程与主要公式） （10分） 可通过不同方法计算，如先计算象限角，再计算方位角。说明：在距离与方位角计算中，算法公式对但结果错各1分测量学试卷 第 12 页（共 7 页）
