南寧市孤立地下水控制塊立地條件下膨脹土的膨脹動(dòng)力分析

南寧市孤立地下水控制塊立地條件下膨脹土的膨脹動(dòng)力分析

地方及沿海地區(qū)分布南寧位于廣西南部的西關(guān)。它位于東1074510851，西北22132332之間。南寧地貌以高海拔平地為主,北部有頂部海拔600米低山一座,東部分布較低丘陵若干。山地及丘陵占市區(qū)總面積的20%左右。西江自西而東穿過南寧市區(qū),另有郁江、右江、左江、紅水河、武鳴河、八尺江等在區(qū)域內(nèi)流經(jīng)或者匯集。南寧市平地第四系較厚,90%以上平地第四系厚度0.6米以上,40%以上的平地第四系厚度在2.0米以上。但同樣因?yàn)槟蠈幍貐^(qū)豐富的水系和相對(duì)肥沃的土壤,南寧地區(qū)往往需要在流動(dòng)性和膨脹性較強(qiáng)的土地上進(jìn)行施工。1高速及西北沿邊地區(qū)本研究工程為某二級(jí)公路系統(tǒng),公路連接永安路與X027縣道,永安路是連接西寧市政道路與G7211機(jī)場(chǎng)高速的主要道路,而此公路雖然在較厚的第四系土層上建設(shè),但其主要功能是聯(lián)結(jié)馬頭山開發(fā)區(qū)與G7211機(jī)場(chǎng)高速及西寧市區(qū)。道路寬度30米,長(zhǎng)度3千米,設(shè)計(jì)通車量每天7000輛。工程壓覆第四系土層厚度3.6~7.2米,以道路中線兩側(cè)擴(kuò)展1500米為考察區(qū),考察區(qū)內(nèi)第四系厚度0.6~11.4米,豐水期區(qū)域內(nèi)淺層地下水受到西江等水系直接補(bǔ)給,枯水期區(qū)域內(nèi)淺層地下水向西江等水系反補(bǔ)給,所以區(qū)域內(nèi)淺層地下水埋深變化幅度在地表下4~8米變化。這使得工程區(qū)域地陷地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重,土壤的周期性膨脹壓力對(duì)道路路基的損壞作用較為嚴(yán)重。地表以下約1.3~1.5米有1層賦存穩(wěn)定的含水流沙層(底板),該流沙層厚度0.2~0.3米深,是地表土壤含水量補(bǔ)給的主要脈絡(luò)。2土壤處理方法2.1實(shí)、壓實(shí)和測(cè)量指標(biāo)將表土剝離約1.5~1.6米深,完整揭露流沙層底板,將底板土地使用手推式夯土機(jī)打?qū)?進(jìn)而使用振動(dòng)式13噸三軸羊足壓路機(jī)壓平。使用地平儀測(cè)量該水平距離設(shè)計(jì)標(biāo)高的距離,使用粒度0.5mm以下的粉煤灰拌合粒度2~4mm的石粉壓實(shí)到-1500標(biāo)高。以上形成本工程的土基礎(chǔ)。2.2地下水阻水層設(shè)計(jì)道路中心線兩側(cè)18米采用0.8米排距深孔劈裂水泥注漿,形成阻水層,因?yàn)榈叵滤a(bǔ)給方向與道路走向一致,所以阻水層的設(shè)置對(duì)地下水的自然流向影響較小。2.3生石灰阻水層的鋪設(shè)阻水處理之后的土基礎(chǔ)具有了一定的穩(wěn)定性,其地下水?dāng)_動(dòng)較小,所以上覆各層主要目的為吸收和抵抗土基礎(chǔ)的小幅度膨脹及變形帶來的形變。I層是在粉煤灰基層上鋪設(shè)生石灰80mm,使用壓路機(jī)軋實(shí)到20mm,部分生石灰滲入粉煤灰層。生石灰可以有效吸收施工過程中進(jìn)入到基礎(chǔ)內(nèi)的水分,形成水合物,構(gòu)成致密的阻水層。所以鋪設(shè)過程中,生石灰不需要單獨(dú)補(bǔ)水。生石灰上鋪設(shè)三合土并逐步軋實(shí)至-500標(biāo)高。三合土是I層的主要材料,其可塑性好,承載力大,可以較大幅度的吸收基礎(chǔ)形變。三合土采用粒度35~50mm的石灰?guī)r骨料、配合粒徑4~6mm的石粉、摻入黏土中攪拌形成。軋實(shí)后,1.0米厚度的三合土可以吸收90%以上的參與形變。2.4混凝土硬化基礎(chǔ)硬化基礎(chǔ)利用其剛性對(duì)抗膨脹土基礎(chǔ)的形變問題,雖然正常狀態(tài)下年周期變化幅度100mm左右的土層在經(jīng)過2.1~2.3階段處理后,其變化幅度遠(yuǎn)小于10mm,但如果直接在三合土基礎(chǔ)上鋪設(shè)瀝青路面,此變化幅度也會(huì)對(duì)瀝青路面帶來致命的擾動(dòng)。文章設(shè)計(jì)300mm厚度的鋼筋混凝土硬化基礎(chǔ),分2層鋪設(shè),每層厚度150mm,每層底部20mm布置8mm圓鋼作為骨架的鋼筋編網(wǎng)作為抗拉支持系統(tǒng)。編網(wǎng)采用200mm×200mm的正方形網(wǎng)格,使用2#扎絲扎緊?；炷敛捎肅25預(yù)拌混凝土澆筑,使用振動(dòng)棒搗實(shí),頂部機(jī)械輔助抹平。2.5瀝青路使用防水改性瀝青路面鋪設(shè)2層共100mm,形成本項(xiàng)目路面。3問題和對(duì)策的分析3.1分列式路面設(shè)計(jì)本研究方法,完全避免了1.5m流沙層以上膨脹土變化給路基帶來的影響,阻斷了10米深度以內(nèi)的淺層地下水活動(dòng),但從仿真分析來看,此方案仍然會(huì)形成10mm左右的路基應(yīng)變,應(yīng)變過程存在約5%的不均一性,導(dǎo)致路面可能發(fā)生較強(qiáng)的剪力。本設(shè)計(jì)路面為分列式路面,中間設(shè)立安全島隔離帶,減小了單一混凝土塊的跨度,以求減輕這種不均一性。同時(shí),在路面上每隔30~50米設(shè)立泄壓槽,使得路快寬度孤立為8×50米,最大程度上減輕了道路變形壓力。3.2施工質(zhì)量差、民防災(zāi)害預(yù)防本系統(tǒng)可能出現(xiàn)以下施工質(zhì)量問題導(dǎo)致基礎(chǔ)地質(zhì)災(zāi)害防御能力,導(dǎo)致道路基礎(chǔ)的膨脹壓力控制力減弱。3.2.1降低地面施工工藝路面夯實(shí)過程是本工程執(zhí)行的重點(diǎn),如果夯實(shí)過程不能使土基礎(chǔ)達(dá)到足夠的密實(shí)度,會(huì)使得地下水控制作用減弱。而夯實(shí)不徹底帶來的地下水作用增強(qiáng)導(dǎo)致的路面土基礎(chǔ)膨脹過程加劇,很容易損壞路面。此問題對(duì)策只有加強(qiáng)施工質(zhì)量管理,采用逐層審核和篩查的方式,找到施工質(zhì)量問題,防止出現(xiàn)因?yàn)樯细猜访媸┕ぱ谏w下層路基問題的情況。3.2.2嚴(yán)格質(zhì)量管理,解決施工質(zhì)量問題施工用到的隔水砂層、三合土、混凝土、改性瀝青都牽扯到材料配比問題,只有嚴(yán)格工程質(zhì)量管理對(duì)材料配比嚴(yán)格控制,才可以在源頭上解決施工質(zhì)量問題。3.2.3路面異物的治理因?yàn)榇蟛糠值缆返匿佋O(shè)過程都允許行人就近通過,這個(gè)過程嚴(yán)重?cái)_亂路面的整潔度,不少煙盒、塑料袋、塑料瓶等雜物會(huì)在施工基層上丟棄,甚至不少生活垃圾也會(huì)在路面基層上傾倒。這些雜物對(duì)路面施工質(zhì)量帶來較嚴(yán)重的問題。建立施工場(chǎng)地行人管理制度,請(qǐng)交通及公安機(jī)關(guān)協(xié)助管理隨意破壞施工的周邊居民及行人,是減少路面雜物的有效措施。同時(shí)施工過程中也應(yīng)該嚴(yán)防其他建筑材料及移出物混入路基表面。3.2.4施工時(shí)的穩(wěn)定性因?yàn)橹型境霈F(xiàn)降水等強(qiáng)對(duì)流天氣可能造成路面的積水和積雪,這種狀態(tài)下直接進(jìn)行施工,會(huì)直接擾亂拌合物的穩(wěn)定性和配比,嚴(yán)重時(shí)可能造成其應(yīng)力應(yīng)變特性發(fā)生變化。路面因?yàn)橥饬安划?dāng)施工也可以引起損壞,損壞過的路面必須經(jīng)過修復(fù)和鑒定后才可以繼續(xù)下一步施工。3.2.5質(zhì)量問題的影響道路路基施工過程中使用到的石子、石粉、生石灰、鋼筋、水泥等建材,較容易出現(xiàn)不健康供應(yīng)鏈帶來的建材質(zhì)量問題,這些質(zhì)量問題可能從源頭上直接影響施工質(zhì)量。嚴(yán)格招投標(biāo)制度,嚴(yán)防招投標(biāo)腐敗過程,堅(jiān)決打擊在招投標(biāo)過程中認(rèn)為干涉招投標(biāo)結(jié)果的企業(yè)工作人員,是實(shí)建材現(xiàn)質(zhì)量管理的唯一有效途徑。4完善質(zhì)量管