背景资料
A施工单位承包了某城市主干路工程,交通等级为重交通,位于我国南方某潮湿多雨地区。道路全长5km,其中3km为填土路堤(典型剖面如图5所示),2km为挖方路堑。项目路段原始地表1m以下分布有丰富的潜水;填方路段主要地层为粉质黏土;挖方路段主要地层为软弱黏土,饱和度≥0.9。
(来学网)
说明:1.图中除高程以m计外,其余均以cm为单位;
2.土工格栅铺设在路床范围之内。
为保证施工质量,施工前项目部根据道路各结构层的作用明确了相应的性能指标,如表5所示。为了保证路基的性能要求,采取了相应的排水措施以消除或减轻水对路基稳定的危害。

施工过程中发生了如下事件:
事件一:为响应绿色环保政策要求,拟就近采用当地粉质黏土作为路堤填料。经过一系列试验,测得其有机质含量为15%,坚实系数为0.7,天然含水率为37%,塑限为30%,液限为42%。经综合评估,直接采用该粉质黏土作为路堤填料。
事件二:填方路堤经过一条废弃的排水暗沟,路基范围内排水暗沟平均深度为0.3m,长度为5m,暗沟内为浅层软弱土。项目部采取技术措施进行了地基处理。并计划在填筑路堤过程中重新修建多条地下排水管涵,管涵顶面距路堤顶面距离在0.8m~1.0m之间。
事件三:施工方案中的部分要求如下:
路基填筑相关的技术要求:
(1)路基填料强度要求自上而下逐渐增加。性质不同的填料应分类、分层填筑、压实。每层最大压实厚度宜不大于300mm,顶面最后一层压实厚度应不小于100mm。
(2)排除原地面积水,清除树根、杂草等,树根坑的坑槽,一次性填实至原地面高。
(3)地面横向坡度陡于1:5时,需修成台阶形式,每层台阶高度不宜大于500mm,宽度不应小于1.0m。
(4)在正式进行路基压实前,应做试验段,以便取得路基施工相关的技术参数。碾压前检查铺筑土层的宽度、厚度及含水量,碾压遵循“先轻后重、先静后振、先低后高、先慢后快,轮迹重叠。”的原则,第一遍碾压应采用不小于12t级的压路机,压路机最快速度不宜超过6km/h。
(5)压路机轮外缘应紧贴路基边缘进行碾压,以确保边角处压实度满足设计要求。
(6)路基填方高度应按设计标高增加预沉量值。
土工格栅相关的技术要求:
(1)土工合成材料受力方向的连接强度不得低于材料设计抗拉强度,其叠合长度不应小于Bmm,连接时搭接宽度不得小于Cmm。
(2)土工合成材料摊铺后宜在Dh以内填筑填料。填料必须卸在已摊铺完毕的土面上;卸土高度不宜大于Em。卸土后立即摊铺,以免出现局部下陷。
(3)土工合成材料上第一层填料宜采用轻型压路机压实,当填筑层厚度超过Fmm后,才允许采用重型压路机。
事件四:对挖方路段的软弱路基,项目部从路基条件、处理的指标及范围、工程费用、工程进度及材料来源、当地环境等多方面进行考虑和研究,拟采用振动压实法进行处理。被监理工程师制止,项目部修改了处理方案,采取了更加可行的处理方法。挖方路基施工时,采用机械自上向下分层开挖,在距管道边Xm范围内应采用人工开挖;在距直埋缆线Ym范围内必须采用人工开挖;压路机不小于Zt级,碾压至表面无明显轮迹为止。
问题
1.写出图5中土工格栅的功能、性能要求;土工合成材料除了该功能外,还有哪些功能?
2.补充表5中各结构层性能指标中缺少的内容;路基排水措施有哪些?
3.事件一中,(1)补充还应进行的试验名称及其确定的性能参数。(2)按坚实系数分类,该粉质黏土属于何种类别?并按液性指数判别其软硬程度。(3)能否直接采用该粉质黏土作为路堤填料并说明理由。
4.事件二中,排水暗沟的浅层软弱土应该如何处理?写出多条新建地下雨水管涵的施工顺序的原则和压实技术要点。
5.事件三中,改正路基填筑相关的技术要求中的错误之处;写出试验段的主要目的;铺筑土层的宽度、含水量应分别满足什么要求?写出土工格栅相关的技术要求中B、C、D、E、F的数值。
6.事件四中,写出监理工程师制止的理由并提出两种可行的处理方法;并写出X、Y、Z的数值。
正确答案:
1.(1)功能:路堤加筋,提升路堤的稳定性。
(2)性能要求:应有足够的抗拉强度、较高的撕破强度、顶破强度和握持强度等性能。
(3)其他功能:防护、过滤、排水、隔离。
2.(1)补充:
①面层:抗滑能力、平整度、噪声量;
②基层:扩散荷载的能力、抗冻性、不透水性;
③垫层:水稳定性;
④路基:整体稳定性。
(2)排水措施:
①可以通过设置各种管渠、地下排水构筑物等办法达到迅速排水的目的。②在有地下水或地表水水流危害路基边坡稳定时,可设置渗沟或截水沟。
3.(1)标准击实:最佳含水量和最大干密度;CBR试验:强度。
(2)坚实系数0.6~0.8,属于二类土。
塑性指数IP=wL-wP=0.42-0.3=0.12
液性指数IL=(w-wP)/IP=(0.37-0.3)/0.12=0.58,0.5≤IL<1.0时属于软塑状态。
(3)不能。理由:含有机质的细粒土不适于做路基填料,因条件限制必须采用时应掺加石灰或水泥等结合料进行改善。
4.(1)排水暗沟的浅层软弱土处理:采用砂石垫层、灰土垫层等进行换土回填。
(2)顺序原则:新建的地下管线施工必须遵循“先深后浅”的原则。
(3)压实要点:①管涵顶面填土500mm以上才能用压路机碾压(管涵顶面填土500mm以内应采用轻型压实机具或人工压实)。②路基压实时应对管涵结构采取保护或加固措施。
5.(1)改错:
①路基填料强度要求自上而下逐渐减小;
②树根坑的坑槽,应分层填实至原地面高;
③台阶高度不宜大于300mm;
④最后碾压应采用不小于12t级的压路机,压路机最快速度不宜超过4km/h;
⑤压路机轮外缘距填土路基边缘应保持安全距离(不小于0.5m),碾压不到的部位(道路边缘、检查井、雨水口周围以及沟槽)应采用小型夯压机夯实,防止漏夯,要求夯击面积重叠1/4~1/3。
(2)试验段目的:
①确定路基预沉量值。
②合理选用压实机具;选用机具考虑因素有道路不同等级、工程量大小、地质条件、作业环境和工期要求等。
③按压实度要求,确定压实遍数。
④确定路基宽度内每层虚铺厚度。
⑤根据土的类型、湿度、设备及场地条件,选择压实方式。
(3)①铺筑土层的宽度应比设计宽度每侧宽500mm;
②含水量在最佳含水量范围(±2%)之内,过湿土翻松、晾干,或对过干土均匀加水。
(4)B:300;C:150;D:48;E:1;F:600。
6.(1)理由:振动压实不宜用于饱和黏性土路基处理。
(2)可行的方法:塑料排水板预压、真空预压(或砂井预压、降水预压、堆载预压)。
(3)X:1;Y:2;Z:12。