公路路基技術(shù)論文(2)
公路路基技術(shù)論文篇二
公路路基施工技術(shù)
摘要：近年來，隨著西部大開發(fā)、公路大建設(shè)的步伐，我省高等級(jí)公路的建設(shè)，在設(shè)計(jì)與施工方面也取得了很大的進(jìn)步;采用先進(jìn)的勘察、測(cè)量手段為公路路基設(shè)計(jì)提供了可靠技術(shù)資料。作為公路主體工程的路基，公路路基綜合穩(wěn)定技術(shù)的 研究 ，研制出了一大批用于路基工程的新材料：土工布、土工格柵、高強(qiáng)度塑料網(wǎng)、塑料排水板、加勁軟式透水管、軟硬塑料排水管、草坪植生帶、輕質(zhì)填料等材料;新型工程機(jī)械：大噸位振動(dòng)壓路機(jī)、加固土拌和機(jī)、塑料排水板插板機(jī)、土工布沉鋪機(jī)、深層粉體攪拌成樁機(jī);新技術(shù)、新 方法 ：粉體攪拌法、塑料排水板法、錨固技術(shù)、噴錨支護(hù)、輕質(zhì)路堤、網(wǎng)箱席墊、加筋技術(shù)，得到了充分的開發(fā)和引進(jìn)，以及為這些新技術(shù)服務(wù)的各類專業(yè)化施工公司運(yùn)用而生，專業(yè)化施工公司的建立和 發(fā)展 ，為路基工程專項(xiàng)施工奠定了基礎(chǔ)。 現(xiàn)就本人在公路工程穩(wěn)定路基技術(shù)方面的體會(huì)進(jìn)行 總結(jié) 。
關(guān)鍵詞：道路橋梁 路基施工
一、路基填土與壓實(shí)
公路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性很大程度取決于路基填料的性質(zhì)及其壓實(shí)的程度。從現(xiàn)有條件出發(fā)，改進(jìn)填土要求和壓實(shí)條件是保證路基質(zhì)量最有效和 經(jīng)濟(jì) 的方法。
1.路基填料
規(guī)范規(guī)定了對(duì)路基填料應(yīng)有條件的選用。對(duì)路基填料的最小強(qiáng)度和最大粒徑給了量化的標(biāo)準(zhǔn)，采用CBR值表征路基土的強(qiáng)度，引入了路床的概念。對(duì)上路床的的填料提出了限制的條件，高速公路和一級(jí)公路路面底以下0-30cm的路床填料CBR值應(yīng)大于8，下路床及其下面的填土，也都給出相應(yīng)的規(guī)定值。
當(dāng)路基填料達(dá)不到規(guī)定的最小強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)采取摻合粗粒料、或換填、或用石灰等穩(wěn)定材料處理，并不規(guī)定對(duì)其它等級(jí)公路鋪筑高級(jí)路面時(shí)，也要采用高速公路和一級(jí)公路的規(guī)定值。
2.路基壓實(shí)
當(dāng)前路基施工，普遍采用了大噸位的壓路機(jī)，碾壓效果有了明顯的改善。對(duì)于提高路基土的壓實(shí)度起了很好的作用。規(guī)范規(guī)定高速公路和一級(jí)公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其壓實(shí)度必須≥95%，對(duì)其它等級(jí)公路當(dāng)鋪筑高級(jí)路面時(shí)，其壓實(shí)度亦應(yīng)按高速公路和一級(jí)公路的標(biāo)準(zhǔn)采用。此外，還增加了對(duì)路堤基底的壓實(shí)度不宜小于93%的規(guī)定。如在西部某國(guó)道主干線二級(jí)專用公路施工中，路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為高級(jí)路面，因而從路基開始，所有的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)均采用一級(jí)公路驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
3.特殊潮濕地區(qū)路基土的壓實(shí)
在特殊潮濕地區(qū)，路基上的壓實(shí)是相當(dāng)困難的，規(guī)范對(duì)此作出了若干調(diào)整：一是壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)試驗(yàn)資料確定或較表列數(shù)值降低2—3個(gè)百分點(diǎn);二是對(duì)于天然稠度小于1.1，液限大于40，塑性指數(shù)大于18的粘質(zhì)土，當(dāng)用于下路床及其下的路堤填料時(shí)，可采用規(guī)定的輕型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn);三是改善填料的性質(zhì)，在土中摻加生石灰，通?？梢垣@得預(yù)期的效果，也可采用新型吸水材料加固。同樣，在西部某國(guó)道主干線二級(jí)專用公路途經(jīng)渭河沿岸，部分路段屬潮濕地區(qū)，采用第三種辦法，取得了預(yù)期的效果。
4.黃土路基填筑及壓實(shí)
(1)黃土路堤施工時(shí)，應(yīng)做好填挖界面的結(jié)合(縱向)，清除坡面雜草，挖好向內(nèi)傾斜的臺(tái)階。如結(jié)合面陡立，無法挖成臺(tái)階時(shí)，可采用土工釘加強(qiáng)結(jié)合。若地基土層具有強(qiáng)濕陷性或較高的壓縮性，且容許承載力低于路堤自重壓力時(shí)，可考慮采用重錘夯實(shí)，石灰樁擠密加固。
(2)黃土含水量過小，應(yīng)均勻加水再行碾壓;如含水量過大，可翻松晾曬至需要含水量再進(jìn)行碾壓，也可摻入適量石灰處理，降低含水量。摻灰后應(yīng)將土、灰拌勻，其最大干密度應(yīng)通過擊實(shí)試驗(yàn)確定。
(3)老黃土透水性差，干濕難以調(diào)節(jié)，大塊土料不易粉碎，使用前應(yīng)通過試驗(yàn)決定措施。路床填料不得使用老黃土。新黃土為良好填料，可用于填筑路床。黃土路堤應(yīng)分層填筑，分層壓實(shí)，大于10cm的塊料，必須打碎，并應(yīng)在接近上的壓實(shí)最佳含水量時(shí)碾壓密實(shí)。
(4)根據(jù)設(shè)計(jì)及時(shí)修筑外側(cè)邊緣的攔水、截水溝構(gòu)造物和急流槽，將水引至坡腳以外，對(duì)高度大于20m的路堤，應(yīng)按設(shè)計(jì)預(yù)留竣工后路堤自重壓密固結(jié)產(chǎn)生的壓縮下沉量。
(5)黃土地區(qū)應(yīng)特別注意路基排水，對(duì)地表水應(yīng)采取攔截、分散、防沖、防滲、遠(yuǎn)接遠(yuǎn)送的原則，根據(jù)設(shè)計(jì)及時(shí)做好綜合排水設(shè)施，將水迅速引離路基。在填挖交界處引出邊溝水量，應(yīng)做好出水口的加固。
二、路基路面排水
水是 影響 路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的另一重要因素，許多路基病害是由水的侵蝕造成的，另外，從保護(hù)環(huán)境、不損害當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利設(shè)施考慮，也必須做好路基排水，形成排水系統(tǒng)，并與地區(qū)排水規(guī)劃相協(xié)調(diào)。在路基施工中，應(yīng)重視施工排水，防止因各種原因造成的水患，給路基、路面施工造成不必要的損失。
1.地面排水
最通常采用的地面排水設(shè)施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管。對(duì)于高速公路和一級(jí)公路上的排水溝渠，一般都要求鋪砌防護(hù)。普遍采用漿砌片石加固、而水泥混凝土預(yù)制板塊也開始廣泛 應(yīng)用 。高速公路和一級(jí)公路通過水網(wǎng)地段的路基，過去逢溝設(shè)涵的做法在一些地方有了改進(jìn)，對(duì)路線兩側(cè)的灌溉溝渠重新系統(tǒng)布置，免去了穿越路線的排灌涵洞，從而提高了路基的工程質(zhì)量。
2.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。路拱橫坡應(yīng)≥2%。
雨水排出路面有二種方式。第一種是集中排水，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。在西部降水量低的地區(qū)大多采用在中央分隔帶設(shè)過水槽排水。第二種是分散排水，多用于西北地區(qū)地勢(shì)平坦，路線縱坡小于0.3%的長(zhǎng)路段，除了硬化路肩和加固路基邊坡外，在經(jīng)過地下水位較高的綠洲地帶，也要防止邊坡上部的植草向上生長(zhǎng)擋住橫向排水出路造成路表積水，改進(jìn)的方法是硬化路肩，設(shè)置路肩排水溝，增大溝坡排水。
3.地下排水
路基地下排水仍多用暗溝、盲溝、滲溝、滲井等，其特點(diǎn)是以滲透力式排水，當(dāng)水流量較大，多采用帶滲水管的滲溝。傳統(tǒng)的砂礫料反濾層多改用有反濾功能的土工織物，幾年研制的帶有鋼圈、濾布和加強(qiáng)合成纖維組成的加勁軟式透水管直徑8-30cm，很適用于地下排水。
三、路基防護(hù)
路基的修筑改變了地層的天然平衡狀態(tài)，以及路基暴露在空間，不斷受各種錯(cuò)綜復(fù)雜的 自然 因素侵蝕，因此需要進(jìn)行各種類型的防護(hù)。
1.坡面防護(hù)
坡面防護(hù)的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風(fēng)化剝落以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)。近年來，隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，高等級(jí)公路的邊坡，多采用種草防護(hù)邊坡較高時(shí)，采用砌石框格(方型、菱形、拱型、M型)種草防護(hù)。由于西部干旱缺水，邊坡種草防護(hù)類型的選擇很重要，現(xiàn)大多采用草坪植生帶，即將草籽、肥料和土均勻拌和裹于土工物內(nèi)，當(dāng)草籽發(fā)芽也長(zhǎng)成草起到固土作用后，無紡布纖維自然腐爛，不會(huì)污染環(huán)境，效果很好。
石砌圬工防護(hù)仍較普遍使用，混凝土預(yù)制塊護(hù)坡多用在路堤邊坡，連片的及帶窗孔的護(hù)面墻;用于路塹邊坡。破裂的或易于風(fēng)化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網(wǎng)或高強(qiáng)塑料網(wǎng)格噴漿或噴射混凝土以及噴射纖維混凝上防護(hù)也有較好的效果。
但由于石砌圬工及混凝土防護(hù)造價(jià)高、易破損等諸多 問題 ，從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，建議大力推廣既能改善生態(tài)環(huán)境，美化景觀，又一勞永逸的種草防護(hù)。
2.沖刷防護(hù)
防護(hù)沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護(hù)。傳統(tǒng)的砌石、拋石、鐵絲石籠、擋土墻等有所改進(jìn)，用高強(qiáng)土工格柵代替鐵絲做石籠，用聚脂或聚胺脂類土工織物混凝土護(hù)坡模袋做成的護(hù)面板防護(hù)受水沖浪擊的邊坡，很能適應(yīng)土體不均勻沉降。
3.支擋防護(hù)
擋土墻用于支擋防護(hù) 目前 仍占主要。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場(chǎng)合;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理，墻身圬工體積小，也已廣泛應(yīng)用于公路路基的防護(hù)。垛式擋土墻易于調(diào)整墻的高度，并采用預(yù)制構(gòu)件拼裝，是一種特殊型式的擋土墻。
四、軟土地基處理
近年來，隨著高速公路和一級(jí)公路的建設(shè)的迅速 發(fā)展 ，針對(duì)軟土地基，在防止路堤失穩(wěn)定、沉降觀測(cè)控制、軟土地基處理技術(shù)等方面取得了顯著成果。對(duì)處理的軟土地基用沉降速率作為鋪筑路面時(shí)間的沉降控制 方法 控制，使得在軟土地基上一次建成高級(jí)路面(而不是前期鋪筑過渡路面)的關(guān)鍵技術(shù) 問題 得到了解決。
1.灰土擠密樁
當(dāng)軟土地層含水量過大或過小時(shí)，采取灰土擠密樁。
含水率過大可往孔內(nèi)填干土粉或石灰粉，以吸去部分水分，或快速成孔澆灌或邊成孔邊下套管，或成孔后下套管;含水率過小，應(yīng)預(yù)先浸濕加固范圍內(nèi)土層，成孔順序應(yīng)先外圈，后里圈并間隔進(jìn)行;對(duì)已成孔，應(yīng)防止受水浸濕，且應(yīng)當(dāng)天回填夯實(shí);為避免夯打造成縮頸堵寒，應(yīng)打一孔，填一孔;當(dāng)樁孔較密，土質(zhì)松軟，應(yīng)采取間隔跳打夯實(shí)?？滋盍锨皯?yīng)先夯打孔底3-4錘;根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定的密實(shí)度要求，隨填隨夯，嚴(yán)格控制下料速度和夯擊次數(shù);回填料應(yīng)拌合均勻，并控制其含水量;每個(gè)孔填料用量應(yīng)與 計(jì)算 用量基本符合;夯錘重不宜小于100Kg;錘型以梨型或棗核型較合適。有利于夯實(shí)邊緣土，不宜采用平頭夯錘，落距一般應(yīng)大于2m;如地下水位較高，應(yīng)降低水位后再回填夯實(shí)。已出現(xiàn)疏松、斷裂或夾層， 應(yīng)用 洛陽鏟全部取出來，按規(guī)定重新填夯灰上，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。認(rèn)真按操作規(guī)程施工;灰土要按配合比稱量，攪拌要均勻，干濕要適度;每次下灰厚度、數(shù)量、落錘高度、夯擊次數(shù)要按試驗(yàn)規(guī)定做到前后一致：施工中嚴(yán)格按質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。
2.輕質(zhì)路堤
用輕質(zhì)材料填筑路堤可減輕對(duì)地基承載力的要求。 目前 國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用粉煤灰填筑路堤的成功經(jīng)驗(yàn)，可使路堤自重減輕25%左右。用重型擊實(shí)試驗(yàn)法測(cè)定最大干容重為9-12KN/m3。硅鉆型粉煤灰粘性小，不具塑性，但液限在64%左右，最佳含水量37-41%，有良好的壓實(shí)性能。粉煤灰路堤邊坡表層1-2m用粘質(zhì)土包覆，以穩(wěn)定邊坡和利于長(zhǎng)草，路床頂面用粗粒上封閉厚0.3-0.5m。
3.土工合成材料加固
淺層(一般小于3m厚)的軟土地基可采用先在地表鋪筑上工布，再填筑路堤，土工布起分隔、過濾、排水和加速固結(jié)等作用，從而取代常規(guī)的置換方法。
軟土層厚度3-5m，采用土工布與砂墊層聯(lián)合處治，排水砂墊層的厚度可由50cm減薄至30cm。也有在路堤下面與地表之間鋪設(shè)多層土工織物，利用材料的高抗拉強(qiáng)度克服地基的滑動(dòng)變形來保持穩(wěn)定，通過控制填土速率，配合超載予壓，使地基迅速固結(jié)。
采用聚丙烯或聚乙烯土工格柵，以及采用網(wǎng)箱席墊處理軟土地基，其主要作用是使地基土和填料向上和向兩側(cè)的位移受到限制，減少局部荷載。采用網(wǎng)箱席墊可減少總沉降量40%左右。
五、黃土陷穴處理
黃土陷穴是黃土地區(qū)路基施工常見的病害。黃土陷穴處理范圍，應(yīng)視具體情況而定，宜在路基填方或挖方邊坡外，上側(cè)50m，下側(cè)lO--20m。若陷穴傾向路基，雖在50m以外，仍應(yīng)作適當(dāng)處理。對(duì)串珠狀陷穴應(yīng)徹底進(jìn)行處治。處理時(shí)，采用灌砂、灌漿、開挖回填等措施，開挖的方法可以采用導(dǎo)洞、豎井和明挖等。
(1)灌砂法適用小而直的陷穴，以干砂灌實(shí)整個(gè)洞穴。
(2)灌漿法適用于洞身不大，但洞壁起伏曲折較大，并離路基中線較遠(yuǎn)的小陷穴，施工時(shí)先將陷穴出口用草袋裝土堵塞，再在陷穴頂部每隔4-5m打鉆孔作為灌漿孔，待灌好的土漿或水泥漿凝固收縮后，再在各孔作補(bǔ)充灌漿，一般需要重復(fù)2-3次。
(3)開挖回填夯實(shí)適用于各種形狀的陷穴，填料一般用就地黃土分層夯實(shí)。
(4)導(dǎo)洞和豎井適用較大、較深的洞穴，由洞內(nèi)向外逐步回填夯實(shí)，在回填前，應(yīng)將穴內(nèi)虛土和雜物徹底清除干凈。當(dāng)接近地面0.5m時(shí)，應(yīng)用老黃土或新黃土.-加10%的石灰拌勻回填夯實(shí)。
處理好的陷穴，其上層表面均應(yīng)用石灰與土比例為三比七的石灰土填筑夯實(shí)或鋪填老黃土等不透水材料加以改善。石灰土厚度應(yīng)按設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行。如原設(shè)計(jì)末要求時(shí)，其厚度不宜小于30cm。并將流向陷穴的附近地面水引離，防止形成地表積水或水流集中產(chǎn)生沖刷。
世行貸款項(xiàng)目第三合同段采用上述方法對(duì)黃土陷穴進(jìn)行處理，取得了良好的效果。
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