有人在总结了大量研究成果后认为应从以下4方面减少裂缝:
(1)控制集料中细料的含量和塑性指数,以减少水稳集料中的粘土含量;
(2)在保证满足强度要求的前提下,尽可能减小稳定剂掺量;
(3)控制施工碾压时的含水量,含水量每增加1%对基层干缩应变的影响相当于水泥剂量2-3倍;
(4)减少半刚性基层的暴晒时间,养生结束后(也可以在养生期间),立即铺筑罩面。确实,水泥稳定碎石基层收缩的内因主要是组分中的水泥与水,外因则是环境的温湿度变化。因此,以上几点是最为重要的。
水泥稳定碎石基层收缩裂缝的防治措施,具体来说,主要包括以下几方面:
(1)材料组成设计
首先是原材料的优选。选用合适的水泥,一般来说,C3A含量大、细度较细、石膏含量不足及S03含量小的水泥收缩较大。选用含泥量小、结构致密、吸水率小、弹性模量较大的骨料。在普通骨料范围内,砂岩骨料的收缩最大,石灰岩和石英岩的干缩都较小。掺用质量好、颗粒细的粉煤灰。加入新型外加剂,如能减少混凝土收缩率的外加剂——减缩剂。混凝土减缩剂的化学组成主要为聚醚或聚醚类衍生物,它几乎不存在水泥适应性问题,且与其它外加剂有良好的相容性。
其次是良好的配合比设计。通过级配的合理调整,尽可能采用骨架密实型结构,减少水泥含量,降低单方用水量,增加粗骨料的相对含量。
(2)施工控制
实践证明,水泥稳定碎石基层开裂的几率和程度,显着受现场施工控制的影响,在一定程度上也是施工组织管理、施工工艺水平的反映。只有在良好的施工前提下,减缩措施的效果才能得到反映。施工控制的主要内容是加强集料的组织管理,保证集料级配与实验室配合比相符、水泥剂量准确,保持基层材料强度的均匀性,控制碾压层的厚度和含水量,提高基层的压实度和整体稳定性,并注意合理的养生。
实际上,许多收缩裂缝是由于不注意养生造成的。水分蒸发过大,或者时干时湿,甚至长时间暴晒。水泥稳定碎石在强度形成过程中,需要消耗水分,尤其是在强度形成初期,养护不良则收缩性大,同时材料自身的抗拉强度低,极易形成裂缝。因此,在铺筑沥青混凝土下面层前,要随时做好基层的养护工作。
结语
路面裂缝影响路面美观、消弱整体稳定性和平整度,并且由于水分的渗透,降低基层与土基的承载力,从而加剧路面破坏,缩短使用寿命。要根据具体情况,采用不同的措施防治半刚性基层裂缝。从结构设计、材料设计、厚度计算和工艺设计多方面综合考虑。
采用水泥稳定碎石基层符合我国的半刚性路面“强基薄面”的结构特点,并且应用范围广泛。要彻底消除半刚性基层裂缝可能相当困难,但从基层材料本身出发,采用新材料、新工艺来探讨减少反射裂缝的措施或许更为有效,技术也更合理,经济上更能被接受。
(1)老滑坡
1)斜坡面不顺直,呈无规律的台阶状,呈现弧圈状或簸箕状低洼微地貌。坡面一般长有植物,较大的树木呈现“马刀树”、“醉汉林”。
2)滑坡岸坡常凸岸,将河流向对岸挤压,有时因滑体被冲走而成凹岸,但多残留有巨漂孤石,岸坡并有坍塌迹象。
3)河流阶地被超覆或剪断,阶地面不连续,堆积物层次不连续或上下倒置,产状紊乱。斜坡前缘有泉水或湿地分布,喜水植物茂盛。
4)滑坡后缘地带出现双沟同源或洼地,沟壁已较稳定,草木丛生。
5)滑坡体斜坡常呈上凹下凸起伏,前缘(土体)被挤出呈舌状凸起,地层不连续,产状不一致;两侧地层多有扰动和松动现象,有裂缝和拖曳褶曲;后缘壁较陡且有坍塌遗迹。
6)冲沟沟壁或人工边坡,有时可见滑坡滑动面痕迹。
(2)稳定滑坡
1)主滑体己堆积于前缘地段,堆积坡面已较平缓密实,建筑物无变形迹象。
2)滑坡壁多被剥蚀夷缓,壁面稳定,多长满草木。
3)河流已远离滑坡舌,不再受洪水淘刷,植被完好,无坍塌现象。
4)滑坡两侧自然沟谷稳定。
5)地下水出露位置固定,流量、水质变化规律正常。
(3)具有发生滑坡条件的斜坡
1)堆积土组成的上陡下缓的斜坡,岩(土)体中含有软弱夹层或不利于斜坡稳定的结构面。
2)破碎岩石组成的陡峻山坡。
3)岩浆岩、变质岩风化带组成的斜坡。
4)断层破碎带中的谷坡
5)堆、坡积层下伏不透水层,并具临空面的斜坡。
6)由软岩组成和间夹软弱层的顺层地区,特别是倾角在10°~30°的斜坡。
7)膨胀岩(土)地区边坡。
8)填筑土基底松软、地下水发育或积水,填筑前基底处理不当的斜坡。
9)不适当的工程施工,导致斜坡稳定条件发生恶化。
垫层施工
1.施工机械
(1)粉质黏土与灰土:宜采用平碾、振动碾或羊足碾,中小型工程也可采用蛙式夯、柴油夯。
(2)砂石:宜用振动碾。
(3)粉煤灰:宜采用平碾、振动碾、平板振动器、蛙式夯。
(4)矿渣:宜采用平碾振动器或平碾、蛙式夯。
2.施工方法、分层铺填厚度、每层压实遍数
宜通过试验确定。除接触下卧软土层的垫层底层应根据施工机械设备及下卧层土质条件的要求具有足够的厚度外,一般情况下,垫层的分层铺填厚度可取200~300mm。为保证分层压实质量,应控制机械碾压速度。
3.含水量控制
粉质黏土和灰土垫层土料的施工含水量宜控制在最优含水量Wop±2%的范围内,粉煤灰垫层的最优含水量宜控制在最优含水量Wop±4%的范围内。最优含水量可通过击实试验确定,也可按当地经验取用。
4.其他施工要点
(1)当垫层底部存在古井、古墓、洞穴、旧基础、暗塘等软硬不均的部位时,应根据建筑对不均匀沉降的要求予以处理,并经检验合格后,方可铺填垫层。
(2)基坑开挖时应避免坑底土层受扰动,可保留约200mm厚的土层暂不挖去。严禁扰动垫层下卧层的淤泥或淤泥质土层,防止其被践踏、受冻或受浸泡。在碎石或卵石垫层底部宜设置150~300mm厚的砂垫层或铺设一层土工织物,以防止淤泥或淤泥质土层表面的局部破坏。
(3)垫层底面宜设在同一标高上,如深度不同,基坑底上面应挖成阶梯或斜坡搭接,并按先深后浅的顺序进行垫层施工,并按先深后浅的顺序进行垫层施工,搭接处应夯砸密实。
(4)粉质黏土及灰土垫层分段施工时,不得在柱基、墙角及承重窗间墙下接缝。上下两层的缝距不得小于500mm。接缝处应夯压密实。
(5)灰土应拌和均匀并应当日铺填夯压。灰土夯压密实后3d内不得受水浸泡。粉煤灰垫层铺填后宜当天压实,每层验收后应及时铺填上层或封层,防止干燥后松散起尘污染,同时应禁止车辆通行。垫层竣工后,应及时进行基础施工与基坑回填。
(6)铺设土工合成材料时,下铺地基土层顶面应平整,防止土工合成材料被刺穿、顶破。铺设时应把土工合成材料张拉平直、绷紧,严禁有褶皱;端头应固定或回折锚固;切忌曝晒或裸露;连接宜用搭接法、缝接法和胶结法,并均应保证主要受力方向的联结强度不低于所采用材料的抗拉强度
沉降计算
软黏土分布地区的大量建筑物沉降观测及工程经验表明,采用换填垫层进行局部处理后,当垫层下还存在软弱下卧层时,由于下卧层的变形,建筑物地基往往还会产生过大的沉降量和差异沉降量。类似地,即使采用水泥土搅拌桩复合地基,当桩端以下存在软弱土层时,仍有较多建筑物发生了较大的沉降,由此,对竖向承载的搅拌桩,《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)规定,其长度除应根据承载力和变形的要求确定外,尚宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层。采用砂石桩法、高压喷射注浆法等方法处理的地基均有类似规定。
因此,对于重要的建筑或垫层下存在软弱下卧层的建筑,还应进行地基变形计算。并且,对垫层下存在软弱下卧层的建筑,在进行地基变形验算时应考虑邻近基础对软弱下卧层顶面应力叠加的影响。对超出原地面标高的垫层或换填材料的重度高于天然土层重度的垫层,宜早换填并应考虑其附加的荷载对建筑及邻近建筑的影响。
换填垫层地基的变形由垫层自身变形和下卧层变形组成。对粗粒换填材料,由于在施工期间垫层的自身压缩变形已基本完成,且变形值很小,因此,对碎石、卵石、砂夹石、矿渣和砂垫层,当换填垫层厚度、宽度及压实程度均满足设计及相关规范的要求后,一般可不考虑垫层自身的压缩量而仅计算下卧层的变形。
当建筑物对沉降要求严格,或换填材料为细粒材料且垫层厚度较大时,尚应计算垫层自身的变形。垫层的模量应根据试验或当地经验确定。在无试验资料或经验时。
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