察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理技術(shù):方法、效果與展望_第1頁(yè)
察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理技術(shù):方法、效果與展望_第2頁(yè)
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察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理技術(shù):方法、效果與展望一、引言1.1研究背景與意義隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進(jìn),高速公路作為現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分,在促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、加強(qiáng)地區(qū)間聯(lián)系等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。察格高速公路作為連接察爾汗鹽湖至格爾木的重要交通通道,其建設(shè)對(duì)于完善區(qū)域公路網(wǎng)布局、推動(dòng)柴達(dá)木盆地資源開(kāi)發(fā)、促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。然而,察格高速公路沿線(xiàn)廣泛分布著強(qiáng)鹽漬土,鹽漬土是一種特殊的土,固相中有結(jié)晶鹽,液相中有鹽溶液,在環(huán)境條件變化過(guò)程中,由于土體中鹽分的遷移和積聚,結(jié)晶與溶解過(guò)程的反復(fù)與交替,使其變形和強(qiáng)度具有獨(dú)特性。這種特殊的工程性質(zhì)給察格高速公路的建設(shè)帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。鹽漬土的溶陷性會(huì)導(dǎo)致地基在浸水后產(chǎn)生較大的沉降變形,嚴(yán)重影響路基的穩(wěn)定性。當(dāng)鹽漬土地基受到水的浸泡時(shí),土體中的鹽分溶解,顆粒間的膠結(jié)作用減弱,土體結(jié)構(gòu)破壞,從而產(chǎn)生溶陷現(xiàn)象。這可能導(dǎo)致路面出現(xiàn)塌陷、開(kāi)裂等病害,影響行車(chē)安全和舒適性。鹽漬土的鹽脹性也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。在溫度變化時(shí),鹽漬土中的鹽分結(jié)晶體積膨脹,脫水時(shí)體積收縮,這種反復(fù)的體積變化會(huì)使土體結(jié)構(gòu)疏松,導(dǎo)致路基表面出現(xiàn)隆起、裂縫等病害。特別是在季節(jié)性?xún)鐾恋貐^(qū),鹽脹現(xiàn)象更為明顯,嚴(yán)重影響公路的使用壽命。鹽漬土對(duì)建筑材料具有腐蝕性,會(huì)加速混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等的腐蝕,降低結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。鹽漬土中的氯離子、硫酸根離子等會(huì)與混凝土中的水泥成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),破壞混凝土的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致鋼筋銹蝕,從而降低結(jié)構(gòu)的承載能力。因此,如何有效地進(jìn)行鹽漬土地基處理,提高地基承載能力,減少路基工后沉降,確保公路建成營(yíng)運(yùn)后的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,成為察格高速公路建設(shè)亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。對(duì)察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理技術(shù)的研究具有重要的理論和實(shí)踐意義。在理論方面,通過(guò)深入研究鹽漬土的物理力學(xué)性質(zhì)、地基處理方法的加固機(jī)理等,可以豐富和完善鹽漬土地基處理的理論體系,為今后類(lèi)似工程的設(shè)計(jì)和施工提供理論依據(jù)。在實(shí)踐方面,合理的地基處理技術(shù)可以確保察格高速公路的工程質(zhì)量和安全,延長(zhǎng)公路的使用壽命,降低后期維護(hù)成本,同時(shí)也為鹽漬土地區(qū)的公路建設(shè)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)和借鑒,推動(dòng)我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在特殊地質(zhì)條件下的可持續(xù)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)于鹽漬土地基處理的研究起步較早,在理論研究和工程實(shí)踐方面都取得了一定的成果。美國(guó)、前蘇聯(lián)等國(guó)家在鹽漬土地區(qū)進(jìn)行了大量的工程建設(shè),積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。美國(guó)在西部地區(qū)的公路建設(shè)中,針對(duì)鹽漬土地基問(wèn)題,采用了換填、化學(xué)改良等方法,并對(duì)鹽漬土的工程性質(zhì)進(jìn)行了深入研究。前蘇聯(lián)在中亞地區(qū)的工程建設(shè)中,對(duì)鹽漬土地基處理技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,提出了一些有效的處理方法,如采用砂墊層、石灰樁等方法來(lái)提高地基承載力和穩(wěn)定性。在理論研究方面,國(guó)外學(xué)者對(duì)鹽漬土的物理力學(xué)性質(zhì)、鹽分遷移規(guī)律、地基處理方法的加固機(jī)理等進(jìn)行了深入研究。例如,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬,研究鹽漬土在不同溫度、濕度條件下的力學(xué)特性變化規(guī)律,以及鹽分對(duì)土體結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的影響。在地基處理方法的加固機(jī)理研究方面,運(yùn)用土力學(xué)、材料力學(xué)等理論,分析各種處理方法對(duì)地基土的作用機(jī)制,為工程實(shí)踐提供理論依據(jù)。國(guó)內(nèi)對(duì)于鹽漬土地基處理的研究始于20世紀(jì)50年代,隨著我國(guó)西部地區(qū)的開(kāi)發(fā)和建設(shè),鹽漬土地基處理技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。我國(guó)學(xué)者在鹽漬土的基本性質(zhì)、地基處理方法、工程應(yīng)用等方面進(jìn)行了大量的研究工作。在鹽漬土基本性質(zhì)研究方面,通過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和室內(nèi)試驗(yàn),對(duì)我國(guó)不同地區(qū)鹽漬土的類(lèi)型、分布、物理力學(xué)性質(zhì)、化學(xué)組成等進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和總結(jié)。研究發(fā)現(xiàn),我國(guó)鹽漬土類(lèi)型多樣,主要包括氯鹽漬土、硫酸鹽漬土、碳酸鹽漬土等,不同類(lèi)型的鹽漬土具有不同的工程性質(zhì)。在地基處理方法研究方面,針對(duì)鹽漬土地基的特點(diǎn),提出了多種處理方法,如換填墊層法、強(qiáng)夯法、強(qiáng)夯置換法、砂石樁法、沖擊碾壓法等。這些方法在實(shí)際工程中得到了廣泛應(yīng)用,并取得了較好的處理效果。例如,在青藏鐵路、南疆鐵路等工程建設(shè)中,采用了換填、強(qiáng)夯等方法處理鹽漬土地基,有效地提高了地基的承載能力和穩(wěn)定性。同時(shí),我國(guó)學(xué)者還對(duì)鹽漬土地基處理方法的加固機(jī)理、施工工藝、質(zhì)量控制等方面進(jìn)行了深入研究。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)值模擬,分析各種處理方法的加固效果和影響因素,提出了合理的施工工藝和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。例如,研究強(qiáng)夯法處理鹽漬土地基時(shí),通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析,確定了最佳的夯擊能、夯擊次數(shù)、間歇時(shí)間等參數(shù),提高了強(qiáng)夯法的處理效果。盡管?chē)?guó)內(nèi)外在鹽漬土地基處理技術(shù)方面取得了一定的成果,但仍存在一些不足和待解決的問(wèn)題。在理論研究方面,鹽漬土的物理力學(xué)性質(zhì)受多種因素影響,其復(fù)雜的力學(xué)行為和鹽分遷移規(guī)律尚未完全明確。目前的理論模型還不能準(zhǔn)確地描述鹽漬土在各種工況下的力學(xué)響應(yīng),需要進(jìn)一步深入研究,建立更加完善的理論模型。在地基處理方法方面,雖然現(xiàn)有方法在一定程度上能夠解決鹽漬土地基的問(wèn)題,但不同方法都有其局限性和適用范圍。對(duì)于一些復(fù)雜的鹽漬土地質(zhì)條件,單一的處理方法可能無(wú)法滿(mǎn)足工程要求,需要研究開(kāi)發(fā)更加有效的綜合處理方法。此外,一些新型的地基處理技術(shù),如微生物加固法、納米材料改良法等,雖然具有潛在的應(yīng)用前景,但目前還處于研究階段,需要進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)研究和工程驗(yàn)證。在工程應(yīng)用方面,鹽漬土地基處理后的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和耐久性問(wèn)題仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于鹽漬土的特殊性質(zhì),地基處理后可能會(huì)受到環(huán)境因素(如溫度、濕度、地下水等)的影響,導(dǎo)致處理效果逐漸減弱。因此,需要加強(qiáng)對(duì)鹽漬土地基處理后長(zhǎng)期性能的監(jiān)測(cè)和研究,建立有效的維護(hù)和管理措施,確保工程的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定。在材料腐蝕防護(hù)方面,鹽漬土對(duì)建筑材料的腐蝕性嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。雖然目前已經(jīng)采取了一些防腐措施,如使用耐腐蝕材料、涂層防護(hù)等,但這些措施的效果和耐久性還需要進(jìn)一步提高。需要研發(fā)更加高效、經(jīng)濟(jì)的防腐材料和技術(shù),以解決鹽漬土地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的腐蝕問(wèn)題。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本文將從多個(gè)方面對(duì)察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理技術(shù)展開(kāi)研究,具體內(nèi)容如下:鹽漬土物理力學(xué)性質(zhì)研究:通過(guò)大量室內(nèi)試驗(yàn),對(duì)察格高速公路沿線(xiàn)鹽漬土的顆粒分析、液塑限、含水量、密度、比重、壓縮性、抗剪強(qiáng)度等物理力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試分析,明確其基本性質(zhì)和變化規(guī)律。同時(shí),研究鹽漬土中鹽分的種類(lèi)、含量及其分布特征,分析鹽分對(duì)土的物理力學(xué)性質(zhì)的影響機(jī)制,如鹽分對(duì)土的顆粒間膠結(jié)作用、土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響等。此外,考慮溫度、濕度等環(huán)境因素對(duì)鹽漬土物理力學(xué)性質(zhì)的影響,通過(guò)模擬不同環(huán)境條件下的試驗(yàn),探究鹽漬土在復(fù)雜環(huán)境下的性能變化。地基處理方法適用性研究:對(duì)換填墊層法、強(qiáng)夯法、強(qiáng)夯置換法、砂石樁法、沖擊碾壓法等常見(jiàn)的鹽漬土地基處理方法進(jìn)行研究。分析各種處理方法的加固機(jī)理,如強(qiáng)夯法通過(guò)強(qiáng)大的夯擊能使土體密實(shí),提高地基承載力;砂石樁法通過(guò)在地基中形成樁體,與周?chē)馏w共同承擔(dān)荷載等。結(jié)合察格高速公路的工程地質(zhì)條件,包括鹽漬土的類(lèi)型、厚度、地下水位等因素,以及工程的具體要求,如地基承載力、變形控制標(biāo)準(zhǔn)等,對(duì)不同地基處理方法的適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)值模擬,對(duì)比不同處理方法在提高地基承載力、減少沉降變形、抑制鹽脹和溶陷等方面的效果,為工程選擇合理的地基處理方法提供依據(jù)。地基處理施工工藝研究:針對(duì)選定的地基處理方法,深入研究其施工工藝。對(duì)于強(qiáng)夯法,研究夯擊能、夯擊次數(shù)、夯點(diǎn)間距、間歇時(shí)間等施工參數(shù)的優(yōu)化確定方法,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試夯和監(jiān)測(cè),分析不同施工參數(shù)對(duì)強(qiáng)夯效果的影響,確定最佳施工參數(shù)組合。對(duì)于砂石樁法,研究成樁工藝、樁徑、樁長(zhǎng)、樁間距等參數(shù)的控制要點(diǎn),以及如何保證樁體的密實(shí)度和均勻性。同時(shí),研究施工過(guò)程中的質(zhì)量控制措施和檢測(cè)方法,如強(qiáng)夯法中采用地面沉降觀測(cè)、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)等手段控制施工質(zhì)量;砂石樁法中采用動(dòng)力觸探、靜載荷試驗(yàn)等方法檢測(cè)樁體質(zhì)量和地基承載力。地基處理效果評(píng)價(jià)與長(zhǎng)期穩(wěn)定性研究:通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)等原位測(cè)試方法,以及室內(nèi)土工試驗(yàn),對(duì)地基處理后的承載能力、變形特性、密實(shí)度等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)價(jià),驗(yàn)證地基處理方法的實(shí)際效果是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。建立地基處理后的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)地基的沉降、位移、鹽分遷移等進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè),分析地基在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的穩(wěn)定性和性能變化規(guī)律??紤]環(huán)境因素(如溫度、濕度、地下水變化等)對(duì)地基長(zhǎng)期穩(wěn)定性的影響,建立相應(yīng)的預(yù)測(cè)模型,評(píng)估地基處理后的耐久性和使用壽命,為工程的長(zhǎng)期維護(hù)和管理提供依據(jù)。1.3.2研究方法本文綜合運(yùn)用多種研究方法,以確保研究的全面性和科學(xué)性,具體研究方法如下:文獻(xiàn)研究法:廣泛查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)鹽漬土地基處理的相關(guān)文獻(xiàn)資料,包括學(xué)術(shù)論文、研究報(bào)告、工程案例等,了解鹽漬土地基處理的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),總結(jié)前人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),為本文的研究提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)參考。梳理鹽漬土的物理力學(xué)性質(zhì)、地基處理方法的加固機(jī)理、施工工藝及質(zhì)量控制等方面的研究進(jìn)展,分析現(xiàn)有研究的不足之處,明確本文的研究重點(diǎn)和方向。室內(nèi)試驗(yàn)法:采集察格高速公路沿線(xiàn)的鹽漬土樣,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行系統(tǒng)的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。通過(guò)顆粒分析試驗(yàn),確定土的顆粒組成;通過(guò)液塑限試驗(yàn),測(cè)定土的液限和塑限,計(jì)算塑性指數(shù);通過(guò)含水量試驗(yàn),測(cè)定土的含水量;通過(guò)密度試驗(yàn),測(cè)定土的密度;通過(guò)比重試驗(yàn),測(cè)定土顆粒的比重;通過(guò)壓縮試驗(yàn),測(cè)定土的壓縮系數(shù)和壓縮模量,評(píng)價(jià)土的壓縮性;通過(guò)直剪試驗(yàn)和三軸剪切試驗(yàn),測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。此外,進(jìn)行鹽分分析試驗(yàn),測(cè)定土中各種鹽分的含量和分布。通過(guò)這些試驗(yàn),深入了解鹽漬土的基本性質(zhì)及其影響因素,為地基處理方法的研究提供數(shù)據(jù)支持。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法:在察格高速公路施工現(xiàn)場(chǎng)選取具有代表性的試驗(yàn)段,進(jìn)行不同地基處理方法的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。按照設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范,進(jìn)行換填墊層、強(qiáng)夯、強(qiáng)夯置換、砂石樁、沖擊碾壓等地基處理施工。在施工過(guò)程中,對(duì)各項(xiàng)施工參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制和記錄,并同步進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。采用載荷試驗(yàn)測(cè)定地基的承載力和變形模量;采用動(dòng)力觸探試驗(yàn)檢測(cè)地基土的密實(shí)度和均勻性;采用沉降觀測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)地基的沉降變形;采用孔隙水壓力計(jì)監(jiān)測(cè)地基土中的孔隙水壓力變化。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和監(jiān)測(cè),直觀地了解不同地基處理方法的實(shí)際處理效果和施工過(guò)程中的問(wèn)題,為施工工藝的優(yōu)化和處理方法的改進(jìn)提供依據(jù)。數(shù)值模擬法:運(yùn)用巖土工程數(shù)值分析軟件,如ANSYS、FLAC3D等,建立鹽漬土地基處理的數(shù)值模型??紤]鹽漬土的物理力學(xué)性質(zhì)、地基處理方法的加固機(jī)理以及工程實(shí)際邊界條件,對(duì)不同地基處理方案進(jìn)行數(shù)值模擬分析。通過(guò)模擬計(jì)算,得到地基在不同工況下的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況,以及沉降變形隨時(shí)間的發(fā)展規(guī)律。將數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證數(shù)值模型的合理性和可靠性。利用數(shù)值模擬方法,對(duì)不同施工參數(shù)和工況進(jìn)行敏感性分析,研究各因素對(duì)地基處理效果的影響程度,為工程設(shè)計(jì)和施工提供科學(xué)指導(dǎo)。理論分析法:基于土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、材料力學(xué)等相關(guān)學(xué)科的基本理論,對(duì)鹽漬土地基處理的加固機(jī)理進(jìn)行深入分析。建立鹽漬土地基處理的力學(xué)模型,推導(dǎo)相關(guān)的計(jì)算公式,從理論上解釋各種地基處理方法對(duì)鹽漬土地基的作用機(jī)制。例如,運(yùn)用動(dòng)力固結(jié)理論分析強(qiáng)夯法對(duì)鹽漬土地基的加固機(jī)理;運(yùn)用復(fù)合地基理論分析砂石樁法處理鹽漬土地基時(shí)樁土共同作用的原理。通過(guò)理論分析,為地基處理方法的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供理論依據(jù),進(jìn)一步深化對(duì)鹽漬土地基處理技術(shù)的認(rèn)識(shí)。二、察格高速公路工程與強(qiáng)鹽漬土地基概況2.1察格高速公路工程概述察格高速公路是國(guó)道215線(xiàn)的重要組成部分,也是青海省“三橫、三縱、四射線(xiàn)”公路主骨架網(wǎng)的關(guān)鍵路段。它起于原察爾汗行委西北方向,連接215國(guó)道588.3公里處,路線(xiàn)沿既有215線(xiàn)向南,經(jīng)鹽湖集團(tuán)專(zhuān)用鐵路道班、察爾汗鹽湖大道、發(fā)展大道、加爾蘇站、魚(yú)水河、城北村、格爾木河、小島村、烈士公園,經(jīng)格爾木自來(lái)水廠,跨格爾木河,終點(diǎn)至格爾木市天山路和國(guó)道109線(xiàn)的分界點(diǎn)處,路線(xiàn)總長(zhǎng)80.052公里。該高速公路的建設(shè)規(guī)模較大,全線(xiàn)設(shè)置了大、中橋4座,涵洞、通道39道,立交5座。這些橋涵和立交的建設(shè),不僅要考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力,還要應(yīng)對(duì)鹽漬土地基帶來(lái)的特殊挑戰(zhàn),如鹽漬土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性等。在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)方面,察格高速公路充分考慮了行車(chē)安全、舒適性以及未來(lái)交通量增長(zhǎng)的需求。設(shè)計(jì)行車(chē)速度為每小時(shí)100公里,這一速度標(biāo)準(zhǔn)能夠滿(mǎn)足車(chē)輛快速通行的要求,提高道路的運(yùn)輸效率。路基寬度為26米,較寬的路基可以提供更寬敞的行車(chē)空間,減少車(chē)輛之間的相互干擾,同時(shí)也有利于提高道路的穩(wěn)定性和耐久性。路面結(jié)構(gòu)采用瀝青混凝土,瀝青混凝土路面具有平整度高、行車(chē)舒適性好、噪音小、易于維修等優(yōu)點(diǎn),但在鹽漬土地區(qū),需要特別注意鹽漬土對(duì)瀝青混凝土路面的侵蝕和破壞,采取相應(yīng)的防護(hù)措施。橋涵荷載采用公路一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),以確保橋涵結(jié)構(gòu)能夠承受設(shè)計(jì)荷載,保證道路的安全暢通。察格高速公路的建成,將極大地改善區(qū)域交通條件,加強(qiáng)察爾汗鹽湖與格爾木市之間的聯(lián)系,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)同發(fā)展。對(duì)于察爾汗鹽湖豐富的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)而言,便捷的交通能夠降低運(yùn)輸成本,提高資源的開(kāi)發(fā)效率,將資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。同時(shí),也有利于推動(dòng)格爾木市的產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整,促進(jìn)旅游業(yè)、制造業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,帶動(dòng)區(qū)域就業(yè)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。此外,該高速公路還將在區(qū)域綜合交通運(yùn)輸體系中發(fā)揮重要作用,與其他公路、鐵路等交通方式相互銜接,形成更加完善的交通網(wǎng)絡(luò),提高區(qū)域交通運(yùn)輸?shù)恼w效率。2.2沿線(xiàn)強(qiáng)鹽漬土地基特征2.2.1分布范圍與類(lèi)型察格高速公路沿線(xiàn)強(qiáng)鹽漬土主要分布在察爾汗鹽湖附近以及部分地勢(shì)低洼地段。在察爾汗鹽湖周邊,由于湖水的蒸發(fā)濃縮作用,鹽分大量積聚在地表淺層土體中,形成了廣泛分布的強(qiáng)鹽漬土區(qū)域。從起點(diǎn)察爾汗至魚(yú)水河路段,強(qiáng)鹽漬土分布較為連續(xù),且厚度較大,部分地段鹽漬土厚度可達(dá)數(shù)米。在一些地勢(shì)低洼處,如城北村附近的局部區(qū)域,由于地表積水和地下水的作用,也存在一定范圍的強(qiáng)鹽漬土。根據(jù)易溶鹽含量和化學(xué)成分分析,察格高速公路沿線(xiàn)的強(qiáng)鹽漬土主要屬于氯鹽漬土和硫酸鹽漬土類(lèi)型。其中,氯鹽漬土中以氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCl)等氯化物為主,在部分路段,氯鹽含量占易溶鹽總量的比例可達(dá)70%以上。硫酸鹽漬土則主要含有硫酸鈉(Na?SO?)、硫酸鎂(MgSO?)等硫酸鹽,在某些區(qū)域,硫酸鹽含量相對(duì)較高,對(duì)地基工程性質(zhì)產(chǎn)生重要影響。在部分路段,還存在氯鹽和硫酸鹽混合的鹽漬土類(lèi)型,其工程性質(zhì)更為復(fù)雜,對(duì)地基處理提出了更高的要求。2.2.2物理力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì):察格高速公路沿線(xiàn)強(qiáng)鹽漬土的含水量受地下水位和氣候條件影響較大。在靠近鹽湖和地下水位較高的地段,含水量較高,一般在20%-35%之間,而在地勢(shì)較高、排水條件較好的區(qū)域,含水量相對(duì)較低,約為10%-20%。鹽漬土的孔隙比一般在0.8-1.2之間,呈現(xiàn)出較大的孔隙結(jié)構(gòu),這使得土體的滲透性相對(duì)較強(qiáng),在地下水作用下,鹽分容易隨水遷移,進(jìn)一步影響土體的穩(wěn)定性。鹽漬土的密度一般在1.8-2.2g/cm3之間,由于鹽分的存在,其密度相對(duì)普通土有所增加,且隨著鹽分含量的升高,密度也有增大的趨勢(shì)。強(qiáng)鹽漬土的液限和塑限與普通土相比存在一定差異。液限一般在25%-35%之間,塑限在15%-25%之間,塑性指數(shù)相對(duì)較小,表明其可塑性較差,在工程施工中,對(duì)含水量的控制要求更為嚴(yán)格,否則容易導(dǎo)致土體的壓實(shí)效果不佳。力學(xué)性質(zhì):鹽漬土的壓縮性是影響地基沉降的重要因素。察格高速公路沿線(xiàn)強(qiáng)鹽漬土的壓縮系數(shù)一般在0.1-0.5MPa?1之間,屬于中-高壓縮性土。在荷載作用下,土體容易產(chǎn)生較大的壓縮變形,尤其是在含水量較高的情況下,壓縮性更為明顯。這對(duì)高速公路路基的穩(wěn)定性和路面的平整度構(gòu)成嚴(yán)重威脅,可能導(dǎo)致路面出現(xiàn)不均勻沉降、開(kāi)裂等病害。鹽漬土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c(黏聚力)和φ(內(nèi)摩擦角)與鹽分含量、含水量等因素密切相關(guān)。一般來(lái)說(shuō),隨著鹽分含量的增加,土體顆粒間的膠結(jié)作用增強(qiáng),黏聚力有所提高,但當(dāng)鹽分含量過(guò)高時(shí),土體的脆性增加,抗剪強(qiáng)度反而可能降低。內(nèi)摩擦角則主要受土體顆粒組成和密實(shí)度的影響,在一定范圍內(nèi),隨著土體密實(shí)度的增加,內(nèi)摩擦角增大。察格高速公路沿線(xiàn)強(qiáng)鹽漬土的黏聚力一般在10-30kPa之間,內(nèi)摩擦角在20°-30°之間。在工程設(shè)計(jì)中,準(zhǔn)確確定鹽漬土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)于評(píng)估地基的承載能力和穩(wěn)定性至關(guān)重要。2.2.3對(duì)工程的危害溶陷性危害:察格高速公路沿線(xiàn)強(qiáng)鹽漬土具有明顯的溶陷性。當(dāng)鹽漬土地基浸水后,土體中的鹽分迅速溶解,顆粒間的膠結(jié)作用被削弱,土體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,從而導(dǎo)致地基產(chǎn)生溶陷變形。這種溶陷變形往往具有突發(fā)性和不均勻性,可能使路基在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)較大的沉降差,導(dǎo)致路面開(kāi)裂、塌陷,嚴(yán)重影響行車(chē)安全和舒適性。在雨季或地下水位上升時(shí),溶陷性危害更為突出,可能引發(fā)路面的局部破壞,增加道路維護(hù)成本。鹽脹性危害:鹽脹性是強(qiáng)鹽漬土的另一個(gè)重要危害特性。在晝夜溫差大或季節(jié)性溫度變化的作用下,鹽漬土中的鹽分發(fā)生結(jié)晶和溶解的反復(fù)過(guò)程。當(dāng)溫度降低時(shí),鹽分結(jié)晶,體積膨脹,對(duì)周?chē)馏w產(chǎn)生擠壓作用;當(dāng)溫度升高時(shí),鹽分溶解,土體體積收縮。這種反復(fù)的體積變化使土體結(jié)構(gòu)逐漸疏松,導(dǎo)致路基表面出現(xiàn)隆起、裂縫等病害。鹽脹性還會(huì)使路面的平整度受到破壞,降低路面的使用壽命,增加車(chē)輛行駛的顛簸感,影響行車(chē)的平穩(wěn)性和安全性。在冬季,鹽脹現(xiàn)象尤為明顯,可能導(dǎo)致路面出現(xiàn)大面積的隆起和開(kāi)裂,嚴(yán)重影響道路的正常使用。腐蝕性危害:強(qiáng)鹽漬土對(duì)建筑材料具有較強(qiáng)的腐蝕性,這對(duì)察格高速公路的各類(lèi)結(jié)構(gòu)物構(gòu)成嚴(yán)重威脅。鹽漬土中的氯離子、硫酸根離子等會(huì)與混凝土中的水泥成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性降低。氯離子會(huì)加速鋼筋的銹蝕,使鋼筋的強(qiáng)度和延性下降,從而削弱混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力。硫酸根離子與水泥中的氫氧化鈣反應(yīng)生成石膏,石膏進(jìn)一步與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成鈣礬石,鈣礬石的體積膨脹會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫,加速混凝土的破壞。此外,鹽漬土對(duì)鋼結(jié)構(gòu)也有腐蝕作用,會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生銹蝕,降低鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。這種腐蝕性危害不僅會(huì)增加工程建設(shè)的初期成本,需要采用耐腐蝕材料和特殊的防腐措施,還會(huì)在工程運(yùn)營(yíng)期間增加維護(hù)和修復(fù)的費(fèi)用,縮短結(jié)構(gòu)物的使用壽命,影響高速公路的長(zhǎng)期安全運(yùn)營(yíng)。三、強(qiáng)鹽漬土地基處理技術(shù)原理與方法3.1換填法3.1.1技術(shù)原理?yè)Q填法是一種較為常見(jiàn)且直觀的地基處理方法,其核心原理是將基礎(chǔ)底面以下一定深度范圍內(nèi)的軟弱鹽漬土挖除,然后用強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、壓縮性低且具有抗侵蝕性的材料進(jìn)行回填,并通過(guò)分層壓實(shí)或夯實(shí)等手段,使其達(dá)到要求的密實(shí)度,從而形成良好的人工地基。在鹽漬土地基中,軟弱鹽漬土的工程性質(zhì)較差,其承載能力低、壓縮性高,且鹽分的存在會(huì)導(dǎo)致土體的溶陷性、鹽脹性以及腐蝕性等問(wèn)題,嚴(yán)重影響地基的穩(wěn)定性和耐久性。通過(guò)換填,去除了不良的鹽漬土,以性能優(yōu)良的材料取而代之,從根本上改善了地基的承載特性。例如,換填材料中的粗顆粒(如碎石、卵石等)之間相互嵌鎖,形成了穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu),能夠承受較大的荷載,提高了地基的承載能力。同時(shí),換填材料的低壓縮性使得地基在荷載作用下的變形顯著減小,有效控制了地基的沉降。此外,換填材料的抗侵蝕性能夠抵御鹽漬土中鹽分的侵蝕作用,保證地基在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的穩(wěn)定性。以砂墊層為例,砂具有良好的透水性,能夠使地基中的水分迅速排出,減少鹽分在土體中的積聚和遷移,從而降低鹽分對(duì)地基的破壞作用。同時(shí),砂的顆粒結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定,不易受到鹽分的化學(xué)侵蝕,能夠長(zhǎng)期保持其物理力學(xué)性能,為地基提供可靠的支撐。3.1.2適用條件與施工要點(diǎn)換填法適用于淺層鹽漬土地基處理,一般適用于鹽漬土厚度小于3m的情況。當(dāng)鹽漬土厚度較小時(shí),采用換填法能夠較為徹底地去除不良土層,達(dá)到改善地基性能的目的。對(duì)于厚度較大的鹽漬土,雖然理論上也可以采用換填法,但由于工程量巨大,施工成本高,且施工難度增加,一般較少采用,此時(shí)可能需要結(jié)合其他地基處理方法。在換填材料選擇方面,應(yīng)根據(jù)工程的具體要求和當(dāng)?shù)夭牧瞎?yīng)情況進(jìn)行綜合考慮。常用的換填材料有砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等。砂和砂石具有良好的透水性和壓實(shí)性,能夠有效提高地基的排水性能和承載能力,適用于大多數(shù)鹽漬土地基處理工程。其中,中粗砂是較為常用的換填材料,其顆粒均勻,級(jí)配良好,能夠保證墊層的密實(shí)度和穩(wěn)定性。碎石和卵石則具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,適用于對(duì)地基承載能力要求較高的工程。素土和灰土在經(jīng)過(guò)壓實(shí)后,也能形成一定強(qiáng)度的墊層,且灰土中的石灰與土顆粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng),能夠提高土體的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性,適用于一般的鹽漬土地基處理。煤渣和礦渣等工業(yè)廢料,在滿(mǎn)足相關(guān)質(zhì)量要求的前提下,也可作為換填材料,不僅能夠降低工程成本,還能實(shí)現(xiàn)廢料的資源化利用。施工工藝控制要點(diǎn)是確保換填法處理效果的關(guān)鍵。在施工前,應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察,準(zhǔn)確確定鹽漬土的分布范圍和厚度,為施工提供可靠依據(jù)。開(kāi)挖過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格控制開(kāi)挖深度和范圍,避免超挖或欠挖。采用挖掘機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開(kāi)挖時(shí),要注意操作的準(zhǔn)確性,防止對(duì)周?chē)馏w造成擾動(dòng)。同時(shí),應(yīng)做好排水措施,避免在開(kāi)挖過(guò)程中地基受水浸泡。若地下水位較高,可采用井點(diǎn)降水等方法降低地下水位,保持基坑干燥,以保證施工質(zhì)量。換填材料的填筑應(yīng)分層進(jìn)行,每層填筑厚度應(yīng)根據(jù)壓實(shí)設(shè)備的性能和材料的性質(zhì)合理確定,一般不宜超過(guò)300mm。在填筑過(guò)程中,要確保材料的均勻性,避免出現(xiàn)粗細(xì)顆粒分離現(xiàn)象。對(duì)于碎石、卵石等材料,應(yīng)注意其級(jí)配的合理性,保證墊層的密實(shí)度和強(qiáng)度。壓實(shí)是換填施工的重要環(huán)節(jié),可采用碾壓、夯實(shí)等方法進(jìn)行壓實(shí)。碾壓時(shí),應(yīng)控制好壓路機(jī)的行駛速度和碾壓遍數(shù),一般行駛速度不宜過(guò)快,控制在2-4km/h,碾壓遍數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度為準(zhǔn)。夯實(shí)可采用蛙式打夯機(jī)等設(shè)備,夯實(shí)次數(shù)也應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定,確保墊層的密實(shí)度均勻。在壓實(shí)過(guò)程中,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè),采用環(huán)刀法、灌砂法等檢測(cè)方法,對(duì)每層墊層的壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè),確保壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。若壓實(shí)度不合格,應(yīng)及時(shí)分析原因,采取增加壓實(shí)遍數(shù)、調(diào)整壓實(shí)設(shè)備等措施進(jìn)行處理,直至壓實(shí)度符合要求。3.2強(qiáng)夯法3.2.1加固機(jī)理強(qiáng)夯法是一種利用大噸位夯錘從高處自由落下產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊力和沖擊能,對(duì)地基一定深度內(nèi)土體進(jìn)行密實(shí)、加固的地基處理方法。其加固機(jī)理主要基于以下幾個(gè)方面:動(dòng)力密實(shí)作用:對(duì)于非飽和的砂性土、碎石土等粗顆粒地基土,在強(qiáng)夯巨大夯擊能的作用下,土體中的孔隙體積減小,顆粒之間相互靠近并重新排列,土體變得更加密實(shí),從而使地基土的強(qiáng)度大大提高。例如,在砂土地基中,強(qiáng)夯的沖擊力使砂粒發(fā)生位移,填充孔隙,形成緊密堆積的結(jié)構(gòu),提高了砂土的密實(shí)度和承載能力。動(dòng)力固結(jié)作用:對(duì)于飽和細(xì)粒土,強(qiáng)夯產(chǎn)生的巨大夯擊能使土體局部發(fā)生液化,土體結(jié)構(gòu)被破壞,土顆粒之間的連接被打破,土體處于流動(dòng)狀態(tài)。同時(shí),強(qiáng)大的夯擊能產(chǎn)生的應(yīng)力波在土中傳播,使土體產(chǎn)生很多裂隙,這些裂隙增加了土體的排水通道。在孔隙水壓力消散的過(guò)程中,土體逐漸固結(jié),強(qiáng)度得到提高。在飽和粉質(zhì)黏土地基中,強(qiáng)夯后土體產(chǎn)生的裂隙使孔隙水能夠迅速排出,加速了土體的固結(jié)過(guò)程,提高了地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。動(dòng)力置換作用:當(dāng)在軟弱地基中進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí),若在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石等粗顆粒材料,通過(guò)強(qiáng)夯的沖擊作用,這些材料被強(qiáng)行擠入軟土中,形成塊(碎)石墩,這種方式被稱(chēng)為強(qiáng)夯置換。塊(碎)石墩具有較高的強(qiáng)度,與周?chē)能浲凉餐瑯?gòu)成復(fù)合地基,從而提高了地基的承載力和復(fù)合模量。同時(shí),塊(碎)石墩中的空隙為軟土中的孔隙水排出提供了良好的通道,縮短了軟土的排水固結(jié)時(shí)間,增強(qiáng)了地基的整體強(qiáng)度。3.2.2施工參數(shù)確定強(qiáng)夯法的施工參數(shù)主要包括夯擊能、夯擊次數(shù)、夯擊間距、間歇時(shí)間等,這些參數(shù)的合理確定對(duì)于強(qiáng)夯法的加固效果至關(guān)重要。夯擊能:夯擊能是強(qiáng)夯法的關(guān)鍵參數(shù)之一,它等于夯錘重量與落距的乘積。夯擊能的大小應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)、加固深度要求等因素來(lái)確定。一般來(lái)說(shuō),對(duì)于軟土地基或加固深度要求較大時(shí),應(yīng)選用較大的夯擊能;對(duì)于較密實(shí)的地基土或加固深度要求較小時(shí),可選用較小的夯擊能。在察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理中,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和地質(zhì)條件分析,對(duì)于淺層鹽漬土,可采用800-1500kN?m的夯擊能;對(duì)于深層鹽漬土,可采用2000-3000kN?m的夯擊能??赏ㄟ^(guò)經(jīng)驗(yàn)公式初步估算夯擊能,如梅納公式:H=\sqrt{\frac{Mh}{10}},其中H為有效加固深度(m),M為夯錘質(zhì)量(t),h為落距(m),但實(shí)際應(yīng)用中還需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。夯擊次數(shù):夯擊次數(shù)是指每個(gè)夯點(diǎn)在一次強(qiáng)夯施工中所夯擊的次數(shù)。確定夯擊次數(shù)的原則是在滿(mǎn)足地基加固要求的前提下,使夯坑的壓縮量最大,而夯坑周?chē)穆∑鹆孔钚 R话憧赏ㄟ^(guò)現(xiàn)場(chǎng)試夯,繪制夯沉量與夯擊次數(shù)的關(guān)系曲線(xiàn)來(lái)確定。在曲線(xiàn)上,當(dāng)夯沉量隨著夯擊次數(shù)的增加而逐漸減小,且最后兩擊的平均夯沉量不大于設(shè)計(jì)規(guī)定值(一般為50-100mm)時(shí),此時(shí)的夯擊次數(shù)即為合適的夯擊次數(shù)。在察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基強(qiáng)夯施工中,對(duì)于一般鹽漬土地段,夯擊次數(shù)通常為6-8次;對(duì)于地基條件較差或?qū)庸绦Ч筝^高的地段,夯擊次數(shù)可適當(dāng)增加至8-10次。夯擊間距:夯擊間距是指相鄰夯點(diǎn)之間的距離,它應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)、加固深度、夯錘底面積等因素來(lái)確定。若夯擊間距過(guò)小,會(huì)導(dǎo)致相鄰夯點(diǎn)之間的加固區(qū)域相互重疊,造成能量浪費(fèi),且可能使地基土產(chǎn)生過(guò)度擾動(dòng);若夯擊間距過(guò)大,則會(huì)出現(xiàn)加固盲區(qū),影響加固效果的均勻性。一般來(lái)說(shuō),對(duì)于軟土地基,夯擊間距可適當(dāng)小一些,通常為3-5m;對(duì)于砂性土等透水性較好的地基土,夯擊間距可適當(dāng)大一些,一般為5-8m。在察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理中,根據(jù)鹽漬土的特性和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果,夯擊間距一般取4-6m,對(duì)于加固深度要求較大的區(qū)域,可適當(dāng)增大夯擊間距。間歇時(shí)間:間歇時(shí)間是指相鄰兩遍強(qiáng)夯之間的時(shí)間間隔,其目的是使地基土在夯擊后有足夠的時(shí)間恢復(fù)強(qiáng)度和消散孔隙水壓力。間歇時(shí)間的長(zhǎng)短主要取決于地基土的性質(zhì)和孔隙水壓力的消散情況。對(duì)于砂性土等透水性較好的地基土,孔隙水壓力消散較快,間歇時(shí)間可較短,一般為1-3天;對(duì)于粘性土等透水性較差的地基土,孔隙水壓力消散較慢,間歇時(shí)間應(yīng)較長(zhǎng),一般為3-7天。在察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基強(qiáng)夯施工中,由于鹽漬土的透水性和壓縮性等特性,間歇時(shí)間一般為3-5天,在實(shí)際施工中,還可通過(guò)監(jiān)測(cè)孔隙水壓力來(lái)確定間歇時(shí)間,當(dāng)孔隙水壓力消散達(dá)到80%以上時(shí),可進(jìn)行下一遍強(qiáng)夯施工。3.3振動(dòng)沉管礫石樁法3.3.1加固原理振動(dòng)沉管礫石樁法是一種用于加固軟弱地基的有效方法,其加固原理基于多種作用機(jī)制,通過(guò)在地基中設(shè)置礫石樁,與周?chē)馏w共同作用,形成復(fù)合地基,從而顯著提高地基的承載能力和穩(wěn)定性。擠密作用:在振動(dòng)沉管成樁過(guò)程中,樁管對(duì)樁位原土體產(chǎn)生強(qiáng)烈的橫向擠壓作用。隨著樁管的下沉,樁管周?chē)耐馏w被強(qiáng)制擠向四周,土體顆粒之間的孔隙被壓縮,土體密實(shí)度顯著提高。以砂土為例,在擠密作用下,砂土的相對(duì)密實(shí)度增加,顆粒排列更加緊密,從而提高了砂土的抗剪強(qiáng)度和承載能力。在粘性土地基中,擠密作用也能使粘性土的結(jié)構(gòu)得到一定程度的改善,土體的強(qiáng)度有所提高。排水作用:礫石樁具有良好的透水性和反濾性,在地基中形成了理想的豎向排水減壓通道。當(dāng)?shù)鼗艿胶奢d作用時(shí),土體中的孔隙水會(huì)在壓力差的作用下,通過(guò)礫石樁迅速排出,有效消散和防止超孔隙水壓力的增高。在飽和軟粘土地基中,孔隙水的快速排出能夠加速土體的排水固結(jié)過(guò)程,使土體強(qiáng)度得到提高。同時(shí),排水作用還能降低土體的飽和度,減少土體在振動(dòng)荷載作用下發(fā)生液化的可能性,增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性。置換作用:對(duì)于粘性土地基,由于粘性土的粘粒含量高,粘粒間結(jié)合力強(qiáng),滲透性低,在振動(dòng)力或擠壓力的作用下土中水不易排走。此時(shí),礫石樁主要起到置換作用,即通過(guò)在地基中設(shè)置礫石樁,將部分軟弱粘性土置換為強(qiáng)度較高的礫石樁體。這些礫石樁體與周?chē)承酝凉餐袚?dān)荷載,形成復(fù)合地基,從而提高地基的承載能力。在實(shí)際工程中,礫石樁的置換率對(duì)復(fù)合地基的性能有重要影響,合理的置換率能夠充分發(fā)揮樁體和土體的協(xié)同作用,達(dá)到最佳的加固效果。加筋作用:當(dāng)?shù)[石樁貫穿整個(gè)軟土層至相對(duì)硬層時(shí),在荷載作用下,樁體主要起應(yīng)力集中作用,就像在土體中設(shè)置了一根根筋材。樁體將上部荷載傳遞到深層相對(duì)堅(jiān)硬的土層,使地基承載力提高,同時(shí)減小了土體的壓縮性。這種加筋作用能夠增強(qiáng)土體的整體性和穩(wěn)定性,有效抵抗土體的變形和滑動(dòng)。在邊坡加固工程中,礫石樁的加筋作用可以提高邊坡土體的抗滑穩(wěn)定性,防止邊坡失穩(wěn)。墊層作用:若軟土層較厚,礫石樁可不穿過(guò)軟土層,此時(shí)形成的加固復(fù)合土層起到類(lèi)似墊層的作用。墊層能夠?qū)⑸喜亢奢d擴(kuò)散,使應(yīng)力分布更加均勻,從而減少地基的不均勻沉降。同時(shí),復(fù)合土層的存在還能增強(qiáng)地基的承載能力,提高地基的穩(wěn)定性。在一些大面積填方工程中,采用振動(dòng)沉管礫石樁法形成的復(fù)合土層墊層,能夠有效解決地基承載力不足和沉降過(guò)大的問(wèn)題。3.3.2施工工藝與質(zhì)量控制振動(dòng)沉管礫石樁的施工工藝包括多個(gè)關(guān)鍵步驟,每個(gè)步驟都對(duì)施工質(zhì)量和加固效果有著重要影響,因此需要嚴(yán)格控制施工過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)和操作要點(diǎn)。施工流程:施工準(zhǔn)備:在施工前,首先要進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察,全面了解地基的地質(zhì)條件,包括土層分布、土的物理力學(xué)性質(zhì)、地下水位等信息,為后續(xù)的施工設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確依據(jù)。同時(shí),對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整,清除場(chǎng)地內(nèi)的障礙物和雜物,確保施工設(shè)備能夠順利進(jìn)場(chǎng)和作業(yè)。按照設(shè)計(jì)要求,在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確放出樁位,使用短鋼筋或小竹簽等標(biāo)志物明確樁孔中心位置,并采用白灰灑出樁位輪廓,以便于樁管準(zhǔn)確對(duì)中。設(shè)備就位:將振動(dòng)打樁機(jī)和下端裝有活瓣鋼樁靴的樁管吊運(yùn)至樁位,調(diào)整設(shè)備的垂直度,確保樁管垂直于地面。垂直度的偏差應(yīng)控制在允許范圍內(nèi),一般不超過(guò)1%,以保證樁體的垂直度和施工質(zhì)量。通過(guò)調(diào)整打樁機(jī)的位置和角度,使樁管中心與樁位中心重合,為后續(xù)的沉管作業(yè)做好準(zhǔn)備。沉管:?jiǎn)?dòng)振動(dòng)打樁機(jī),使樁管在強(qiáng)大的振動(dòng)力作用下逐漸沉入地基土中。在沉管過(guò)程中,要密切關(guān)注沉管的速度和垂直度。沉管速度應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)、樁管直徑和振動(dòng)打樁機(jī)的性能等因素合理控制,一般不宜過(guò)快,以確保樁管周?chē)耐馏w能夠得到充分的擠密。同時(shí),要隨時(shí)檢查樁管的垂直度,如發(fā)現(xiàn)偏差,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)樁管下沉至設(shè)計(jì)深度后,停止振動(dòng),準(zhǔn)備進(jìn)行下一步的填料作業(yè)。填料:利用裝碎石的料斗將符合質(zhì)量要求的礫石(碎石)從樁管頂部倒入樁管內(nèi)。礫石的粒徑和含泥量等指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定,一般要求最大粒徑不得超過(guò)5cm,含泥量不大于5%,以保證樁體的強(qiáng)度和透水性。在填料過(guò)程中,要確保填料的連續(xù)性和均勻性,避免出現(xiàn)斷樁或樁體不密實(shí)的情況。同時(shí),要控制好填料的數(shù)量,根據(jù)樁管的體積和樁體的設(shè)計(jì)密實(shí)度計(jì)算出所需的填料量,確保樁體達(dá)到設(shè)計(jì)要求的長(zhǎng)度和直徑。拔管振密:在樁管內(nèi)填滿(mǎn)礫石后,再次啟動(dòng)振動(dòng)打樁機(jī),邊振動(dòng)邊拔管。拔管速度要嚴(yán)格控制,一般不宜過(guò)快,通??刂圃?-2m/min。在拔管過(guò)程中,振動(dòng)器產(chǎn)生的高頻振動(dòng)使樁管內(nèi)的礫石和樁周土體受到強(qiáng)烈的振動(dòng)作用,礫石在自重和振動(dòng)力的作用下不斷下落并擠密樁周土體,形成密實(shí)的礫石樁體。在拔管過(guò)程中,可根據(jù)需要進(jìn)行多次反插,即把樁管再下沉一定深度后再拔起,以進(jìn)一步提高樁體的密實(shí)度和均勻性。反插深度和次數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定,一般反插深度為0.5-1.0m,反插次數(shù)為2-3次。成樁:當(dāng)樁管拔至地面,且樁體達(dá)到設(shè)計(jì)的密實(shí)度和長(zhǎng)度要求后,一根礫石樁施工完成。按照同樣的方法,依次進(jìn)行下一根樁的施工,直至完成整個(gè)施工區(qū)域的礫石樁施工。在成樁過(guò)程中,要對(duì)每根樁的施工參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)記錄,包括樁位、樁長(zhǎng)、填料量、沉管速度、拔管速度、反插次數(shù)等,以便對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行跟蹤和檢查。質(zhì)量控制要點(diǎn):樁身質(zhì)量控制:樁身質(zhì)量是振動(dòng)沉管礫石樁法施工質(zhì)量的關(guān)鍵。在施工過(guò)程中,要確保樁體的密實(shí)度和均勻性。通過(guò)控制填料的質(zhì)量、填料量以及拔管振密的工藝參數(shù),如拔管速度、振動(dòng)時(shí)間、反插次數(shù)等,保證樁體的密實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求??刹捎脛?dòng)力觸探等方法對(duì)樁身的密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)頻率一般為總樁數(shù)的2%-5%,且每個(gè)單體工程不應(yīng)少于3根。同時(shí),要檢查樁體的連續(xù)性,防止出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。若發(fā)現(xiàn)樁身存在缺陷,應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施,如補(bǔ)樁、復(fù)打等。樁間距控制:樁間距的大小直接影響復(fù)合地基的加固效果和經(jīng)濟(jì)性。樁間距過(guò)小,會(huì)增加施工成本,且可能導(dǎo)致樁間土的過(guò)度擾動(dòng);樁間距過(guò)大,則無(wú)法充分發(fā)揮樁體與土體的協(xié)同作用,影響加固效果。樁間距應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)、設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力和變形等因素,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)或理論計(jì)算合理確定。在施工過(guò)程中,要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的樁間距進(jìn)行樁位布置,確保樁間距的偏差在允許范圍內(nèi),一般樁間距偏差不應(yīng)超過(guò)±150mm。樁長(zhǎng)控制:樁長(zhǎng)是保證礫石樁加固深度和效果的重要參數(shù)。樁長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)地基的軟弱土層厚度、設(shè)計(jì)要求的加固深度以及樁端持力層的情況確定。在施工過(guò)程中,要準(zhǔn)確控制樁管的下沉深度,確保樁長(zhǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求??赏ㄟ^(guò)在樁管上設(shè)置明顯的深度標(biāo)記,并結(jié)合測(cè)量?jī)x器進(jìn)行監(jiān)測(cè),保證樁長(zhǎng)的準(zhǔn)確性。樁長(zhǎng)偏差一般不應(yīng)超過(guò)±500mm。材料質(zhì)量控制:礫石(碎石)作為樁體的主要材料,其質(zhì)量直接影響樁體的強(qiáng)度和耐久性。要嚴(yán)格控制礫石的質(zhì)量,確保其粒徑、含泥量、級(jí)配等指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。礫石進(jìn)場(chǎng)后,應(yīng)進(jìn)行抽樣檢驗(yàn),檢驗(yàn)項(xiàng)目包括顆粒分析、含泥量、壓碎指標(biāo)等。只有檢驗(yàn)合格的礫石才能用于施工,對(duì)于不合格的礫石,應(yīng)及時(shí)清理出場(chǎng),嚴(yán)禁用于工程中。同時(shí),要注意礫石的儲(chǔ)存和保管,防止其受到污染和風(fēng)化。施工順序控制:合理的施工順序能夠減少施工過(guò)程中對(duì)周?chē)馏w的擾動(dòng),保證施工質(zhì)量和安全。在大面積施工時(shí),一般采用從中間向兩邊或從一邊向另一邊的順序進(jìn)行施工。對(duì)于群樁基礎(chǔ),應(yīng)先施工中心樁,再施工外圍樁,避免因施工順序不當(dāng)導(dǎo)致樁體傾斜或位移。在施工過(guò)程中,要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,如土層的軟硬程度、地下水位的高低等,合理調(diào)整施工順序,確保施工順利進(jìn)行。3.4沖擊碾壓法3.4.1作用機(jī)制沖擊碾壓法是一種通過(guò)特制的沖擊壓路機(jī)對(duì)地基土進(jìn)行沖擊和碾壓的地基處理方法,其作用機(jī)制主要包括以下幾個(gè)方面:沖擊壓實(shí)作用:沖擊壓路機(jī)通常由三邊形或五邊形的輪輞組成,在行駛過(guò)程中,輪輞以一定的速度滾動(dòng),其重心不斷變化,從而產(chǎn)生高振幅、低頻率的沖擊力。這種沖擊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)壓路機(jī)的靜壓力和振動(dòng)力,能夠使地基土在短時(shí)間內(nèi)受到強(qiáng)烈的沖擊作用。當(dāng)沖擊壓路機(jī)的輪輞與地基土接觸時(shí),沖擊力迅速傳遞到土體中,使土體顆粒產(chǎn)生瞬間的位移和重新排列。對(duì)于松散的砂土和碎石土等粗顆粒地基土,沖擊壓實(shí)作用能夠使顆粒之間相互填充和嵌擠,形成更加緊密的結(jié)構(gòu),從而顯著提高土體的密實(shí)度和承載能力。在沖擊壓實(shí)過(guò)程中,砂土顆粒被重新排列,孔隙率降低,地基的承載能力得到有效提升。深層壓實(shí)作用:沖擊壓路機(jī)產(chǎn)生的沖擊力具有較強(qiáng)的穿透能力,能夠在地基土中形成較深的壓實(shí)影響深度。根據(jù)工程實(shí)踐和相關(guān)研究,沖擊碾壓的有效壓實(shí)深度一般可達(dá)1.0-1.5m,甚至更深,具體深度取決于沖擊壓路機(jī)的型號(hào)、沖擊能量、地基土的性質(zhì)等因素。在沖擊碾壓過(guò)程中,隨著輪輞的不斷滾動(dòng),沖擊力在地基土中逐漸傳播和衰減,使地基土在較大深度范圍內(nèi)得到壓實(shí)。這種深層壓實(shí)作用能夠改善地基土的力學(xué)性能,提高地基的整體穩(wěn)定性,減少地基的沉降變形。對(duì)于深層的軟土地基,沖擊碾壓法可以通過(guò)深層壓實(shí)作用,使軟土在一定程度上得到加固,提高其承載能力和抗變形能力。土體結(jié)構(gòu)調(diào)整作用:沖擊碾壓過(guò)程中,地基土不僅受到?jīng)_擊力的作用,還受到反復(fù)的碾壓作用。這種反復(fù)的作用能夠使土體中的顆粒結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步的調(diào)整和優(yōu)化。對(duì)于粘性土地基,沖擊碾壓可以破壞土體原有的結(jié)構(gòu),使土顆粒之間的連接重新分布,從而改善土體的物理力學(xué)性質(zhì)。同時(shí),沖擊碾壓還能夠使土體中的孔隙分布更加均勻,減少土體的不均勻性,提高地基的整體性能。在沖擊碾壓粘性土地基時(shí),土體的結(jié)構(gòu)得到重塑,孔隙比減小,壓縮性降低,地基的承載能力和穩(wěn)定性得到提高。加速排水固結(jié)作用:對(duì)于飽和軟土地基,沖擊碾壓產(chǎn)生的沖擊力能夠使土體產(chǎn)生振動(dòng),加速土體中孔隙水的排出,從而促進(jìn)土體的排水固結(jié)。在沖擊碾壓過(guò)程中,土體中的孔隙水在沖擊力和振動(dòng)的作用下,通過(guò)土體中的孔隙和排水通道迅速排出,使孔隙水壓力得以消散,土體逐漸固結(jié)。這種加速排水固結(jié)作用能夠縮短地基土的固結(jié)時(shí)間,提高地基的強(qiáng)度增長(zhǎng)速度,有效減少地基的后期沉降。在飽和軟土地基處理中,沖擊碾壓法可以通過(guò)加速排水固結(jié)作用,使地基在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。3.4.2施工工藝與技術(shù)要求沖擊碾壓法的施工工藝和技術(shù)要求對(duì)于確保地基處理效果至關(guān)重要,需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行操作。施工工藝流程:施工準(zhǔn)備:在沖擊碾壓施工前,首先要對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理和平整,清除場(chǎng)地內(nèi)的雜草、垃圾、障礙物等,確保沖擊壓路機(jī)能夠順利行駛。對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)量放線(xiàn),確定沖擊碾壓的范圍和邊界,并設(shè)置明顯的標(biāo)志。同時(shí),根據(jù)設(shè)計(jì)要求和場(chǎng)地地質(zhì)條件,選擇合適的沖擊壓路機(jī)型號(hào)和沖擊能量。沖擊壓路機(jī)的型號(hào)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)、處理深度等因素進(jìn)行選擇,一般對(duì)于軟土地基,可選擇沖擊能量較大的壓路機(jī);對(duì)于較密實(shí)的地基土,可選擇沖擊能量相對(duì)較小的壓路機(jī)。在施工前,還應(yīng)對(duì)沖擊壓路機(jī)進(jìn)行全面檢查和調(diào)試,確保設(shè)備性能良好,運(yùn)行安全可靠。沖擊碾壓:沖擊碾壓施工時(shí),沖擊壓路機(jī)應(yīng)按照規(guī)定的行駛路線(xiàn)和速度進(jìn)行作業(yè)。行駛路線(xiàn)一般采用往返交錯(cuò)式,以保證地基土得到均勻的沖擊和碾壓。行駛速度應(yīng)根據(jù)沖擊壓路機(jī)的型號(hào)和地基土的性質(zhì)合理控制,一般為10-15km/h。速度過(guò)快可能導(dǎo)致沖擊力過(guò)大,對(duì)地基土造成破壞;速度過(guò)慢則會(huì)影響施工效率。在沖擊碾壓過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求控制碾壓遍數(shù),一般為10-20遍,具體遍數(shù)應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。每遍碾壓完成后,應(yīng)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)量,記錄沉降量和壓實(shí)度等數(shù)據(jù),以便及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)。質(zhì)量檢測(cè):沖擊碾壓施工完成后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。質(zhì)量檢測(cè)的項(xiàng)目主要包括地基土的壓實(shí)度、承載能力、沉降量等。壓實(shí)度可采用灌砂法、環(huán)刀法等方法進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)頻率應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。承載能力可通過(guò)平板載荷試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)等方法進(jìn)行檢測(cè),以確定地基土的承載力是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。沉降量可通過(guò)水準(zhǔn)儀等測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量,觀察地基的沉降情況,判斷地基的穩(wěn)定性。若檢測(cè)結(jié)果不合格,應(yīng)分析原因,采取補(bǔ)壓等措施進(jìn)行處理,直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。技術(shù)要求:碾壓遍數(shù):碾壓遍數(shù)是影響沖擊碾壓效果的重要因素之一。碾壓遍數(shù)過(guò)少,地基土可能得不到充分的壓實(shí)和加固;碾壓遍數(shù)過(guò)多,則會(huì)增加施工成本,且可能對(duì)地基土造成過(guò)度擾動(dòng)。在察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理中,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果,一般沖擊碾壓15-18遍能夠達(dá)到較好的處理效果。對(duì)于不同性質(zhì)的地基土和不同的處理要求,碾壓遍數(shù)應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化確定。行駛速度:行駛速度直接影響沖擊壓路機(jī)的沖擊力和壓實(shí)效果。如前文所述,行駛速度一般控制在10-15km/h之間。在實(shí)際施工中,應(yīng)根據(jù)地基土的軟硬程度、含水量等因素進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。對(duì)于較軟的地基土或含水量較高的地基土,行駛速度可適當(dāng)降低,以避免對(duì)地基土造成過(guò)大的擾動(dòng);對(duì)于較硬的地基土,行駛速度可適當(dāng)提高,以提高施工效率。同時(shí),在行駛過(guò)程中,應(yīng)保持速度的均勻性,避免忽快忽慢,影響壓實(shí)效果的均勻性。沖擊能量:沖擊能量是沖擊碾壓法的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)之一,它取決于沖擊壓路機(jī)的型號(hào)和配重。沖擊能量應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)、處理深度和設(shè)計(jì)要求等因素合理選擇。對(duì)于察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基,一般選擇沖擊能量為25-30kJ的沖擊壓路機(jī)。在選擇沖擊能量時(shí),應(yīng)綜合考慮地基土的強(qiáng)度、壓縮性、鹽漬土的類(lèi)型和含量等因素,確保沖擊能量能夠有效地加固地基土,同時(shí)又不會(huì)對(duì)地基土造成過(guò)度破壞。壓實(shí)度檢測(cè):壓實(shí)度是衡量沖擊碾壓效果的重要指標(biāo)之一。在施工過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)。一般要求地基土的壓實(shí)度達(dá)到90%-95%以上,具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定。在檢測(cè)壓實(shí)度時(shí),應(yīng)注意檢測(cè)點(diǎn)的代表性,均勻分布檢測(cè)點(diǎn),避免出現(xiàn)漏檢或檢測(cè)不全面的情況。若發(fā)現(xiàn)壓實(shí)度不合格,應(yīng)及時(shí)分析原因,采取增加碾壓遍數(shù)、調(diào)整沖擊能量等措施進(jìn)行處理,直至壓實(shí)度符合要求。沉降觀測(cè):沉降觀測(cè)是監(jiān)測(cè)沖擊碾壓效果和地基穩(wěn)定性的重要手段。在沖擊碾壓施工過(guò)程中,應(yīng)定期進(jìn)行沉降觀測(cè),一般每碾壓2-3遍進(jìn)行一次沉降觀測(cè)。通過(guò)沉降觀測(cè),及時(shí)掌握地基的沉降情況,分析沉降變化規(guī)律。若發(fā)現(xiàn)沉降量過(guò)大或沉降不均勻,應(yīng)及時(shí)停止施工,分析原因,采取相應(yīng)的處理措施。沉降觀測(cè)應(yīng)持續(xù)到?jīng)_擊碾壓施工完成后一段時(shí)間,以監(jiān)測(cè)地基的后期沉降情況,確保地基的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。四、察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理工程實(shí)例4.1工程案例選取與背景介紹本研究選取察格高速公路K35+200-K36+000路段作為強(qiáng)鹽漬土地基處理的典型工程案例。該路段位于察爾汗鹽湖東南側(cè),地勢(shì)較為平坦,但地下水位較高,且廣泛分布著強(qiáng)鹽漬土。此路段的強(qiáng)鹽漬土厚度較大,從地表以下0-3m范圍內(nèi)均為強(qiáng)鹽漬土,且以氯鹽漬土為主,部分區(qū)域伴有硫酸鹽漬土。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察和室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果,該路段鹽漬土的易溶鹽含量高達(dá)15%-25%,其中氯離子含量占易溶鹽總量的60%以上,硫酸根離子含量也達(dá)到一定比例。該路段鹽漬土的物理力學(xué)性質(zhì)較差,含水量較高,一般在25%-35%之間,孔隙比大,約為1.0-1.2,壓縮性高,壓縮系數(shù)可達(dá)0.3-0.5MPa?1,抗剪強(qiáng)度低,黏聚力一般在15-25kPa之間,內(nèi)摩擦角在20°-25°之間。由于該路段的鹽漬土地基存在溶陷性、鹽脹性和腐蝕性等問(wèn)題,對(duì)高速公路的路基穩(wěn)定性和路面結(jié)構(gòu)的耐久性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。若不進(jìn)行有效的地基處理,在道路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,可能會(huì)出現(xiàn)路基沉降、路面開(kāi)裂、塌陷等病害,影響行車(chē)安全和舒適性,增加道路的維護(hù)成本。在工程建設(shè)前期,相關(guān)部門(mén)對(duì)該路段進(jìn)行了詳細(xì)的地質(zhì)勘察和試驗(yàn)研究,為地基處理方案的設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。根據(jù)勘察結(jié)果,結(jié)合察格高速公路的設(shè)計(jì)要求和工程實(shí)際情況,確定了采用換填法、強(qiáng)夯法和振動(dòng)沉管礫石樁法相結(jié)合的綜合地基處理方案,以提高地基的承載能力,減少沉降變形,確保公路的長(zhǎng)期穩(wěn)定和安全運(yùn)營(yíng)。4.2處理方案設(shè)計(jì)與實(shí)施4.2.1方案設(shè)計(jì)思路針對(duì)察格高速公路K35+200-K36+000路段強(qiáng)鹽漬土地基的特點(diǎn)和工程要求,設(shè)計(jì)綜合地基處理方案時(shí),充分考慮了多種因素。由于該路段鹽漬土厚度較大,且具有高含水量、大孔隙比、高壓縮性和低抗剪強(qiáng)度等不良特性,單一的地基處理方法難以滿(mǎn)足工程需求。因此,采用換填法、強(qiáng)夯法和振動(dòng)沉管礫石樁法相結(jié)合的綜合方案,以充分發(fā)揮各方法的優(yōu)勢(shì),達(dá)到提高地基承載能力、減少沉降變形、抑制鹽脹和溶陷等目的。換填法作為基礎(chǔ)處理的第一步,主要用于處理淺層鹽漬土。通過(guò)挖除地表以下一定深度(0-1.5m)的強(qiáng)鹽漬土,換填為透水性好、強(qiáng)度高、抗腐蝕性強(qiáng)的砂礫石材料。砂礫石具有良好的級(jí)配,能夠形成穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu),有效提高地基的承載能力。同時(shí),其透水性可以加速地基土中水分的排出,減少鹽分的積聚,降低鹽漬土的溶陷性和鹽脹性對(duì)地基的影響。換填法還能改善地基的淺層受力條件,為后續(xù)的強(qiáng)夯和振動(dòng)沉管礫石樁施工創(chuàng)造有利條件。強(qiáng)夯法主要針對(duì)換填后的地基進(jìn)行深層加固。利用強(qiáng)夯產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊能,使地基土在較大深度范圍內(nèi)得到密實(shí)。根據(jù)該路段的地質(zhì)條件和工程要求,選用合適的夯擊能、夯擊次數(shù)、夯擊間距和間歇時(shí)間等參數(shù)。較大的夯擊能可以使地基土在深層發(fā)生動(dòng)力密實(shí)和動(dòng)力固結(jié),提高地基的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。合理的夯擊次數(shù)和夯擊間距能夠確保地基土得到均勻加固,避免出現(xiàn)加固盲區(qū)或過(guò)度擾動(dòng)。間歇時(shí)間的設(shè)置則是為了讓地基土在夯擊后有足夠的時(shí)間恢復(fù)強(qiáng)度和消散孔隙水壓力,保證強(qiáng)夯效果的持續(xù)性。振動(dòng)沉管礫石樁法作為綜合處理方案的重要組成部分,主要用于進(jìn)一步提高地基的承載能力和改善地基的排水條件。在強(qiáng)夯后的地基中設(shè)置礫石樁,樁體與周?chē)馏w共同作用形成復(fù)合地基。礫石樁的擠密作用能夠使樁周土體密實(shí)度增加,提高土體的抗剪強(qiáng)度;排水作用可以加速地基土中孔隙水的排出,促進(jìn)土體的固結(jié);置換作用則是將部分軟弱鹽漬土置換為強(qiáng)度較高的礫石樁體,增強(qiáng)地基的承載能力。對(duì)于該路段較厚的鹽漬土層,振動(dòng)沉管礫石樁的穿透深度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求,有效加固深層地基土,提高地基的整體性能。4.2.2施工過(guò)程與關(guān)鍵技術(shù)換填法施工:施工流程:在換填法施工前,首先進(jìn)行施工測(cè)量放線(xiàn),準(zhǔn)確確定換填范圍和邊界。采用挖掘機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行鹽漬土開(kāi)挖,開(kāi)挖過(guò)程中嚴(yán)格控制開(kāi)挖深度和坡度,確保開(kāi)挖符合設(shè)計(jì)要求。開(kāi)挖出的鹽漬土及時(shí)運(yùn)輸至指定地點(diǎn)存放,避免對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)造成污染。在開(kāi)挖完成后,對(duì)基底進(jìn)行平整和壓實(shí)處理,使其符合換填材料的鋪設(shè)要求。然后,按照設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)砂礫石換填材料,采用分層鋪設(shè)的方式,每層鋪設(shè)厚度控制在300mm左右。在鋪設(shè)過(guò)程中,使用裝載機(jī)等設(shè)備進(jìn)行攤鋪,確保材料均勻分布。每層鋪設(shè)完成后,采用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,碾壓遍數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定,一般為6-8遍,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度。在碾壓過(guò)程中,及時(shí)檢測(cè)壓實(shí)度,如發(fā)現(xiàn)壓實(shí)度不合格,及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)壓處理。關(guān)鍵技術(shù)控制:換填材料的質(zhì)量是換填法施工的關(guān)鍵。在砂礫石材料進(jìn)場(chǎng)前,對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn),包括顆粒級(jí)配、含泥量、壓碎指標(biāo)等。確保砂礫石的顆粒級(jí)配良好,含泥量不超過(guò)5%,壓碎指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。在施工過(guò)程中,控制好每層的鋪設(shè)厚度和壓實(shí)度。鋪設(shè)厚度過(guò)大可能導(dǎo)致壓實(shí)不均勻,影響地基處理效果;壓實(shí)度不足則無(wú)法滿(mǎn)足地基承載能力要求。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定合理的壓實(shí)參數(shù),如壓路機(jī)的行駛速度、碾壓遍數(shù)等,并在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照參數(shù)進(jìn)行操作。同時(shí),做好施工過(guò)程中的排水措施,避免地基在施工過(guò)程中受水浸泡,影響地基的穩(wěn)定性和處理效果。強(qiáng)夯法施工:施工流程:在強(qiáng)夯施工前,對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整,清除場(chǎng)地內(nèi)的障礙物和雜物。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確放出夯點(diǎn)位置,并做好標(biāo)記。選用合適的強(qiáng)夯設(shè)備,包括夯錘和起重機(jī)等。夯錘的重量和落距根據(jù)設(shè)計(jì)夯擊能確定,一般夯錘重量為10-20t,落距為8-15m。在強(qiáng)夯施工過(guò)程中,按照設(shè)計(jì)的夯擊次數(shù)和夯擊間距進(jìn)行夯擊。首先進(jìn)行第一遍夯擊,每個(gè)夯點(diǎn)夯擊次數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定,一般為6-8次。夯擊完成后,用推土機(jī)將夯坑填平,并測(cè)量場(chǎng)地標(biāo)高。然后進(jìn)行第二遍夯擊,夯點(diǎn)位置與第一遍夯擊的夯點(diǎn)錯(cuò)開(kāi),形成梅花形布置。第二遍夯擊完成后,再次填平夯坑并測(cè)量標(biāo)高。最后進(jìn)行滿(mǎn)夯,滿(mǎn)夯的夯擊能一般為第一遍和第二遍夯擊能的1/2-2/3,夯擊次數(shù)為2-3次,以確保場(chǎng)地表面的平整度和密實(shí)度。關(guān)鍵技術(shù)控制:夯擊能的控制是強(qiáng)夯法施工的關(guān)鍵。在施工過(guò)程中,確保夯錘的重量和落距符合設(shè)計(jì)要求,通過(guò)調(diào)整起重機(jī)的起重臂長(zhǎng)度和高度來(lái)控制落距。同時(shí),準(zhǔn)確記錄每次夯擊的夯沉量,繪制夯沉量與夯擊次數(shù)的關(guān)系曲線(xiàn)。根據(jù)曲線(xiàn)判斷地基土的加固效果,如發(fā)現(xiàn)夯沉量異?;蚣庸绦Ч焕硐耄皶r(shí)調(diào)整夯擊參數(shù),如增加夯擊次數(shù)、提高夯擊能等。夯擊間距的控制也很重要,確保夯點(diǎn)布置均勻,避免出現(xiàn)加固盲區(qū)。在施工過(guò)程中,對(duì)夯點(diǎn)位置進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)量和檢查,確保夯點(diǎn)間距符合設(shè)計(jì)要求。間歇時(shí)間的控制同樣關(guān)鍵,根據(jù)地基土的性質(zhì)和孔隙水壓力的消散情況確定間歇時(shí)間。在施工過(guò)程中,通過(guò)埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)等設(shè)備監(jiān)測(cè)孔隙水壓力的變化,當(dāng)孔隙水壓力消散達(dá)到80%以上時(shí),進(jìn)行下一遍強(qiáng)夯施工,以保證地基土有足夠的時(shí)間恢復(fù)強(qiáng)度和消散孔隙水壓力。振動(dòng)沉管礫石樁法施工:施工流程:在振動(dòng)沉管礫石樁施工前,進(jìn)行施工測(cè)量放線(xiàn),確定樁位。將振動(dòng)打樁機(jī)和下端裝有活瓣鋼樁靴的樁管吊運(yùn)至樁位,調(diào)整樁管垂直度,使樁管垂直于地面,垂直度偏差控制在1%以?xún)?nèi)。啟動(dòng)振動(dòng)打樁機(jī),使樁管在振動(dòng)力作用下逐漸沉入地基土中,沉管過(guò)程中密切關(guān)注沉管速度和垂直度。當(dāng)樁管下沉至設(shè)計(jì)深度后,停止振動(dòng),利用裝碎石的料斗將符合質(zhì)量要求的礫石從樁管頂部倒入樁管內(nèi),填料量根據(jù)樁管體積和設(shè)計(jì)樁體密實(shí)度計(jì)算確定。在填料完成后,再次啟動(dòng)振動(dòng)打樁機(jī),邊振動(dòng)邊拔管,拔管速度控制在1-2m/min。在拔管過(guò)程中,根據(jù)需要進(jìn)行多次反插,反插深度為0.5-1.0m,反插次數(shù)為2-3次,以提高樁體的密實(shí)度和均勻性。當(dāng)樁管拔至地面,一根礫石樁施工完成。按照同樣的方法,依次進(jìn)行下一根樁的施工,直至完成整個(gè)施工區(qū)域的礫石樁施工。關(guān)鍵技術(shù)控制:樁身質(zhì)量控制是振動(dòng)沉管礫石樁法施工的關(guān)鍵。在施工過(guò)程中,確保樁體的密實(shí)度和連續(xù)性。通過(guò)控制填料的質(zhì)量、填料量以及拔管振密的工藝參數(shù),保證樁體的密實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。在填料過(guò)程中,嚴(yán)格控制礫石的粒徑和含泥量,確保礫石的粒徑不超過(guò)5cm,含泥量不大于5%。在拔管振密過(guò)程中,控制好拔管速度、振動(dòng)時(shí)間和反插次數(shù)等參數(shù),確保樁體的均勻性和密實(shí)度。樁間距的控制也很重要,根據(jù)設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確確定樁間距,并在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制樁位偏差,樁間距偏差不應(yīng)超過(guò)±150mm。樁長(zhǎng)的控制同樣關(guān)鍵,在樁管上設(shè)置明顯的深度標(biāo)記,并結(jié)合測(cè)量?jī)x器進(jìn)行監(jiān)測(cè),確保樁長(zhǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,樁長(zhǎng)偏差一般不應(yīng)超過(guò)±500mm。同時(shí),做好施工過(guò)程中的質(zhì)量檢測(cè)工作,采用動(dòng)力觸探等方法對(duì)樁身的密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)頻率一般為總樁數(shù)的2%-5%,且每個(gè)單體工程不應(yīng)少于3根,確保樁身質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。4.3處理效果檢測(cè)與評(píng)估4.3.1檢測(cè)方法與指標(biāo)為全面、準(zhǔn)確地評(píng)估察格高速公路K35+200-K36+000路段強(qiáng)鹽漬土地基處理效果,采用了多種檢測(cè)方法,針對(duì)不同的檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),確保地基處理后的各項(xiàng)性能滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)要求。載荷試驗(yàn):載荷試驗(yàn)是檢測(cè)地基承載力和變形特性的重要方法之一。在該路段選取了多個(gè)有代表性的檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行平板載荷試驗(yàn),采用圓形剛性承壓板,根據(jù)地基土的類(lèi)別和預(yù)估的地基承載力,確定承壓板的尺寸,一般對(duì)于粘性土地基,承壓板面積不小于0.5m2;對(duì)于砂性土地基,承壓板面積不小于0.25m2。試驗(yàn)時(shí),采用慢速維持荷載法,逐級(jí)施加荷載,每級(jí)荷載增量根據(jù)地基土的性質(zhì)和設(shè)計(jì)要求確定,一般為預(yù)估極限承載力的1/8-1/10。在每級(jí)荷載施加后,按規(guī)定的時(shí)間間隔觀測(cè)承壓板的沉降量,直至沉降穩(wěn)定。根據(jù)載荷試驗(yàn)結(jié)果,繪制荷載-沉降(p-s)曲線(xiàn),通過(guò)分析曲線(xiàn)的形態(tài)和特征,確定地基的承載力特征值和變形模量。地基承載力特征值是指地基在滿(mǎn)足變形要求的前提下,所能承受的最大荷載,是評(píng)估地基承載能力的關(guān)鍵指標(biāo)。變形模量則反映了地基土在無(wú)側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系,是衡量地基土變形特性的重要參數(shù)。動(dòng)力觸探試驗(yàn):動(dòng)力觸探試驗(yàn)是利用一定的錘擊能量,將一定規(guī)格的探頭打入土中,根據(jù)打入土中的難易程度(貫入度)來(lái)判斷土的性質(zhì)。在該路段強(qiáng)鹽漬土地基處理效果檢測(cè)中,采用圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn),包括輕型圓錐動(dòng)力觸探(N10)和重型圓錐動(dòng)力觸探(N63.5)。輕型圓錐動(dòng)力觸探適用于一般粘性土、粉土和素填土等,錘重10kg,落距50cm;重型圓錐動(dòng)力觸探適用于砂土、碎石土和軟巖等,錘重63.5kg,落距76cm。試驗(yàn)時(shí),記錄每貫入一定深度(一般為10cm或30cm)所需的錘擊數(shù),根據(jù)錘擊數(shù)與土的物理力學(xué)性質(zhì)之間的相關(guān)關(guān)系,評(píng)估地基土的密實(shí)度和均勻性。一般來(lái)說(shuō),錘擊數(shù)越大,表明地基土越密實(shí),承載力越高。通過(guò)動(dòng)力觸探試驗(yàn),可以了解地基土在不同深度范圍內(nèi)的密實(shí)程度變化,判斷地基處理的均勻性,檢測(cè)是否存在軟弱夾層或局部處理效果不佳的區(qū)域。靜力觸探試驗(yàn):靜力觸探試驗(yàn)是用準(zhǔn)靜力將一個(gè)內(nèi)部裝有傳感器的觸探頭以勻速壓入土中,由于土層的阻力作用,使探頭內(nèi)的傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào),通過(guò)電纜將電信號(hào)傳輸?shù)降孛娴膬x表中,即可測(cè)得每壓入一定深度的貫入阻力,從而分析土的物理力學(xué)性質(zhì)。在該路段的檢測(cè)中,采用雙橋靜力觸探試驗(yàn),可同時(shí)測(cè)得錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力。通過(guò)對(duì)錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力的分析,可以確定地基土的類(lèi)型、承載力、壓縮性等參數(shù)。錐尖阻力反映了土的強(qiáng)度特性,側(cè)壁摩阻力則與土的粘性和顆粒間的摩擦力有關(guān)。靜力觸探試驗(yàn)具有連續(xù)、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),能夠較為全面地了解地基土的力學(xué)性質(zhì)沿深度的變化情況,為地基處理效果評(píng)估提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持。室內(nèi)土工試驗(yàn):除了現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試方法外,還進(jìn)行了室內(nèi)土工試驗(yàn),以進(jìn)一步檢測(cè)地基處理后的土樣物理力學(xué)性質(zhì)。在處理后的地基中采取代表性土樣,進(jìn)行含水量、密度、孔隙比、壓縮性、抗剪強(qiáng)度等常規(guī)土工試驗(yàn)。含水量和密度是土的基本物理指標(biāo),通過(guò)測(cè)定含水量和密度,可以計(jì)算出土的干密度和飽和度,了解土的干濕狀態(tài)和密實(shí)程度??紫侗确从沉送林锌紫扼w積與土顆粒體積之比,是衡量土的密實(shí)程度和壓縮性的重要參數(shù)。壓縮性試驗(yàn)用于測(cè)定土的壓縮系數(shù)和壓縮模量,評(píng)估土在荷載作用下的壓縮變形特性??辜魪?qiáng)度試驗(yàn)采用直剪試驗(yàn)或三軸剪切試驗(yàn),測(cè)定土的黏聚力和內(nèi)摩擦角,這兩個(gè)參數(shù)是評(píng)估地基土抗剪強(qiáng)度和穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo)。通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn),可以對(duì)地基處理后的土樣進(jìn)行全面的物理力學(xué)性質(zhì)分析,與處理前的土樣性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比,直觀地了解地基處理對(duì)土的性質(zhì)改善情況。4.3.2效果評(píng)估與分析根據(jù)上述多種檢測(cè)方法獲得的檢測(cè)結(jié)果,對(duì)察格高速公路K35+200-K36+000路段強(qiáng)鹽漬土地基處理效果進(jìn)行了全面評(píng)估,并對(duì)處理方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了深入分析。處理效果評(píng)估:承載力方面:通過(guò)載荷試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明,處理后的地基承載力特征值有了顯著提高。在采用換填法、強(qiáng)夯法和振動(dòng)沉管礫石樁法相結(jié)合的綜合處理方案后,地基承載力特征值由處理前的80-100kPa提高到了200-250kPa,滿(mǎn)足了高速公路路基對(duì)地基承載力的設(shè)計(jì)要求(一般要求地基承載力不小于150kPa)。這表明綜合處理方案有效地提高了地基的承載能力,能夠承受高速公路運(yùn)營(yíng)期間的車(chē)輛荷載和路基自重。在某檢測(cè)點(diǎn)的載荷試驗(yàn)中,處理前地基在荷載達(dá)到100kPa時(shí),沉降量迅速增大,無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;而處理后,地基在荷載達(dá)到250kPa時(shí),沉降量仍處于允許范圍內(nèi),且荷載-沉降曲線(xiàn)表現(xiàn)出良好的線(xiàn)性關(guān)系,說(shuō)明地基具有較高的承載能力和穩(wěn)定性。變形特性方面:從載荷試驗(yàn)的荷載-沉降曲線(xiàn)以及靜力觸探試驗(yàn)測(cè)定的變形模量來(lái)看,處理后的地基變形模量顯著增大,地基的壓縮性明顯降低。處理前地基的變形模量一般在5-10MPa之間,處理后增大到15-25MPa。這意味著在相同荷載作用下,處理后的地基沉降量明顯減小,有效地控制了路基的工后沉降。通過(guò)對(duì)處理后地基的長(zhǎng)期沉降觀測(cè),在運(yùn)營(yíng)初期的一段時(shí)間內(nèi),路基沉降量均在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi),且沉降速率逐漸減小,表明地基的變形特性得到了有效改善,能夠保證高速公路路面的平整度和行車(chē)舒適性。密實(shí)度與均勻性方面:動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果顯示,處理后的地基土錘擊數(shù)明顯增加,表明地基土的密實(shí)度得到了顯著提高。在處理前,地基土的錘擊數(shù)在5-10擊/10cm之間,處理后錘擊數(shù)增加到15-25擊/10cm。同時(shí),動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果在不同檢測(cè)點(diǎn)之間的離散性較小,說(shuō)明地基處理的均勻性較好,不存在明顯的軟弱區(qū)域或不均勻沉降隱患。通過(guò)對(duì)不同深度地基土的動(dòng)力觸探檢測(cè),發(fā)現(xiàn)錘擊數(shù)在整個(gè)處理深度范圍內(nèi)均有明顯提高,且分布較為均勻,表明綜合處理方案能夠使地基土在較大深度范圍內(nèi)得到有效的加固,提高了地基的整體穩(wěn)定性。抗剪強(qiáng)度方面:室內(nèi)土工試驗(yàn)的抗剪強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果表明,處理后的地基土黏聚力和內(nèi)摩擦角均有所增大。處理前,地基土的黏聚力一般在15-25kPa之間,內(nèi)摩擦角在20°-25°之間;處理后,黏聚力提高到30-40kPa,內(nèi)摩擦角增大到30°-35°。這使得地基土的抗剪強(qiáng)度顯著提高,增強(qiáng)了地基抵抗滑動(dòng)和變形的能力,有利于保證高速公路路基的穩(wěn)定性。在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析時(shí),根據(jù)處理后的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算得到的邊坡穩(wěn)定系數(shù)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,說(shuō)明地基處理有效地提高了邊坡的抗滑穩(wěn)定性。處理方案優(yōu)缺點(diǎn)分析:優(yōu)點(diǎn):綜合效果顯著:換填法、強(qiáng)夯法和振動(dòng)沉管礫石樁法相結(jié)合的綜合處理方案充分發(fā)揮了各方法的優(yōu)勢(shì),對(duì)地基的承載能力、變形特性、密實(shí)度和抗剪強(qiáng)度等方面都有顯著的改善效果,能夠全面滿(mǎn)足高速公路建設(shè)對(duì)地基的要求。換填法去除了淺層的強(qiáng)鹽漬土,改善了地基的淺層受力條件;強(qiáng)夯法對(duì)地基進(jìn)行深層加固,提高了地基的整體強(qiáng)度;振動(dòng)沉管礫石樁法進(jìn)一步增強(qiáng)了地基的承載能力和排水性能,三者相互配合,使地基處理效果更加理想。適應(yīng)性強(qiáng):該綜合處理方案能夠適應(yīng)察格高速公路沿線(xiàn)復(fù)雜的鹽漬土地質(zhì)條件。對(duì)于不同類(lèi)型的鹽漬土,如氯鹽漬土和硫酸鹽漬土,以及不同厚度和物理力學(xué)性質(zhì)的鹽漬土層,都能通過(guò)合理調(diào)整各方法的施工參數(shù)和組合方式,達(dá)到較好的處理效果。在某些鹽漬土厚度較大、含鹽量較高的區(qū)域,通過(guò)增加強(qiáng)夯的夯擊能和夯擊次數(shù),以及適當(dāng)加密振動(dòng)沉管礫石樁的樁間距,有效地提高了地基的承載能力和穩(wěn)定性。施工工藝相對(duì)成熟:換填法、強(qiáng)夯法和振動(dòng)沉管礫石樁法在工程實(shí)踐中應(yīng)用廣泛,施工工藝相對(duì)成熟,施工技術(shù)人員對(duì)這些方法較為熟悉,施工質(zhì)量易于控制。在察格高速公路的施工過(guò)程中,能夠充分利用現(xiàn)有的施工設(shè)備和技術(shù)力量,保證施工的順利進(jìn)行,減少施工過(guò)程中的技術(shù)難題和質(zhì)量問(wèn)題。缺點(diǎn):施工成本較高:綜合處理方案涉及多種施工方法和大量的施工材料,如換填材料、礫石樁的礫石等,同時(shí)強(qiáng)夯施工需要大型機(jī)械設(shè)備,這些因素導(dǎo)致施工成本相對(duì)較高。在工程預(yù)算方面,需要充分考慮到地基處理的成本,合理安排資金,以確保工程的經(jīng)濟(jì)效益。施工工期較長(zhǎng):由于采用了多種地基處理方法,施工工序較為復(fù)雜,施工過(guò)程中需要進(jìn)行多次檢測(cè)和調(diào)整,導(dǎo)致施工工期相對(duì)較長(zhǎng)。在施工進(jìn)度計(jì)劃安排上,需要合理規(guī)劃各工序的施工時(shí)間,加強(qiáng)施工管理,確保工程能夠按時(shí)完成。對(duì)環(huán)境影響較大:強(qiáng)夯施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲和振動(dòng),對(duì)周?chē)h(huán)境造成一定的影響。在靠近居民區(qū)或環(huán)境敏感區(qū)域施工時(shí),需要采取相應(yīng)的降噪和減振措施,如設(shè)置隔音屏障、采用減振墊等,以減少對(duì)周?chē)用窈铜h(huán)境的干擾。同時(shí),施工過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄土和建筑垃圾需要妥善處理,避免對(duì)環(huán)境造成污染。五、察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理技術(shù)綜合評(píng)價(jià)5.1不同處理技術(shù)的對(duì)比分析在察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理中,常用的換填法、強(qiáng)夯法、振動(dòng)沉管礫石樁法和沖擊碾壓法各具特點(diǎn),以下從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性、施工便捷性等方面進(jìn)行對(duì)比分析。換填法技術(shù)原理簡(jiǎn)單易懂,施工操作相對(duì)容易,在淺層鹽漬土地基處理中具有較高的技術(shù)可行性。對(duì)于厚度小于3m的淺層鹽漬土,能夠較為徹底地去除不良土層,有效改善地基性能。然而,當(dāng)鹽漬土厚度較大時(shí),換填工程量巨大,不僅增加施工難度,還可能對(duì)周邊環(huán)境造成較大影響,此時(shí)技術(shù)可行性降低。在經(jīng)濟(jì)方面,換填法需要大量的換填材料,材料采購(gòu)和運(yùn)輸成本較高,尤其是在當(dāng)?shù)夭牧腺Y源匱乏的情況下,成本會(huì)進(jìn)一步增加。同時(shí),由于換填工程量大,施工機(jī)械使用時(shí)間長(zhǎng),導(dǎo)致施工成本增加,經(jīng)濟(jì)合理性相對(duì)較差。在施工便捷性上,換填法需要進(jìn)行土方開(kāi)挖和材料填筑,施工過(guò)程較為繁瑣,且受天氣等外界因素影響較大,如在雨季施工,可能會(huì)出現(xiàn)基坑積水、地基土受浸泡等問(wèn)題,影響施工進(jìn)度和質(zhì)量。強(qiáng)夯法通過(guò)強(qiáng)大的夯擊能對(duì)地基進(jìn)行加固,有效加固深度較大,對(duì)于深層鹽漬土地基處理具有良好的技術(shù)可行性。在察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理中,根據(jù)地質(zhì)條件和工程要求,合理調(diào)整夯擊能、夯擊次數(shù)等參數(shù),能夠顯著提高地基的承載能力和穩(wěn)定性。在經(jīng)濟(jì)合理性方面,強(qiáng)夯法設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單,主要設(shè)備為起重機(jī)和夯錘,設(shè)備租賃和購(gòu)置成本相對(duì)較低。且強(qiáng)夯法施工效率較高,能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成大面積地基處理,減少施工周期,從而降低總體施工成本,具有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。但強(qiáng)夯法施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲和振動(dòng),對(duì)周?chē)h(huán)境影響較大,在靠近居民區(qū)或?qū)Νh(huán)境要求較高的區(qū)域,需要采取相應(yīng)的降噪減振措施,這會(huì)增加一定的成本。振動(dòng)沉管礫石樁法利用樁體與周?chē)馏w形成復(fù)合地基,提高地基承載能力和改善排水條件,適用于處理厚度較大的軟弱鹽漬土地基,技術(shù)可行性較高。對(duì)于察格高速公路沿線(xiàn)較厚的鹽漬土層,通過(guò)合理設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、樁間距等參數(shù),能夠有效加固地基,滿(mǎn)足工程要求。在經(jīng)濟(jì)方面,振動(dòng)沉管礫石樁法需要使用振動(dòng)打樁機(jī)等設(shè)備,設(shè)備成本較高,且樁體材料(如礫石)的采購(gòu)和運(yùn)輸也會(huì)增加成本。此外,施工過(guò)程中對(duì)樁身質(zhì)量、樁間距等控制要求嚴(yán)格,若出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題需要返工,會(huì)進(jìn)一步增加成本,經(jīng)濟(jì)合理性一般。施工便捷性上,振動(dòng)沉管礫石樁法施工工藝相對(duì)復(fù)雜,施工過(guò)程中需要精確控制樁管的垂直度、沉管速度、填料量、拔管速度等參數(shù),對(duì)施工人員的技術(shù)水平要求較高,施工難度較大。沖擊碾壓法通過(guò)沖擊壓路機(jī)對(duì)地基進(jìn)行沖擊和碾壓,能夠使地基土在較大深度范圍內(nèi)得到壓實(shí)和加固,適用于處理淺層和一定深度范圍內(nèi)的鹽漬土地基,技術(shù)可行性較好。在察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理中,對(duì)于淺層鹽漬土和部分中深層鹽漬土,通過(guò)合理選擇沖擊壓路機(jī)型號(hào)、沖擊能量、碾壓遍數(shù)等參數(shù),能夠有效提高地基的密實(shí)度和承載能力。在經(jīng)濟(jì)合理性方面,沖擊碾壓法設(shè)備成本相對(duì)較低,主要設(shè)備為沖擊壓路機(jī),且施工效率較高,能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成大面積地基處理,降低施工成本,具有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。但沖擊碾壓法對(duì)施工場(chǎng)地要求較高,需要場(chǎng)地較為平整,且在施工過(guò)程中對(duì)地基土的含水量有一定要求,若含水量過(guò)高或過(guò)低,都會(huì)影響處理效果,施工便捷性受到一定限制。綜上所述,不同地基處理技術(shù)在察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理中各有優(yōu)劣。換填法適用于淺層鹽漬土地基處理,但成本較高、施工便捷性差;強(qiáng)夯法加固深度大、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯,但對(duì)環(huán)境影響較大;振動(dòng)沉管礫石樁法適用于較厚鹽漬土地基,但施工工藝復(fù)雜、成本較高;沖擊碾壓法施工效率高、成本較低,但對(duì)場(chǎng)地和地基土含水量有要求。在實(shí)際工程中,應(yīng)根據(jù)具體的工程地質(zhì)條件、工程要求、經(jīng)濟(jì)條件等因素,綜合考慮選擇合適的地基處理技術(shù),以達(dá)到最佳的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。5.2技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素與注意事項(xiàng)在察格高速公路強(qiáng)鹽漬土地基處理技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中,多個(gè)關(guān)鍵因素會(huì)對(duì)處理效果產(chǎn)生重要影響,同時(shí)在施工過(guò)程中也需注意諸多事項(xiàng),以確保工程質(zhì)量和安全。地質(zhì)條件是地基處理技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)因素。察格高速公路沿線(xiàn)鹽漬土地質(zhì)條件復(fù)雜,不同路段的鹽漬土類(lèi)型、厚度、物理力學(xué)性質(zhì)以及地下水位等存在差異。在K35+200-K36+000路段,鹽漬土以氯鹽漬土為主且厚度較大,這就要求在選擇地基處理技術(shù)時(shí),充分考慮氯鹽漬土的特性,如對(duì)材料的腐蝕性等。對(duì)于深層鹽漬土,強(qiáng)夯法、振動(dòng)沉管礫石樁法等具有較好的適用性,因?yàn)樗鼈兡軌驅(qū)ι顚油馏w進(jìn)行有效加固。而對(duì)于淺層鹽漬土,換填法、沖擊碾壓法等可能更為合適。地下水位的高低也會(huì)影響地基處理方法的選擇和施工工藝。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí),地基土的含水量大,土體處于飽和狀態(tài),這會(huì)增加地基處理的難度。在采用強(qiáng)夯法時(shí),需要采取有效的排水措施,如設(shè)置排水砂井或塑料排水板,以加速孔隙水的排出,防止出現(xiàn)橡皮土等問(wèn)題,確保強(qiáng)夯效果。工程要求是決定地基處理技術(shù)選擇的關(guān)鍵因素之一。察格高速公路作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施,對(duì)地基的承載能力、變形控制等有嚴(yán)格要求。根據(jù)公路設(shè)計(jì)規(guī)范,路基地基承載力一般要求不小于150kPa,工后沉降要控制在一定范圍內(nèi),以保證路面的平整度和行車(chē)舒適性。在選擇地基處理技術(shù)時(shí),要根據(jù)這些要求進(jìn)行綜合考慮。如果對(duì)地基承載能力要求較高,可采用強(qiáng)夯法與振動(dòng)沉管礫石樁法相結(jié)合的方式,通過(guò)強(qiáng)夯提高地基的整體強(qiáng)度,再利用礫石樁進(jìn)一步增強(qiáng)承載能力和改善排水條件。對(duì)于變形控制要求嚴(yán)格的路段,如橋梁、涵洞等構(gòu)造物附近,可能需要采用換填法結(jié)合其他深層加固方法,確保地基的變形在允許范圍內(nèi)。材料供應(yīng)情況也會(huì)影響地基處理技術(shù)的應(yīng)用。不同的地基處理方法需要不同的材料,如換填法需要大量的換填材料,振動(dòng)沉管礫石樁法需要礫石等樁體材料。在察格高速公路建設(shè)中,當(dāng)?shù)氐牟牧瞎?yīng)情況直接關(guān)系到工程成本和施工進(jìn)度。如果當(dāng)?shù)厣啊⒌[石等材料資源豐富,且運(yùn)輸距離較近,那么采用換填法和振動(dòng)沉管礫石樁法在材料供應(yīng)方面具有優(yōu)勢(shì),能夠降低材料采購(gòu)和運(yùn)輸成本,保證施工的順利進(jìn)行。反之,如果當(dāng)?shù)夭牧腺Y源匱乏,需要從較遠(yuǎn)地區(qū)采購(gòu)材料,不僅會(huì)增加成本,還可能影響施工進(jìn)度,此時(shí)需要綜合考慮其他地基處理方法或?qū)ふ姨娲牧?。在施工過(guò)程中,有諸多注意事項(xiàng)。首先是施工安全問(wèn)題,強(qiáng)夯法施工時(shí),夯錘重量大、落距高,具有較大的勢(shì)能,施工場(chǎng)地周?chē)鷳?yīng)設(shè)置明顯的警示標(biāo)志,嚴(yán)禁無(wú)關(guān)人員進(jìn)入施工區(qū)域。起重機(jī)等設(shè)備在作業(yè)過(guò)程中要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行,防止出現(xiàn)設(shè)備故障和安全事故。振動(dòng)沉管礫石樁法施工時(shí),要注意設(shè)備的穩(wěn)定性,避免樁管傾斜或斷裂。在沉管和拔管過(guò)程中,操作人員要密切關(guān)注設(shè)備運(yùn)行情況,及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)。施工質(zhì)量控制也是關(guān)鍵。換填法施工時(shí),要嚴(yán)格控制換填材料的質(zhì)量,確保材料的顆粒級(jí)配、含泥量等指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。在填筑過(guò)程中,要保證每層填筑厚度均勻,壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)夯法施工時(shí),要準(zhǔn)確控制夯擊能、夯擊次數(shù)、夯擊間距等參數(shù),確保地基加固均勻。在夯擊過(guò)程中,要及時(shí)記錄夯沉量,如發(fā)現(xiàn)異常情況,應(yīng)及時(shí)分析原因并采取相應(yīng)措施。振動(dòng)沉管礫石樁法施工時(shí),要保證樁身的垂直度和密實(shí)度,控制好樁間距和樁長(zhǎng)。在填料過(guò)程中,要確保填料的均勻性和連續(xù)性,避免出現(xiàn)斷樁等質(zhì)量問(wèn)題。施工環(huán)境的保護(hù)也不容忽視。在施工過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生噪聲、粉塵、廢棄物等對(duì)環(huán)境的影響。強(qiáng)夯法施工產(chǎn)生的噪聲較大,在靠近居民區(qū)或?qū)W校等環(huán)境敏感區(qū)域施工時(shí),應(yīng)合理安排施工時(shí)間,避免在居民休息時(shí)間進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè),同時(shí)可采取設(shè)置隔音屏障等措施降低噪聲污染。施工過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄土和建筑垃圾要及時(shí)清理,妥善處理,避免對(duì)周邊環(huán)境造成污染。對(duì)于鹽漬土地基處理過(guò)程中可能產(chǎn)生的鹽分泄

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