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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2011-08-13 08:04 熱度:
摘要:土方路基是公路設計中最為普遍的一種形式,其工程質量直接影響到路面工程質量及公路的使用壽命,所以應確保路基工程質量。文章結合國家有關規范和多年來的路基施工經驗,淺談土方路基工程處理技術
關鍵詞:濕陷性黃土地基處理,永凍土路基處理,路堤填筑技術,舊路加寬技術,軟土地基技術
一、濕陷性黃土地基處理
濕陷性黃土主要集中在我國的西北地區,如陜西、山西、甘肅、寧夏等省區。目前針對高速公路濕陷性黃土路基處理技術研究內容更加廣泛,如高速公路濕陷性黃土路基的處理方法、工藝及其使用條件和有關技術指標;高速公路濕陷性黃土路基處理方案的評價、計算方法及檢測方法等都已取得階段性成果。采用沖擊壓實設備(沖擊碾壓或強夯)壓實濕陷性黃土工藝已比較成熟,壓實效果理想。
二、路堤填筑
在路堤填筑前首先對原有地面進行清理,對于存在的不平之處應首先予以整平然后進行碾壓(填前碾壓)達到規定的壓實度。對于需要填筑的地段坡度較大時應首先從低處填起分層填筑,并應在原有坡面上修筑臺階以利于新舊土的結合,臺階寬度應在1米左右,厚度應根據分層填筑的厚度加以確定。
1、排水
取土坑取土時,首先在取土坑四周、中間分塊(約20畝左右)開挖排水溝(深3.0m以上),降低取土區的地下水位,排除取土區內的自由水,使水溝與自然溝渠相連,排入溝渠中,或用水泵把排水溝中的水排出。
2、挖土
根據取土區的形狀、大小,選擇堆土位置,并安排挖掘機進行挖土。
3、摻灰
根據上述摻二灰量的原則,計算石灰粉煤灰用量,備足生石灰和粉煤灰在土堆位置附近,以便機械摻灰。摻灰劑量采用體積控制,通過實驗測定各種材料不同含水量時的密度,以確定各中材料的體積比,各種材料的摻加比例必須做到準確無誤。
4、悶灰
為使摻加的生石灰在土中能充分消解,降低土的含水量,可將挖掘機挖土和裝載機摻灰穿插進行,把土堆成錐體或帶狀,再用裝載機翻拌、打堆,效果甚佳。
悶灰時間不宜過短,否則生石灰不能充分消解,成型路基會出現“筍炮”現象。但也不能過長,防止Ca2+、Mg2+流失過多,影響石灰活性,CBR值得不到提高。悶灰時間一般控制在3~4天左右。
5、攤鋪
根據汽車的噸位,設計攤鋪厚度、寬度,規定每種車型的卸土位置、縱橫間距等,并在路基表面劃線排布,目的是為了嚴格控制攤鋪厚度,盡量做到分層等厚薄層攤鋪碾壓,保證壓實度的均勻性。
推土機推平土堆后,用輕型壓路機快速碾壓一遍,并用平地機整平,保證碾壓后成型路基的表面平整度和橫向坡度。
6、拌合粉碎
盡管高塑指土經過石灰粉煤灰處理后產生砂化現象,但使用旋耕犁往往不能將土塊粉碎,使之符合粒徑小于50mm的要求。而且旋耕犁耙齒過短,不能有效地翻拌到規定的層厚,拌合不勻,效率不高。使用穩定土拌合機拌合,既能使土塊充分粉碎,又能使土和石灰粉煤灰充分均勻拌和,不留夾層,效率比旋耕犁高3~4倍。
7、碾壓
要求碾壓前作石灰灰劑量和含水量檢查,即粉碎拌合初平后測定石灰劑量,目的是對灰劑量離散性太大的部位再適當摻灰。并測定最大干密度保證路基壓實度。冬季或雨季碾壓前的含水量要控制在最佳含水量的+1~-1之間。夏季和久晴無雨、空氣濕度較低季節,碾壓前含水量控制在最佳含水量的+3~-1之間。
初平后先用光輪壓路機穩壓,然后必須用平地機整平,再用大噸位的壓路機碾壓,目的是保證平整度和壓實度。
三、舊路面加寬土方填筑
為使新舊路基緊密結合,加寬之前,舊路邊坡需挖成階梯形,然后分層填筑,層上層夯,使之密實。階梯寬度一般為1米左右,階高約0.5米。
在實際施工中經常遇到加寬的舊路原有路面較窄,并且還要保證交通暢通,如果修筑臺階勢必造成原有舊路更窄,不利交通暢通,在這種情況下為了保證填筑質量,首先應盡量選擇與舊路填料相同的材料,這樣由于材料比較接近容易結合。檢驗壓實度時,應該重點檢測新舊結合部位。
四、軟土地基路基施工
所謂軟土,從廣義上講,就是強度低、壓縮性高的軟弱土層。在軟土地基上修筑路基,若不加處理,往往會發生路基失穩或過量沉陷,導致公路破壞或不能正常使用。含水量在34%-72%之間,孔隙比在1.0-1.9之間,飽和度一般大于95%,液限一般為35%-60%,塑性指數為13-30。
1.軟土地基常用的加固方法:
當路基經穩定驗算或沉降計算不能滿足設計要求時,必須對軟土地基進行加固,加固的方法很多,常用的方法有:
①用砂墊層加固地基,就是挖除基底下一部分原有軟土,而換填分層夯實的強度較高、穩定性較好的中砂、粗砂和砂礫等,以滿足地基穩定和變形的要求。在經濟與技術可行的條件下,由于施工可不用機械,而具有一定的實用價值。
②砂井:砂井是利用各種打樁機具擊入鋼管。或用高壓射水、爆破等方法參地基中獲得按一定規律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。以構成完整的地基排水系統。砂井適用于軟土層厚度大于5米最大有效處理深度18米。
③袋裝砂井:井徑對固結時間的影響沒有井距那樣先敏感。但一般砂井如果井徑太小,既無法施工,也無法防止因地基變形而斷開失效。最大有效處理深度18米。
④排水砂墊層:排水砂墊層是在路堤底部地面上鋪設一層較薄的砂層。將水從砂層中排出去。最大有效處理深度,路堤極限的2倍。
⑤土工織物鋪墊:在軟土地基表層鋪設一層或多層織物,可以減少路堤填筑后的地基不均勻沉降,又可以提高地基的承載力,同時也不影響排水。對于淤泥之類高含水量的超軟地基,在采用砂井及其它深層加固法之前,土工織物可作為前期處理,以提高施工的可能性。
⑥預壓:在軟土地基上修筑路堤,如果工期不緊,可以先填筑一部分或全部,使地基經過一段時間的固結沉降,然后再填足和鋪筑路面。最大有效處理深度30米。
⑦擠實砂(碎石)樁:擠實砂樁是以沖擊或震動的方法強力將砂石等材料擠入軟土地基中,形成較大的密實柱體,提高軟土地基的整體抗剪強度,減少沉降。最大有效處理深度20米。
五、選擇處理方法時應考慮的因素
1、地基狀況
1)土質。砂性土:對可能發生液化的砂性土采用擠實砂樁法或振動壓實法進行改善;粘性土:除了壓實法外,其他方法均適用。但采取的處理方法對土基的擾動須盡量小。因為粘土一經擾動,強度降低很多。
2)地基構成。在軟土層淺而薄的情況下,常用簡單的表層處理法;重要的構造物基礎常用開挖換填法;若軟土層較厚,應使用其他方法配合表層處理法;夾有砂層且厚度較薄(3m~4m以下)的軟土層,一般采用表層處理法、荷載壓重法等方法;因為即使是5cm的砂層也是有效排水層,在土質調查中不能遺漏。軟土層厚且無砂層的情況,因排水距離長,固結沉降需很長時間,強度也不增長,因此,沉降處理常用垂直排水法,穩定措施常采用反壓護道法、擠實砂樁法和石灰樁法。在淺層部位堆積有4m以上砂層,以下為軟弱粘土層的情況,一般穩定不成問題,只需沉降處理,常用垂直排水、荷載壓重等方法。
2、道路性質
1)道路等級愈高,平整度愈重要,愈需要采取有效的沉降處理措施。等級較低時,可先鋪簡易路面,待沉降結束后,再鋪正式路面以節約資金。
2)道路形狀。路堤的設計高度與寬度也是選擇處理方法時要考慮的重要因素。如采用換填法時,寬而低的路堤易發生局部破壞;反之窄而高的路堤,下面易被換填。在設計高度大而穩定有危險的情況下,采用壓重法將受到限制。還有路堤越寬越高,則地基產生壓力的根部越深而引起深處粘土層沉降。
3)道路所在地段。一般地段上,剩余沉降即使大到一定程度,只要不均勻沉降不大,路面基本上不會喪失其平整度|考試-大|。但與構造物相連地段,剩余沉降將造成錯臺,路面形成對行等非常危險的狀況;而且若路基穩定性不夠,橋臺將受到大的土壓力作用而引起側向位移的事故屢見不鮮。因此,構造物鄰接地段的處理措施非常重要。
總之,了解和掌握土方路基工程一些關鍵過程的施工方法以是保證工程質量的前提,在具體工程的施工中,我們還需要根據實際情況,因地制宜,靈活采用各種方法,不斷學習總結更加先進的科學技術、管理經驗,真正做到“精心組織、科學施工”以滿足規定要求。
文章標題:淺談公路路基工程處理技術
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