二級建造師公路工程輔導(dǎo):公路工程中的軟基鑒別試驗(yàn)和處治

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公路工程中的軟基變更試幾乎每條公路都會面臨著的問題,本文試圖從工程實(shí)踐中對當(dāng)前軟土路基的試驗(yàn)處置做一些有益的探討。一般對于軟基工程的確認(rèn),施工、監(jiān)理與業(yè)主之間總是有不一致的地方,因?yàn)檫@牽涉到較大工程量的變更,變更有兩方面的變更,一是對設(shè)計(jì)軟基工程量的變更,由于設(shè)計(jì)上各方面的原因,施工單位在施工中對深度和廣度會提出一些變更的申請;二是施工單位在實(shí)測工程時(shí)會發(fā)現(xiàn)一些原設(shè)計(jì)上沒有但施工中卻存在的軟基。不管是那種情況,都應(yīng)認(rèn)真對待,否則對將來路基的穩(wěn)定性將產(chǎn)生嚴(yán)重的隱患。
    軟基在公路工程施工中的先后問題,按理講應(yīng)是利用大規(guī)模的路基施工之余,分段處理。我單位所承建的湖南某高速公路,凡變更超過50000元均須報(bào)請業(yè)主批準(zhǔn),變更周期比較長,申報(bào)程序較復(fù)雜,另外,該地區(qū)入場初期逢較長雨季,鑒于此種情況,我們采取了集中精力對全線軟基的辨識確認(rèn),事實(shí)證明,在此種情形之下,該方法處置得當(dāng),早期的這些工作為日后大規(guī)模施工創(chuàng)造了條件。
    軟土路基的確定,是一項(xiàng)比較容易引起爭議的工作,正因?yàn)槿绱?,才有必要對軟基的研究進(jìn)一步加強(qiáng),用比較量化的試驗(yàn)指標(biāo)來控制。在確定軟土?xí)r要查明軟土及與之相存在的一般土層的成因及類別、范圍、物理力學(xué)性質(zhì)及必要的水理化學(xué)性質(zhì)。
    然而對軟土的鑒別由于各省區(qū)各公路工程的軟土成因不盡相同,故而其性質(zhì)也千差萬別,濱海、谷地、河灘、湖沼等各處辨別也應(yīng)區(qū)別對待,不宜生搬硬套標(biāo)準(zhǔn)。因此我們對本路段的主要軟基取樣并作了試驗(yàn),所得數(shù)據(jù)如下
    樁號深度(m)天然含水量w(%)天然密度ρ(g/cm3)比重γ液限wl(%)塑限wp(%)塑指孔隙比e(%)孔隙率n(%)飽和度Sr(%)
    K177+140 4 37.3 1.446 2.723 30.6 20.3 10.3 1.583 61.3 64.2
    K177+140 2 39.7 1.357 2.723 30.9 20.5 10.4 1.799 64.3 60.1
    K174+800右4米 2 48.5 1.186 2.723 45.1 26.7 18.4 2.404 70.6 54.9
    K175+430左13米 2 50.4 1.118 2.681 59.8 32.2 27.6 2.606 72.3 51.9
    DK0+370左1米 1 51.4 1.120 2.783 / / / 2.762 73.4 51.8
    EK0+150右2米 1.5 59.4 1.018 2.591 46.5 29.2 17.3 3.057 75.4 50.3
    由以上數(shù)據(jù)分析可得出以下規(guī)律:
    1.一般天然細(xì)粒土的天然密度在1.60~1.75 g/cm3之間,而水又是不可壓縮的,密度遠(yuǎn)小于土的天然密度1.60~1.75 g/cm3,所以對于同樣的土質(zhì)含水量的增加必然導(dǎo)致土體干密度的減小。
    2.液塑限的因素。由以上結(jié)果分析,液塑限對軟基的斷定并非必然的連系,事實(shí)上,在本工程中,我們遇到了相當(dāng)多的高液限土(約為60%),并且用這些高液限土填筑路基,若處理得當(dāng)效果也不錯。當(dāng)然了,高液限土(wl>50%)是一種不適宜材料,擊實(shí)試驗(yàn)表明液限大,含水量也較大,自然對應(yīng)的干密度就會較小,一般高液限粘土的干密度為1.55~1.65g/cm3。
    3.孔隙比。孔隙比與含水量有較大的關(guān)系,其公式為e0=Gρw(1+w)/ρ-1
    (式中:ρw為水的密度,G為土粒比重,ρ為濕密度,w為含水量)
    其中若w較大將導(dǎo)致分母ρ較小,必然導(dǎo)致e0較大。事實(shí)上,軟土的G并未見有特別之處,因此可以說w較大程度地決定了e0的大小。
    本工程推薦使用荷蘭輕型觸探儀來鑒別軟土,其構(gòu)造如下圖,
    使用方法:開溝清表30cm厚之后的連續(xù)第3個(gè)晴天,現(xiàn)場測試地基,當(dāng)滿足Cu≥25Kpa時(shí)即位軟土深度,軟基探測每斷面間距10米,布置5個(gè)測點(diǎn),或以5mx5m方格網(wǎng)“十”字角點(diǎn)作為觸點(diǎn)。該儀器應(yīng)經(jīng)過原狀土試驗(yàn),進(jìn)行偏差校正,一般地
    Rd=m2hN/(20(Ti+M)A)
    Cu=0.02Rd
    式中:Rd——動貫入阻力(Kpa)
    Cu——不排水抗剪強(qiáng)度(Kpa),土的抗剪強(qiáng)度為τ=σ?tgΨ+c,τ與作用在滑動面上的正應(yīng)力無關(guān),故記τmax=Cu。也有依據(jù)緊密程度取Cu=(0.02~0.033)Rd的
    h——降落高度0.5米
    20——貫入深度20cm
    Ti——凈重(限位器、導(dǎo)桿、探頭、及桿件總和)。本試驗(yàn)室觸探儀的Ti為8.35kg,若加桿每根2.45k