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來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:路橋建設(shè)時間:瀏覽:次
摘要:軟土路基在公路路基施工中經(jīng)常遇到棘手的問題,處治不當(dāng),就會影響路基的穩(wěn)定性,無法保證路基的質(zhì)量。當(dāng)前,雖然對軟土路基的處治的方法有多種,但各有利弊,很難說哪一種方法就是絕對成功的。因此必須因地制宜,結(jié)合工程的實(shí)際情況,標(biāo)本兼治,徹底處理軟土路基,消除隱患,確保路基質(zhì)量。
關(guān)鍵詞: 公路軟土基; 路基; 加寬技術(shù)
Abstract:The soft soil roadbed in highway subgrade construction often encounter difficult problems, improper treatment, it will affect the stability of the roadbed, roadbed quality cannot be guaranteed. Current, although for soft soil subgrade treatment method has many kinds, but each has its advantages and disadvantages, it is difficult to say which is a method of absolute success. Therefore must suit one's measures to local conditions, combined with the actual engineering situation, administer thoroughly, a thorough treatment of soft soil subgrade, eliminate hidden danger, ensure the quality of roadbed.
Key word:Highway Soft Foundation;Roadbed;Widening technique
一、公路軟基處理方法
1 表層處理法(1)表層排水法。對土質(zhì)較好因含水量過大而導(dǎo)致的軟土地基,在填土之前,地表面開挖溝槽,排除地表水,同時降低地基表層部分的含水率,以保障施工機(jī)械通行。為了發(fā)揮開挖出的溝槽在施工中達(dá)到盲溝的效果,應(yīng)回填透水性好的砂礫或碎石。(2)砂墊層法。對于地基上部軟土層極薄且含水量大時,在軟土地基上敷墊0.5~1.2m左右厚的砂墊層。這樣可達(dá)到固結(jié)軟土層,使砂墊層起到上部排水層作用;同時,砂墊層又成為填土內(nèi)的地下排水層,以降低填土內(nèi)的水位;在進(jìn)行填土及地基處理施工時,為施工機(jī)械提供良好的通行條件。(3)敷墊材料法。對于地基土層不均勻,可能發(fā)生局部不均勻沉降和側(cè)向變位,可利用所敷墊材料的抗剪和拉抗力,來增強(qiáng)施工機(jī)械的通行,均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側(cè)向變位,以提高地基的支承能力。敷墊材料主要有化纖無紡布、土工布、玻璃纖維格柵等被廣為采用。(4)添加劑法。對于表層為粘性土?xí)r,在表層粘性土內(nèi)滲入添加劑,改善地基的壓縮性能和強(qiáng)度特性,以保施工機(jī)械的行駛。同時也可達(dá)到提高填土穩(wěn)定及固結(jié)的效果。添加材料通常使用的是生石灰,熟石灰和水泥。石灰類添加材料通過現(xiàn)場拌和或廠拌,除了降低土壤含水量、產(chǎn)生團(tuán)粒效果外,對被固結(jié)的土隨著時間的推移會發(fā)生化學(xué)性固結(jié),使粘土成分發(fā)生質(zhì)的變化,從而促進(jìn)土體穩(wěn)定。
2 置換法本法是以優(yōu)質(zhì)土置換軟弱土,確保填土穩(wěn)定和減少沉降量。施工方法分有人工挖掘置換和借填土自重或用爆炸法將軟弱土擠出的強(qiáng)制置換。其施工都比較容易,多數(shù)情況下能在短時間內(nèi)達(dá)到所要求的目的。從可靠性來說人工挖掘置換較優(yōu)。置換材料應(yīng)采用即使受到水浸也不致降低承載力的粗粒土。但必須進(jìn)行充分壓實(shí)。
3 加載法加載法是為了預(yù)先促進(jìn)軟土地基沉降,增加地基強(qiáng)度,以防止設(shè)置在填土上或鄰接填土的路面和構(gòu)造物或者埋入填土內(nèi)的構(gòu)造物發(fā)生有害沉降而導(dǎo)致破壞。促進(jìn)地基固結(jié)沉降的方法有:在地基上增加總壓辦法;減少土中的間隙水壓提高有效應(yīng)力法等。前者用填土荷載時,一般為填土加載法,后者又可分通過井點(diǎn),豎井等的降低地下水法和在地表面鋪砂,覆蓋不透水膜使之形成真空,依靠大氣壓力加載來促進(jìn)固結(jié)的大氣壓加載法。采用填土加載法時,須注意地基的穩(wěn)定狀態(tài)。而降低地下水法和大氣壓加載法則不必?fù)?dān)心地基遭到破壞,但受到地基適應(yīng)性的限制且工程費(fèi)用大,一般不采用。上述方法,都很少單獨(dú)采用。
4 砂井排水法砂井排水法根據(jù)砂井的施工方法不同,可分為打入式、振動式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。本法很少單獨(dú)使用,多與加載法或緩速填土法并用,對層厚大,均質(zhì)的粘土地質(zhì)最為有效;對泥炭質(zhì)地基效果稍差。粘性土層固結(jié)所需時間t與垂直方向最大排水距離D的平方成正比。很清楚,粘土層越厚,所需固結(jié)時間就越長。
二、路基加寬技術(shù)
1 施工準(zhǔn)備
舊路路基加寬,首先要對舊路的狀況進(jìn)行調(diào)查,并對原路基的病害進(jìn)行處理。調(diào)查內(nèi)容包括舊路路基的填筑材料、使用和損壞等病害情況,分析病害的種類、規(guī)模、狀態(tài)、原因等,并在施工前或施工期間,對路基不同類型的病害要進(jìn)行徹底地處理。其次,路基施工前應(yīng)完成擊實(shí)試驗(yàn)和土的液塑限試驗(yàn)。通過擊實(shí)試驗(yàn)確定路基土的最佳含水量和最大干密度,為路基施工檢測壓實(shí)度提供參照依據(jù);通過液塑限試驗(yàn)取得路基填料的塑性指數(shù),以確定該土樣能否用于路基施工。
2 基底處理
舊路兩側(cè)一般為排水邊溝和碎落臺,邊溝經(jīng)長期的雨水侵蝕,其下部已基本變得相當(dāng)軟弱;平臺由于綠化其底部實(shí)際也為腐質(zhì)土。對于上述情況地基必須作徹底清除,對于地下水豐富區(qū)域,須鋪設(shè)透水性材料?;讐簩?shí)度一般比規(guī)范要求高出1~2%;減少地基沉降,選用聚苯乙烯泡沫塑料,填筑路基,不但可以降低地基沉降,還能節(jié)省材料。施工時必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,保證基底承載力,減少新老路基剪切變形。
3 路基加寬
(1)臺階由于原路基邊坡坡率一般為1:1.5,必須將原邊坡挖成臺階,臺階使新舊路基有效得交錯結(jié)合,是銜接的重要組成部分,施工時必須引起足夠的重視。臺階寬度應(yīng)滿足攤鋪和壓實(shí)設(shè)備操作的需要,以便有利于機(jī)械施工,一般不少于2.0m,如受環(huán)境限制可適當(dāng)放窄,但寬度不得小于1m,并作成 2%~4%的內(nèi)傾斜坡。由于原路基邊坡部分填土由于原來施工的忽視、現(xiàn)施工的撓動及其他原因,填土壓實(shí)度實(shí)際上一般都未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
(2)填筑材料填筑材料經(jīng)自重、路面和車輛等荷載的作用,老路基已經(jīng)基本被壓實(shí),而新路基的填料雖經(jīng)嚴(yán)格壓實(shí),仍存在后期變形。為此,填筑材料的選擇將很大程度影響路基的有效沉降。所有填料宜與舊路堤相同或選用透水性較好的材料,相關(guān)單位在綜合考慮工程造價和施工實(shí)施的問題上,盡量使用碎石土或石渣等沉降量較少的材料進(jìn)行填筑,并控制好填筑材料的液塑限、承載比(CBR)和擊實(shí)試驗(yàn)等各項(xiàng)指標(biāo)。
(3)路基碾壓路基填筑前,須根據(jù)規(guī)范要求做好試驗(yàn)段,必須嚴(yán)格控制材料的最佳含水量、松鋪厚度、壓實(shí)設(shè)備的類型、最佳組合方式、碾壓遍數(shù)及碾壓速度等,使各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài),保證壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對于加寬漸變部分,必須嚴(yán)格控制其碾壓寬度,如舊路基挖臺階受限制時,可通過鋪設(shè)護(hù)道等方式滿足其要求,使路基壓實(shí)度均滿足要求。
在施工時分層碾壓,控制每層填筑厚度及壓實(shí)度,提高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。碾壓應(yīng)采用重型壓路機(jī)(>20t)進(jìn)行,雙驅(qū)雙振。碾壓虛方厚度不得大于30cm,壓實(shí)度必須達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的壓實(shí)度要求,且重點(diǎn)應(yīng)放在新老路基的結(jié)合部,每層壓完后應(yīng)平整光滑。
路基填筑時應(yīng)控制路堤填筑速率。當(dāng)填土速率較快時, 地基強(qiáng)度來不及增長, 易產(chǎn)生較大的剪切變形。在施工時按照慢速填土標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制,控制標(biāo)準(zhǔn)為地面沉降率每晝夜不大于 10mm,坡角水平位移速率每晝夜不大于5mm。
(4)加強(qiáng)路基路面排水路面排水的任務(wù)是迅速排除路面范圍內(nèi)的降水,減少水從路面滲入,使之不沖刷路基邊坡。在進(jìn)行施工時要集中排水,在硬路肩外側(cè)設(shè)置水泥混凝土預(yù)制塊或現(xiàn)澆瀝青混凝土的攔水帶,以其與硬路肩路面構(gòu)成三角形的集水槽流水,每隔20—50m 間距設(shè)一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設(shè)超高路段的排水通過設(shè)在中央帶的園形開口排水溝或雨水井進(jìn)行排除。
4 補(bǔ)強(qiáng)措施及其他
(1) 鋪設(shè)土工積物土工格柵具有抗拉強(qiáng)度高、伸長率低,不易變形等特點(diǎn),其全面與土體接,大大增加了與土體的摩擦,有力約束土體的側(cè)向位移,土工格柵網(wǎng)格與粗顆粒填料結(jié)合,其最優(yōu)的鑲嵌作用最大限度地提高了加寬路基的承載能力和穩(wěn)定性。在加寬路段中的鋪設(shè),可以增加新舊路基的結(jié)合,增大結(jié)合部抗剪能力,防止新路基的沉降對老路基的破壞,從而達(dá)到穩(wěn)定新舊路基不均勻沉降的效果。
土工格柵設(shè)置可根據(jù)路填土高度進(jìn)行設(shè)置,當(dāng)路基填筑小于1.5m時,可在底部進(jìn)行設(shè)置3層;填土高度在1.5m~8m(10m)時,在路基底部和頂部各設(shè)置3層;填土高度大于8m(10m)時,在路基底部和頂部各設(shè)置3層,中部平臺設(shè)置3層,其中底部鋪設(shè)在基底平整碾壓后鋪設(shè)1層,每2層填土鋪設(shè)1層, 上部鋪設(shè)位置為上路床頂部和底部、下路床底部各 1 層。土工格柵鋪設(shè)寬度根據(jù)加寬寬度進(jìn)行, 但新舊路基鋪設(shè)寬度不應(yīng)少于1.5m。 條件許可情況下可采用長 60cm¢12 鋼筋進(jìn)行錨固,并進(jìn)行注漿,鋼筋穿越新舊路基土層, 對抗剪起積極作用。土工格柵可優(yōu)先考慮使用鋼塑雙向土工格柵,但其伸長率應(yīng)小于4%抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于45kN/m,錨固間距及搭接寬度與普通施工同。
(2)沖擊夯實(shí)路基的本體沉降主要與路基本身的壓實(shí)度有很大關(guān)系, 進(jìn)行充分沖擊, 使其緊密結(jié)合,形成一個整體,使路基本體和地基的沉降都達(dá)到最小,以減小路基的沉降, 減少或避免新老路基結(jié)合部縱向裂縫的產(chǎn)生。由此,可選擇沖擊碾壓(夯實(shí))的方法,對路基進(jìn)去補(bǔ)強(qiáng)。沖擊碾壓施工可提高加寬路基的壓實(shí)度,使新舊路基很好地結(jié)合在一起結(jié)合成一個整體,增加其極限抗,使路基本體沉降減到最小以便使其沉降系數(shù)減小;沖擊碾壓另可避免結(jié)合部因碾壓不足出現(xiàn)軟弱的滑動層。
路基施工的機(jī)械碾壓很難達(dá)到規(guī)范要求的96%的壓實(shí)度已相當(dāng)?shù)睦щy,根據(jù)在梅河高速公路及粵贛高速公路的施工經(jīng)驗(yàn),使用沖擊夯實(shí)可使壓使度達(dá)到98%。目前在我省高速公路中使用較多,施工技術(shù)較為成熟的藍(lán)派壓路機(jī)(強(qiáng)夯機(jī))。機(jī)械作業(yè)時牽引機(jī)帶動壓實(shí)機(jī)壓實(shí)輪滾動,壓實(shí)輪輪廓非圓曲線對地表施以揉壓—碾壓—沖擊的綜合作用,使土體從上部至下部深層隨著壓力波的傳遞得到壓實(shí)。
在施工前選擇有代表性的路段進(jìn)行試驗(yàn),對機(jī)械的行走速度、影響深度、沉降量、行走篇數(shù)等進(jìn)行總結(jié)。以往經(jīng)驗(yàn)為:采用25t對深度為1.0m(4層)填方段路基沖碾補(bǔ)壓,5~7 遍是合適的,補(bǔ)壓效果也是明顯的;通過采用沖擊式壓路機(jī)對路基進(jìn)行沖碾補(bǔ)壓施工,使路基壓實(shí)度得到提高,加速路基沉降,最大限度地縮短了路基自然沉降的時間,有效地減少了路基的沉降變形,對新老路基的結(jié)合起到了良好的作用。
(3) 跨年度施工為降低加寬路基的沉降量,盡可能做到路基跨年度施工,使路基能夠經(jīng)歷雨季的考驗(yàn),并且在路基完成后盡量開放交通,在路上采取一些措施,使車輛盡可能的在加寬處行駛,加大行車荷載作用,把沉降量降到最小程度。
三、 結(jié)束語
總之,隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們的汽車擁有量也不斷的增多,這就要求我們既要做好公路的軟土基處理又要保證路基加寬施工技術(shù),這樣才能完善道路的經(jīng)濟(jì)社會功能。
參考文獻(xiàn):
[1]人民交通出版社.北京.公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD30-2004).
[2]人民交通出版社.北京.公路路基施工技術(shù).2003年01月.