路基施工要点关键词:30cm混渣+20cm碎石+4层20cm灰土本人有幸于三月中旬到六月上旬间在天津市塘沽区的天津大道项目实习,以实习期间对天津大道项目路基工程的了解和认识为素材,并按照工程施工的顺序分析路基施工中的要点编纂论文。一、天津地区气象水文及地质情况天津位于北半球暖温带,中纬度亚欧大陆东岸,四季分明,介于大陆性欲海洋性气候的过渡带上,属于半湿润季风气候。春季干燥多风,冷暖多变;夏季温高湿重,雨热共济;秋季天高云淡,风和日丽;冬季寒冷干燥,雨雪稀少。年平均气温1~12℃,七月平均气温25.9℃,一月平均气温-5℃,极端最低气温-21℃,极端最高气温40.3℃。年平均降雨652.5mm,一日最大暴雨量304.4mm,最大积雪深度29mm。春秋两季降雨量分别占全年的10%和14%;夏季6月中旬~9月中旬为雨季(汛期),平均雨日34天左右,占全年降水量的73%以上;冬季与血量占全年的1%~3%.天津地区位于海河流域下游,海河水系是华北地区最大水系,本工程自北向南,横贯扇面中央,共永定河、中亭河,子牙河等3条一级河道,龙河、中泓故道、南运河等3条二级河道,并且沿线灌溉、排水渠道密布,基本形成排灌水网系。二、天津大道工程概况天津大道连接天津市中心城区小白楼商务区与滨海新区于家堡、响罗湾商务区,为城市快速路,西起外环线津沽立交,东至中央大道,双向八车道,设计行车速度80km/h。三、材料要求(一) 路基填土1、路基填料宜优先选用级配良好的砾类土、砂类土作为填料,泥炭、淤泥冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土等,不得直接用于填筑路基。2、本工程位于冰冻地区,严禁采用未经处理的粉质土直接填筑路基。当采用其他细土时,路基填料CBR应满足要求。此外,液限大于50%,塑性指数大于26的细粒土不得直接作为路基填料。3、禁止使用沼泽土、泥炭及淤泥、含有树根、树桩、易腐朽物质或有机质含量大于5%,氯盐含量大于3%,碳酸盐含量大于0.8%的土。4、中央分隔带及绿化带填土按绿化回填要求进行填筑。5、细粒土尽可能粉碎,粒径不得大于15mm。(二) 碎石1、碎石中不含植物残体、垃圾等杂物。2、最大粒径应小于30mm,要求其压碎值不超过30%、强度不小于15MP(未筛分碎石)。3、 碎石的颗粒组成应符合JTJ034-2000中第2.2.1.6中2#级配要求,为方便施工,宜采用10~30mm的粗集料,5~10mm的中集料,0~5mm的石屑细集料三种粒料配合。3、池塘路基处理碎石垫层用碎石强度不小于15MP(未筛分碎石),最大粒径应小于150mm,通过20mm筛孔的选料不得超过总量的30%,通过0.075mm筛孔的选料不超过总量的10%。(三) 钢塑双向土工格栅1、钢塑双向土工格栅应采用凸结点形式,以保证连接牢靠,其性能要求如下:纵向抗拉强度:≥80KN 横向抗拉强度:≥80KN伸缩率:≤3% 结点剥离力:≥350N2、同时为尽量减少搭接程数量,钢塑双向土工格栅幅宽不宜小于4m。(四) 石灰1、石灰应采用消石灰或生石灰粉;消石灰中不得有未消解的生石灰颗粒,石灰等级应在三级以上。2、 如采用生石灰,钙质生石灰中有效氧化钙氧化镁的含量应大于70%;如采用消石灰,钙质消石灰中有效氧化钙氧化镁的含量应大于50%。3、石灰剂量=石灰质量/干土质量,生石灰块应在使用前7~10天充分消解。消解的生石灰应保持一定的湿度,不得产生扬尘,也不得过湿成团。消石灰宜过孔10mm的筛,并尽快使用。(五) 水泥1、 水泥应符合国家技术标准的要求,宜采用42.5MPa的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。(六) 土壤固化剂1、土壤固化剂采用液粉土壤固化剂路邦EN-1(浓缩液),固化剂浓缩液掺入剂量为0.014%,或根据实验确定。2、土壤固化剂的技术性能指标应符合现行行业标准《土壤固化剂》CJ/T3073的规定,溶液的固体含量不得大于3%,不得有沉淀或絮状现象。(七) 水应采用饮用水或PH大于或等于6的水。四、施工程序(一)路基表层整体处理方案由于本工程均处于稻、苇地等潮湿地段,路基填筑前应清除地表草皮、树根、腐殖土、垃圾、杂物等,路基清表30cm后大致找平并进行碾压,压实度应符合设计(90%)要求,如达不到压实度要求,可采用5%戗灰处理;如戗灰0~50cm仍达不到压实度要求,需换填50cm碎石垫层,以加快工程进度。路基填筑高度小于路面和路床总厚度时,应将地基表层土进行超挖并分层回填压实,处理深度不应小于路床底面。工程所处区域为平原地貌,土质为粘土或粉质粘土,地下水丰富,土质含水量较高,全线路基处于潮湿、中湿状态,因此需要对路基表层按实际情况分别进行处理方可进行路基填筑。1、填土高度大于2m的路段(路床最低点距清表后地表距离):地表整平后晾晒,对露出地下水的路段应设置临时排水沟,排除地表积水,经推土机排压后填筑30cm混渣,经12t以上压路机碾压3~4遍后通铺双向土工格栅,土工格栅反包其上灰土层(20cm厚,5%戗灰)2m,继续分层填筑分层压实灰土(5%戗灰,如达不到相应层位压实度及强度要求,增加灰量至8%)至路床顶以下80cm,对无法承受12t以上压路机地段应增加混渣厚度,各层压实度及强度满足设计说明的要求。2、 填土高度大于1.3m、小于2m的路段(路床最低点距清表后地表距离):地表整平后晾晒,对露出地下水的路段应设置临时排水沟,排除地表积水,经推土机排压后填筑40cm混渣,经18t以上压路机碾压3~4遍后通铺双向土工格栅,土工格栅反包其上灰土层(20cm厚,5%戗灰)2m,继续分层填筑分层压实灰土(5%戗灰,如达不到相应层位压实度及强度要求,增加灰量至8%)至路床顶以下80cm,对无法承受18t以上压路机地段应增加混渣厚度,各层压实度及强度满足设计说明的要求。3、填土高度小于1.3m的路段(路床最低点距清表后地表距离):地表应继续下挖至距路床顶1.3m的高度,排除地表积水后晾晒,经推土机排压后填筑30cm混渣,经18t以上压路机碾压2~3遍后继续填筑20cm的碎石,在混渣和碎石之间通铺双向土工格栅,土工格栅反包其上碎石2m,碎石经18t压路机碾压3~4遍后用平地机刮平碎石层准备填筑灰土。(二)混渣填筑1、混渣填筑厚度较大时应分层填筑分层压实,每层以20~25cm为宜2、混渣填筑时应严格控制含水量,对于含水量较大的应进行适当的晾晒方可以进行碾压。而且应避免使用含土量过大的混渣,如果有含土量较大的材料进场,应先进行堆备,待其他含土量较少的混渣进场时掺拌后填入路基中。3、混渣的强度应保证不小于15MP,最大粒径应保证小于150mm,通过20mm筛孔的选料不得超过总量的30%,其通过0.075mm的不超过总量的10%,大粒径渣石应填筑在下部,小粒径渣石填筑在上层,保证混渣顶的平整度(误差不超过2cm)空隙较大时应扫入石渣(未筛分),或石屑填充,上部可填筑渣石或石屑。4、雨天时注意对基槽进行排水,杜绝在含水量过大的情况下对混渣进行碾压。5 、为避免地基产生过分扰动造成地基基底无法压实,压路机在碾压过程中严禁使用震动碾压。但与此同时为保证填料的密实性,在碾压过程中横向接头要重叠50cm进行碾压,做到无漏压,保证碾压均匀,且严格控制碾压遍数为四遍。碎石填料与混渣碾压要求相同。(三)碎石填筑1、由于碎石填筑厚度仅为20cm,应严格控制混渣顶面高程,杜绝混渣侵入碎石填筑范围,减少碎石填筑厚度。2、碎石填料粒径应控制在5cm以内,其通过0.075mm的总量不超过总量的10%,且级配良好,无杂物。3、使用碎石强度不小于15MP(未筛分碎石)。4、大粒径碎石应填筑在下部,小粒径碎石填筑在上层,保证碎石顶的平整度(误差不超过2cm)。(四)钢塑双向土工格栅的铺设1、土工格栅存放及铺设直接接触的填料中严禁含强酸性、强碱性物质、2、一般路段土工格栅的铺设应垂直于路堤轴线方向,桥头路基处理段土工格栅应顺路堤轴线方向铺设。3、土工格栅之间的连接应使用尼龙卡扣呈梅花型绑扎牢固,搭接长度不小于30cm,间距不得大于3各空格。4、土工格栅铺设完成后应及时填筑调料,避免受阳光长时间暴晒,铺设与填料填筑时间间隔应不超过48小时。5、施工中应采取措施避免是土工格栅受损,出现破损及时修补或更换。6、土工格栅下乘层应平整,铺设时应拉直、平顺、绷紧,紧贴下承层,不得扭曲褶皱。7、土工格栅上的第一层填料应采用轻型机械摊平和碾压,一切车辆及施工机械只允许沿路堤轴向方向行驶。8、铺设土工格栅时,应在路堤每边各预留不小于2m的长度,回折覆裹在已压实的填筑层面上,折回外露部分应用土覆盖。9、混渣层大致平整密实,大块石头尽量压到下层土中或者人工捡走,避免石块咯烂土工格栅。10、平地机在整平碎石时,下刀要注意掌握力度,发现土工格栅立即收刀,整平时现场必须有人紧盯,发现问题人工及时处理。(五)路基施工填土要求1、一般路基段填土处理(1)路基必须分层填筑分层碾压。每层最大压实厚度不宜超过20cm(当压实机械可以保证压实度并经现场试验、检测合格后可适当加大压实厚度),路床顶面最后一层压实厚度为20cm(遇特殊情况不满足设计要求是,最小压实厚度不得小于10cm)。(2)含水量应控制在压实最佳含水量±2%之内。(3)路基填筑宽度每侧应宽出填筑层设计宽度30cm,压实宽度不小于设计宽度,最后销坡。(4)路基表面应具有2%~4%的向外横坡,防止积水。为避免路基边坡被雨水冲刷,路基填筑过程中要求在路基下坡脚外两米处设置临时排水埝和排水设施。(5)征地边线外两侧各10m范围内禁止集中取土。(6)路基填筑范围内严禁作为施工便道使用。(7)路基填筑应均匀密实,路床顶面横坡于路拱横坡一致。(8)路基填土压实度、填料最小强度及最大粒径不小于表1要求。路基压实度、填料最小强度及最大粒径 表1项目分类 压实度(%)(重型压实标准) 填料最大粒径(cm) 填料最小强度(CBR)%路堤 上路床(0~30cm) ≥96 10 8下路床(30~80cm) ≥96 10 5上路堤(80~150cm) ≥94 15 4下路堤(>150cm) ≥93 15 3零填及路堑路床(0~30cm) ≥96 10 8注:表中所列压实度系按《公路土工试验规程》(JTJ051)重型击实实验法求得的最大干密度计算所得。(9)路基填土高度路基最小填土高度须保证不因地下水、地表水、毛细水及冻胀作用而影响稳定性。本工程为城市道路,路基设计最小填土高度应大于路床处于潮湿或中湿状态的临界高度。根据沿线各钻孔(钻探时间为6月份最不利季节)揭示的地下水位以及Ⅱ4区路基处于潮湿、中湿状态的临界高度计算的路基最小填土高度见表2。处于中湿、潮湿状态时的最小填土高度 表2名称孔位 ZK48 ZK49 ZK50 ZK51孔口标高 2.25 1.9 1.35 2.55静止水位埋深(m) 1.3 0.9 0.7 1.75水位标高(m) 0.95 1.00 0.65 0.80中湿状态路基设计标高(m) 3.90 3.95 3.60 3.75中湿填土高度(m) 1.62 2.02 2.22 1.17潮湿状态路基设计标高(m) 3.20 3.25 2.90 3.05潮湿填土高度(m) 0.95 1.35 1.55 0.52、特殊路基段处理(1)桥头引路段桥头引路路基填方路段处于中湿状态,应对现状地坪清表整平后,回填路基土,然后在距路床顶面以下40cm以下做20cm土壤固化剂固化石灰土(5%石灰)+20cm土壤固化剂水泥石灰土(2%水泥+3%石灰),保证土基不出现软弹现象。(2)池塘段路基处理○1路线在穿越大面积池塘及大型沟渠处应打坝、抽水、清淤、整平后分层填筑分层压实混渣(每层以20cm~30cm为宜)至距路床顶以下100cm处,通铺钢塑双向土工格栅后填筑20cm碎石,碎石之上分层填筑灰土。池塘、大型沟渠等边坡应开蹬成台阶状,蹬高0.4m,两步为一蹬,蹬宽≥0.6m,开蹬处铺设≥1.6m宽的钢塑双向土工格栅。○2路线经大面积池塘时,应将各池塘间堤埝铲平后再进行填筑混渣垫层、铺设土工格栅等工作,以确保路基整体性。(3)桥头路基处理○1桥头两侧地基处理根据地质条件、填土高度和施工周期,采用加固土桩(水泥搅拌桩)+石灰土(8%)的处理方式,加固土桩采用梅花形布置。加固土桩横向布置范围放坡一侧应超出引路坡脚以外至少1.0m。○2成桩后应凿出桩头50cm,桩顶先铺30cm碎石垫层,然后铺土工格栅,最后再铺30cm碎石垫层 。○3桥头处理范围控制在50m,根据处理前后恭候沉降差的情况,靠近桥头50m范围内(除台背回填)路堤填料采用8%石灰土,所填填料应分层碾压夯实,压实度要求达到重型90%。桥台后背回填采用14%石灰土分层碾压夯实。(六)灰土填筑施工时按照“四区段”和“八流程”进行。“四区段”即:“上土摊铺区、翻晒拌合区、整平碾压去、报验养生区”,“八流程”即:“上土、摊铺、翻晒、布灰、拌合、整平、碾压、养生”。具体施工工艺如下:1、试验标定在上土之前应取现场土样测定土的天然含水量及液塑限并进行标准击实试验确定最佳含水量和最大干密度。2、测量放样测量组准确放出道路中心线。3、路堤填筑时在取土场用挖掘机和装载机将土装入自卸汽车,运到填土路基处。根据路基宽度、自卸汽车方量及松铺厚度,用白灰洒线打网格,确定每车土的卸土位置,以保证填土厚度。4、素土摊铺粗平后,首先应根据虚铺系数追踪测定高程,在考虑虚铺系数的情况下若高程达不到设计值应及时采取措施补救,待满足要求后用铧犁和旋耕犁进行翻晒和粉碎。在上灰前,检查土的含水量,当接近最佳含水量时及时上灰。5、 摊铺石灰:素土整平稳压后,按眼路线走向5×10m打好方格,根据配比将每格需要的石灰量人工摊铺均匀。上灰时应保证灰土中无杂质、无未消解的灰块。6、 路拌机拌合:石灰摊铺完成后,均需用路拌机拌合,拌合遍数2遍以上,要用专人在路拌机后面随时检查拌合深度,拌合深度以打入路床顶以下5~10mm为宜,确保无素土夹层,保证拌合均匀色泽一致,没有灰花团和花条,检测混合料的含水量和灰剂量,含水量控制在最佳含水量1~2个百分点,灰剂量符合规范要求。7、 整平和碾压:用平地机、水准仪跟踪控制高程。当高程、横坡达到规范要求时,先用振动压路机稳压一遍,再用振动压路机振压两遍,然后用18~21t压路机进行碾压三遍,由路肩向路中心碾压,碾压时轮迹重叠1/2轮宽,路肩处应多压2~3遍。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上急调头或急刹车,以保证石灰土的表面不被破坏。若在碾压过程中出现“弹簧”现象,应采用挖除、重新换填或掺石灰或水泥等措施进行处理。在压路机碾压结束之前用平地机再终平一次,使其纵向顺适,路拱符合设计要求。终平应仔细进行,必须将局部高出部分刮除并扫除路外,对局部低洼之处不再进行找补,可待铺筑下层时处理。8、 试验检测:一段路基完成后,试验人员及时进行路面外形、压实度、灰剂量等的试验检测,自检合格后报请监理工程师验收,验收合格后进行下层施工。外形管理的测量频率和质量标准项次 规定值 检查方法和频率纵段高程(mm) +5~-20 每20延米1处厚度(mm) -10~-25 每1500~2000 m26个点宽度 不小于设计值 每40延米1处平整度(mm) 15 3m直尺,每200延米2处,每处连续10尺横坡(%) +0.5,-0.5 每100延米3处我发的是word文档,有些格式肯定不正确,你自己修改
大坝是土木工程中的一项作业,下面跟着我的脚步一起来看看土木工程大坝论文的相关内容吧!以供大家参考!
1工程概况
白水河水库位于摆所河一级支流源头河段。白水河水库建成于1977年,由原县水电局进行设计并组织当地群众承担施工,据黔南州小型水库数据库资料记载,水库坝址以上集水面积1.7km2,最大坝高12m,总库容50×104m3,工程任务以农田灌溉为主兼防洪功能的小(Ⅱ)型水库,水库设计控制灌溉面积46.667hm2。经调查,水库所在区域岩溶发育,水库库尾有两处大的溶洞水出露。结合地表和地下分水岭,经本次复核,水库坝址以上集水面积2.3km2,主河道长3.17km,加权平均坡降34.82‰。
2大坝现状质量评价
2.1坝基质量评价
根据对坝区地质调查,坝区分布地层为二迭系下统栖霞组第一段(P1q1)石英砂岩,夹黑色页岩及薄层灰岩。坝址区岩层产状:281°∠9°,倾下游偏右岸,为横向河谷。坝区岩石为石英砂岩、黑色页岩夹薄层灰岩,溢洪道下游及坝脚见基岩裸露,为灰黄色层石英砂岩与黑色页岩互层,间夹薄层灰岩。坝区地基岩石工程地质条件无大的缺陷。主要工程地质问题是差异风化导致地基均一性差。由于工程修建时间较早,当时历史背景下施工开挖中对坡积物与全强风化岩可能清理不彻底,未能将有渗漏可能的夹层、风化带、节理裂隙密集带等薄弱部分进行适当超挖回填,可能导致接触不良,形成渗水通道;也未进行坝基灌浆防渗处理,以致坝基及坝肩存在渗漏。根据实地调查及走访当地居民,在左坝肩岸坡及大坝坝脚棱体下有明显水渍区;右坝肩存在一处明显渗漏通道,漏水量在5~10L/s左右。
2.2坝体工程质量评价
大坝为土坝,最大坝高12m,坝顶长度132m,坝顶宽7.5m,坝底宽66.22m,坝顶高程1293.8m,坝底高程1281.8m。上游坝面边坡1∶2.38,下游坝面边坡1∶2.5。上游坝面为干砌块石护坡,下游坝面为草皮护坡。根据资料显示,白水河水库建成时间为1977年6月。经现场调查走访,工程运行以来,存在坝基、肩渗漏问题。推测认为由于建坝时间较早,限于当时的经济、技术条件,大坝清基不彻底,坝基(肩)未作防渗处理。大坝土料主要为黄色粘土夹风化碎石。坝体填筑材料就地取材,为附近山坡上灰岩、砂页岩风化的粘土夹碎石,填筑质量差。根据现场对坝体填筑土料勘察,坝体填筑土料粗颗粒含量约为50%,粗径0.2~10cm不等,粒径变化大,土料质量较差。建坝时施工机械匮乏,工程技术力量不足,碾压质量差,大坝填筑土料质量不能满足要求。根据填筑土料质量,推测坝体渗透系数在7.5×10-4~8.5×10-4cm/s之间,大于1×10-4cm/s。
3大坝除险加固设计
3.1坝体渗漏处理
长顺县白水河水库工程运行以来,存在坝基、坝肩渗漏问题,推测认为由于建坝时间较早,限于当时的经济、技术条件,大坝清基不彻底,坝基(肩)未作防渗处理,施工质量较差。针对以上情况,本工程大坝坝体防渗处理采用上游坝面铺设土工膜结合帷幕灌浆处理;对右坝肩接触带漏水通道,拆除原有浆砌石挡水墙,先用埋石砼填塞漏水通道,然后结合坝体和坝基的防渗处理,采取铺设土工膜和帷幕灌浆的方法进行防渗处理。
3.2防浪墙设计
3.2.1大坝坝顶高程复核
根据安全评价结论可知,大坝现状条件下溢洪道的泄流能力、大坝抗洪能力不满足规范要求。本次设计通过改造溢流堰、拓宽溢洪道后,溢洪道下泄能力满足规范要求。水库现有坝顶高程为1293.80m,高于水库最高静水位,计入相应的安全超高值后,水库设计洪水位为1294.50m,校核洪水位为1294.43m,均高于现状坝顶高程,坝顶不满足超高要求。
3.2.2防浪墙设计
原坝体坝顶高程为1293.80m,坝顶无防浪墙。根据复核结果,在正常运行工况下,防浪墙墙顶部高程应为1294.50m,校核工况下防浪墙顶部高程应为1294.43m。本次加固设计,在坝顶新建防浪墙,防浪墙高80cm,宽60cm,采用C15砼浇筑,兼作坝顶土工膜固墙。
3.3上游坝面护坡设计
3.3.1铺设
首先将上游坝坡整形,拆除现有干砌块石,挖除表面浮土,然后按拟定的防渗结构铺设复合土工膜。防渗体结构由复合土工膜、保护层及护坡组成,为确保反滤、排水系统始终保持正常工作,对表面防护和复合土工膜的固定采取如下措施:为防复合土工膜被刺破,复合土工膜下面先铺10cm厚的细砂,平整后再铺复合土工膜,在复合土工膜上再铺10cm厚的'细砂,再用8cm厚的六边形混凝土预制块护坡。为防土工膜滑动,坝面设置键槽。在坡顶将复合土工膜埋入坝顶砼内;在坡脚处,为了防止土工膜拉裂,将复合土工膜延长回折,做成压枕,埋入齿墙砼内,选定的复合土工膜为两布一膜。复合土工膜规格的选择与下垫层平整度、材料允许拉应力、材料弹性模量、铺设范围内的最大水头及覆盖层最大粒径等有关,土工膜厚度设计除应考虑主要由水压力要求的强度外,尚应考虑暴露、埋压、气候、使用寿命等应用条件,并按国家现行有关标准的规定确定设计厚度及实际厚度。复合土工膜的铺设,是该工程施工的关键,土工膜的质量性能关系到防渗的效果。进场的复合土工膜必须有厂家提供的合格证书,性能及特性指标和使用说明书。复合土工膜进场后,随机抽取复合土工膜对其性能指标委托相关单位进行复测,复测结果全部合格后方能施工。
3.3.2截流墙设计
截流墙设采用C15砼浇筑,设计为矩形结构形式。截流墙分为河床部分与岸坡部分。河床段截流墙宽度为2m,高度最小不低于2.5m,具体高度根据实际地形地质条件决定,截流墙底部须深入到基岩不低于0.5m,若遇基岩较深的不良地质地段,截流墙底部也必须坐落于沉积土之上。
3.4坝区右岸接触带渗漏通道处理
针对坝区右坝肩接触带存在一处漏水通道问题,拆除原有浆砌石挡水墙,先用埋石砼填塞漏水通道,然后结合坝体和坝基的防渗处理,采取铺设土工膜和帷幕灌浆的方法进行防渗处理。埋石混凝土埋石率15%。施工时,应先铺一层混凝土放一层块石,再振捣密实至块石沉入混凝土中,不得先摆石再灌混凝土;埋石用块尺寸不得大于一次浇筑混凝土块体最小尺寸的1/3,要求质地坚硬新鲜,无风化或裂缝,饱和抗压强度大于200kg/cm2,清洗干净。
3.5下游坝面护坡设计
白水河水库下游坝坡坡比为1∶2.5,坝坡为草皮护坡,局部有塌陷,杂草丛生,坝面排水沟淤塞严重,对下游坝面的监测影响极大。本次加固设计,对下游坝坡坡面进行修整,培植草皮;对坡面排水沟进行清淤,并在下游坝脚处设置断面尺寸为1.0×1.5m(宽×高)的干砌石护脚。
4结语
针对坝体及坝基渗漏问题,对坝体采用土工膜作坝面防渗处理,坝基及坝肩进行帷幕灌浆防渗处理;针对坝区右坝肩接触带存在一漏水通道问题,拆除原有浆砌石挡水墙,先用埋石砼填塞漏水通道,然后结合坝体和坝基的防渗处理,采取铺设土工膜和帷幕灌浆的方法进行防渗处理;针对上游坝面局部干砌块石脱落、塌陷的情况,拆除干砌块石护坡,采用六边形预制混凝土块护坡;针对下游坡面局部有塌陷的情况,对下游坝面进行修整,坝脚处修建干砌块石护脚,培植草皮。
土工试验常见问题探讨论文
摘 要:根据工作经验与国家现行规范及行业标准相结合,针对土工试验中存在的问题,从试样制备、土物理性质试验及力学性质试验三个方面进行了剖析,提出了解决问题的办法。
关键词:土工试验;试样制备;土的物理性质试验;土的力学性质试验
土工试验是岩土工程勘察的重要组成部分,是野外勘察工作的延续。野外勘探与室内土工试验有机地结合,将准确完成土样的定性、定量分析与评价,为建设单位提交符合现场实际情况的勘察成果。由于岩土体的不均匀性,取样、运输、保管过程中的扰动,试验仪器及操作方法的差异等使得岩土试验结果出现部分失真,在一定程度上影响勘察成果的真实性与准确性。本文就岩土样试验中经常出现的部分问题进行剖析,以便勘察单位在过程质量控制中采取相应措施,为设计部门提交真实、准确的勘察成果。
1、试样的制备
岩土工程勘察市场竞争激烈,勘察费用较低,勘察单位的设备技术更新改造投入较少,勘察手段的单一,导致采取的原状岩土样质量较差,土体结构受到严重扰动和破坏(尤其是采用岩芯管岩芯切样);部分样品采集后没有在现场用蜡封堵,水分蒸发;冬天没有防冻措施,使样品受冻;运输过程中没有减震措施,特别是灵敏度较高的粉土和软塑土。由以上原因造成的土体结构破坏和含水量变化,严重影响到岩土体的原状,该类样品根本不能作为力学试验样使用。
采样不合格的岩土样,在试样制备时应注意。开启土样筒后,先检查土样结构,确定土样是否已受扰动或取土质量是否符合规定,对不符合规范要求的试样必须舍弃。
对合格土样用环刀切取时,首先应做好以下几点:
①应在环刀内壁涂一薄层凡士林,目的是为减少环刀与土样间的摩擦,避免土样压密扰动。
②将环刀垂直下压,环刀垂直下压是避免环刀偏向受压时环刀一侧出现相对压密而另一侧出现样品与环刀间的小缝隙,造成土的容重失真及压缩时压缩模量偏小。
③环刀下压过程中,边压边削,可避免土样受到环刀外侧壁与土样间的过大摩擦而使土样受到一定程度的压密。
④压入环刀后对土样的上下端面削平,对于软土要用钢丝锯修复平整,若用切土刀整平则刀面极易带起软土形成二次扰动,对其它土可采用切土刀削平。这四种措施都可有效避免土样在室内试验时受到扰动。
在制样过程中要对土样的颜色、名称、包含物、矿物成分、软硬程度、塑性状态、结构构造等进行描述,不仅是判定土类别的依据,也有利于后期数据整理时进行对比和综合分析处理,得出符合工程实际的数据。
2、土的物理性质试验
2.1 含水率试验
土层的不均匀、取样扰动或进水、取土器和筒壁的挤压、原状样密封不严、土样在运输和存放期间保护不当而失水等均会引起含水率的变化。除此之外在试验室若操作不当对土样含水率的测试结果也会造成偏差:
①取样点的位置不同,尤其是对粉质含量高的粉质粘土、粉土、砂土,样的上、中、下不同部位含水量会有较大的差别,为克服这种影响可分上中下不同部位同时取等量样品,加以混合后再取为含水量试验样品。
②铝盒烘干时应开口,以利水的充分蒸发。铝盒质量应定期标定:铝盒在长期使用过程中由于氧化、磨损其质量也有一定变化,定期标定能有效降低试验误差。
③烘干时间及温度对含水量测试数据影响较大,从而影响到地基土承载力基本值。以粉土为例,含水量每提高5%,承载力基本值降低约5%~10%。因而应严格掌握烘干时间和温度。
红粘土、膨胀土等粘粒含量很高的土类,有较大的比表面积,吸附水能力强,需在105℃~110℃温度下烘干8h,粉土、粉砂土不得小于6h,但对含有机质的土(尤其是有机质含量大于5%的土),应在65℃~70℃烘至恒重,温度过高会造成有机质的损失,使含水量偏大。决不能为赶工期而省时省工,更不能不分土类别、不分温度、不分时间地进行烘干。
2.2 土粒比重试验
从理论上讲要得到一个准确的土粒比重值较为困难,因为国标中采用的试验方法存在下列因素的影响:
①结合水的影响。土粒带负电荷,与其周围的水相互作用,形成结合水,结合水吸附在粘粒表面,使测出的土粒体积大于实际体积,导致测试结果偏小。
②土粒间胶结物固化的影响。制备试样在烘干过程中,不可溶的胶质矿物如SiO2、Al2O3、粘土矿物等易固化形成团粒,形成的团粒较难靠水的作用分散,加热煮沸对团粒不能达到完全分散的作用,使计算出的'土粒相对密度偏小。
土粒比重是土的基本物理指标之一,是一个相对稳定的值,它决定于土的矿物成分,一般无机物矿物颗粒的比重为2.60~2.80,有机质为2.40~2.50,泥炭为1.50~1.80,土粒的比重变化幅度很小,同一地区同一类型的土相对密度基本接近,通常可按地区经验数据选用。由于土粒比重试验相对复杂且费时,但也不能在一个地区根本就没有进行过土粒比重试验,而盲目套用其它地区的经验,这是不科学的。
2.3 界限含水量试验
液、塑限联合测定法的界限含水量土样制备方式对比较均匀的土可采用天然含水状态的土样;对不均匀的土样,采用风干土样。当试样中含有粒径大于0.5mm的土粒和杂物时,应过0.5mm的筛。进行界限含水率试验时应将试验样品加入不同水量充分调和均匀,填入试样杯中,按规范测定三个不同含水率的点。
在实际试验时操作人员能够对含砾石、岩屑、杂物的土样过筛后进行试验,但当土中含原生的铁、锰质结核时而往往忽视过筛,直接将土中的铁、锰质结核压碎混入土中,这种方法造成土的液、塑限含水量偏小。
土样加水后应充分拌和,拌合后试验样品的含水量必须均匀,否则锥体下落试验点处的含水量难以代表实际样品的含水量。
试样调好后填入盛土杯也是一个关键环节,填入的样品要均匀,不能有空洞,杯口土面应平整。低含水量的试验样易在盛土杯中产生土体密实度差异现象,高含水量试验样易出现盛土杯土体空洞现象,操作时应注意。杯口土面平整时,不能用调土刀过分抹平,尤其对易失水的粉土更容易造成杯表面含水量降低,产生试验误差。在具体试验过程中可在一杯土的不同位置测试两次,以此来检验试样是否均匀。对于搓条法进行塑限试验,虽然规范允许,试验时人为影响因素较大,试验误差过大。这种方法虽然简便,但应慎重选用。
2.4 土体的定名
土体定名应规范,在土体定名时经常出现粉土定名的误区。规范规定:粉土是粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%,且塑性指数不大于10的土。在实际运用中,由于颗分试验较繁杂,仍采用按塑性指数不大于10来划定粉土的做法。土工试验时,粉砂有时也具有一定的塑性指数,若仅按塑性指数划分粉土可能会造成误判。另外,按《建筑地基基础设计规范》(GB50021-2001)规定粉土承载力特征值深宽修正时、按《建筑抗震设计规范》(GB5007-2002)进行液化判别时,均需根据粉土粘粒含量数值来进行计算和判别,虽然对地震烈度小于等于6度的地区,对非持力层粉土一般建筑不需进行液化判别和承载力特征值深宽修正,但也不能仅以塑性指数作为判定粉土的条件。
3、土力学性质试验
3.1 固结试验
土的固结试验是测定土体在压力作用下的压缩特性,以此计算建筑物的沉降量,是地基设计的重要参数之一。在试验时常有以下因素影响其准确度。
①由于频繁折卸仪器、透水石磨损、滤纸规格的变化等因素,均会影响测试结果,因而仪器应定期校正。
②上透水石的含水量差异会对土体固结产生一定程度的变化,这种变化对一般的土样影响比较隐蔽,不易发现,但对具膨胀性的土样会有很大的影响,当透水石的含水量较土样含水量大时会引起土样吸水膨胀,出现前后级荷载百分表读数差别很小的现象,有时甚至出现后级读数较前级读数小的异常情况。在透水石含水量较土样含水量小时,会加速土样的失水呈收缩趋势,造成压缩量过大。因而下透水石的含水量未接近土的天然含水量。
③安装试样仪器归零必须严格到位,环刀上、下土面必须紧密与上、下透水石处的滤纸接触。由于环刀使用时外力破坏会出现外径变化情况,使得环刀不能有效放入规定限位,造成透水石不能与环刀上、下土面有效接触,使初级压缩偏大,产生实验误差。
④百分表归零时应使百分表量测的活动轴杆有足够的量程,以避免压缩变形量较大时,仪器量程小于土样压缩变形而造成压缩试验的失真。
⑤试验稳定标准在《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)中规定:施加每级压力后,每小时变形达0.01mm时,测定试验高度变化作为稳定标准。
原来的1h快速法由于缺少理论依据而不再使用,但实际工作中,由于固结仪器数量的限制、试验工期的紧迫仍会沿用,这种违背规范的现象,应禁止。
3.2 抗剪强度试验
直剪试验受力条件复杂(如发生剪切位移时法向加荷由最初轴心受压变为偏心受压,剪切破坏面人为限制),排水条件不易控制,按《土工试验方法标准》GB/T50123-1999第18条规定快剪试验一般适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土,粉质粘土渗透系数一般大于10-5cm/s,粉土K值更大,用直剪试验已非常勉强,在室内试验对较软的粉土及粉质粘土直剪时,发现四级荷载下很少存在峰值强度,绝大部分需剪切至位移6mm处,剪切强度指标回归性差(尤其最后一级荷载强度偏低,再现性差),剪切强度指标仅能作为参考。另外较软弱的土即使渗透系数满足要求,当后二级荷载加上时会发生土样挤入透水石与剪切盒之间缝隙的情况而无法剪切。虽然直剪试验方便简单,但其对粉土、粉质粘土及较软弱土强度指标可信度较差,三轴试验可取得较好的效果,在一个勘查项目的土工试验中可进行一定数量的三轴剪切试验进行对比。
另外在进行固结快剪及快剪试验时,应严格控制剪切速度,对粘性土速度控制在0.8mm/min为宜,严禁提高剪切速度,造成剪切强度偏低,误导设计。
4、体会
土工试验是对野外采取的土样进行试验,土样在采取、保管、运输的各个环节稍有不慎都会对“原状土样”试验数据的真实性产生重大影响,因此:一是务必要求野外勘察机台选用符合国家规范要求的标准取样器静压取样,严禁采用轻锤多击法取样或岩芯管回转岩芯切样;二是在取样过程中精心操作,特别是要防止压取长度超过取样器长度,造成土样挤压;三是对取出的土样立即密封妥善保管,做到防晒、防冻;四是对取出的土样及时送到试验室,在运送时装箱置于减震垫上,防止互相碰撞;五是在试验过程中应尽可能地减少对土样的再次扰动,采取有效措施保证试验结果的可靠性,并对试验过程中易出现问题的环节引起高度重视,在试验结果分析整理时应结合具体土样特点进行对比,充分考虑试验过程中可能引起试验结果误差的影响,提交真实、合理的工程试验数据,更好地为工程建设服务。
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