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編者按:本文主要從路基施工程序;路基施工過(guò)程;路基排水;路基防護(hù);軟土地基處理,對(duì)路基施工與路基排水進(jìn)行講述。其中,主要包括:修建小型結(jié)構(gòu)物預(yù)埋設(shè)地下管線小型結(jié)構(gòu)物可與路基(土方)同時(shí)進(jìn)行,但地下管線必須遵循“先地下,后地上”、“先深后淺”來(lái)完成,保證路基施工的連續(xù)性、質(zhì)量檢查與驗(yàn)收:在檢查及驗(yàn)收時(shí),應(yīng)著重對(duì)路基的壓實(shí)度、平整度、坡度、路基寬度以及彎沉等進(jìn)行檢測(cè)、路堤通過(guò)耕地時(shí),路堤填筑施工前必須預(yù)先填平壓實(shí)。如其中有機(jī)質(zhì)含量和其他雜質(zhì)較多時(shí),碾壓時(shí)因彈性過(guò)大,不易壓實(shí),因換填土或?qū)嵭谢焯睢簩?shí)土基的作用在于提高土體的密實(shí)度,降低土體的透水性,減少毛細(xì)水的上升高度,以防治水分集聚和侵蝕而導(dǎo)致土基軟化,或因凍脹而引起不均勻變形,等。具體材料詳見(jiàn):
論文關(guān)鍵詞:路基施工路基排水路基防護(hù)
論文摘要:近年來(lái),隨著西部大開(kāi)發(fā),我國(guó)高速公路迅速發(fā)展壯大起來(lái),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,它是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物,承受路面?zhèn)鱽?lái)的荷載,所以它即是線路的主體又是路面的基礎(chǔ)。其質(zhì)量好壞,直接影響公路的使用品質(zhì)。路基的設(shè)計(jì)一般是根據(jù)路線幾何設(shè)計(jì)要求,結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦危刭|(zhì)條件,選擇合理的路基斷面形式;選擇路基填料與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn);確定邊坡形狀和相應(yīng)坡率;路基排水系統(tǒng)設(shè)計(jì);防護(hù)與加固設(shè)計(jì)等。
1、路基施工程序
1.1、準(zhǔn)備工作
施工放樣:確定道路中線,路基邊樁以及占地紅線
1.2、修建小型結(jié)構(gòu)物預(yù)埋設(shè)地下管線小型結(jié)構(gòu)物可與路基(土方)同時(shí)進(jìn)行,但地下管線必須遵循“先地下,后地上”、“先深后淺”來(lái)完成,保證路基施工的連續(xù)性。
1.3、路基(土、石方)工程:
1.4、質(zhì)量檢查與驗(yàn)收:在檢查及驗(yàn)收時(shí),應(yīng)著重對(duì)路基的壓實(shí)度、平整度、坡度、路基寬度以及彎沉等進(jìn)行檢測(cè)。
2、路基施工過(guò)程
2.1、原地表及坡面基地處理
路基施工質(zhì)量是整個(gè)路線工程的關(guān)鍵也是路基路面工程能否經(jīng)受住時(shí)間、車(chē)輛行駛荷載、雨季冬季的考驗(yàn)。要做好路基工程,必須扎扎實(shí)實(shí)進(jìn)行路基的填筑,有其是對(duì)原地面的處理和坡面基地的處理。
2.1.1填筑路基時(shí)應(yīng)首先進(jìn)行原地面處理。當(dāng)路堤填筑高度不小于1.0m時(shí),應(yīng)注意將路基范圍內(nèi)的樹(shù)根,草叢全部挖除。若基底的表層土系腐殖土,則需用挖掘機(jī)或人工將表層土清除換填,厚度視具體情況而定,一般不小于30cm為宜,并予以分層壓實(shí)。如發(fā)現(xiàn)草灰層、鼠凍、裂縫,應(yīng)更換符合條件土回填,并按規(guī)定進(jìn)行壓實(shí)。路堤通過(guò)耕地時(shí),路堤填筑施工前必須預(yù)先填平壓實(shí)。如其中有機(jī)質(zhì)含量和其他雜質(zhì)較多時(shí),碾壓時(shí)因彈性過(guò)大,不易壓實(shí),因換填土或?qū)嵭谢焯睢?/p>
2.1.2坡面基底處理。坡面較小(橫坡小于1:5)時(shí),只需清除坡面上的表層,其處理方法同上。但坡度較大(橫坡大于1:5)時(shí),應(yīng)將坡面做成臺(tái)階,讓填料充分嵌在底基里,以防止路堤的滑移。臺(tái)階的尺寸,依土質(zhì)、地形&施工方法而不同,一般寬底不宜小于1m,而且臺(tái)階項(xiàng)目應(yīng)做成向堤內(nèi)傾斜3%-5%的坡度,并分層夯實(shí)。當(dāng)所有填完之后,可按一般填土進(jìn)行。
2.2、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。
2.2.1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。填筑路堤的理想材料應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定性好、壓縮性小,便于施工壓實(shí)及運(yùn)距短的土、石材料。路基填料一般應(yīng)采用沙礫及塑性指數(shù)和含水量符合規(guī)范的土,不使用淤泥、沼澤土、凍土、有機(jī)土、含草皮土、生活垃圾及含腐植的土。對(duì)于液限大于50,塑性指數(shù)大于26的土,一般不宜作為路基填土。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。
2.2.2壓實(shí)土基地意義
壓實(shí)土基的作用在于提高土體的密實(shí)度,降低土體的透水性,減少毛細(xì)水的上升高度,以防治水分集聚和侵蝕而導(dǎo)致土基軟化,或因凍脹而引起不均勻變形
2.2.3土基壓實(shí)原理
在絕大多數(shù)情況下,路基土都是由土粒、水分和空氣組成的三相體系。它們都具有各自的特性,并相互制約共同存于一個(gè)統(tǒng)一體中,構(gòu)成土的各種物理特性——滲透性、粘滯性、彈性、塑性和力學(xué)強(qiáng)度等。若三者的組成情況發(fā)生改變,則土的物理性質(zhì)亦隨之不同。因此,要改變土的特性,也得從改變其組成著手。壓實(shí)土基,就是用機(jī)械的方法來(lái)改變土的結(jié)構(gòu),以達(dá)到提高土基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的目的。
影響土基壓實(shí)度的內(nèi)在因素主要是含水量和土的性質(zhì),外在因素有壓實(shí)功能,壓實(shí)工具和方法等。
2.2.3.1含水量對(duì)壓實(shí)的影響
①含水量是影響壓實(shí)效果的決定性因素;
②在最佳含水量時(shí),即土處于硬塑狀態(tài)時(shí),最容易獲得最佳的壓實(shí)效果;
③壓實(shí)到最佳密實(shí)度的土體水穩(wěn)性最好。
2.2.3.2土質(zhì)對(duì)壓實(shí)的影響
①不同的土類(lèi)有不同的最佳含水量及最大干密度;
②分散性較高(液限較高,粘性較大)的土,最佳含水量的絕對(duì)值較高,而最大干密度的絕對(duì)值較小;
③亞砂土和亞粘土的壓實(shí)性能較好(ρc>1.85),而粘性土的壓實(shí)性能很差(ρc<1.70)。
2.2.3.3壓實(shí)功能對(duì)壓實(shí)的影響
同一種土的最佳含水量隨壓實(shí)功能的增加而減少,而最大干密度則隨壓實(shí)功能的增加而增加;當(dāng)含水量一定時(shí),壓實(shí)功能越大則密實(shí)度越高;當(dāng)壓實(shí)功能增加到一定程度后,土的密實(shí)度就增加的不顯著了,這表明,對(duì)于某一種土來(lái)說(shuō),如果超過(guò)某一限度,在采用增加壓實(shí)功的辦法來(lái)提高土的密實(shí)度就不經(jīng)濟(jì)了。
2.2.3.4壓實(shí)工具和方法對(duì)壓實(shí)的影響
①壓實(shí)工具不同,壓力傳遞的有效程度也不同。研究表明,夯擊式機(jī)具的壓力傳遞最深,振動(dòng)式次之,碾壓式最淺。
②壓實(shí)機(jī)具的重量較小時(shí),荷載作用時(shí)間較長(zhǎng),土的密實(shí)度越高,但密實(shí)度的增長(zhǎng)速度則隨時(shí)間增加而減小,壓實(shí)機(jī)具較重時(shí),土的密實(shí)度隨施荷時(shí)間增加而迅速增加,但超過(guò)某一時(shí)間限度后,土的變形將急劇增加而達(dá)到破壞;機(jī)具過(guò)重以致超過(guò)土的強(qiáng)度極限時(shí),將立即引起土體破壞。
③碾壓速度越高,壓實(shí)效果越差。
當(dāng)前路基施工,普遍采用了大噸位的壓路機(jī)(不小于12t),碾壓自路兩邊向中心進(jìn)行,直至表面無(wú)明顯輪跡為止,遵循先輕后重、先穩(wěn)后振、先低后高、先慢后快、輪跡重疊的原則,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≥94%,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(zhuān)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(kāi)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)。
2.2.4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,通常可以獲得預(yù)期的效果,也可采用新型吸水材料加固。如在威烏線支線海陽(yáng)至即墨段高速公路工程五合同,采用了碎石混填的方法取得了顯著的效果。
2.2.5黃土路基填筑及壓實(shí)
2.2.5.1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(wú)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),墊隔土工布,碎石樁和石灰樁擠密加固的辦法處理。
2.2.5.2黃土含水量過(guò)小,應(yīng)均勻加水再行碾壓;如含水量過(guò)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(guò)擊實(shí)試驗(yàn)確定。
2.2.5.3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(guò)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)。
2.2.5.4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。
2.2.5.5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。
3、路基排水
水是影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性及路面的使用壽命的另一重要因素,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。
3.1、地面排水
最通常采用適當(dāng)提高路基最小填土高度和地面排水設(shè)施(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(kāi)始廣泛應(yīng)用。高速公路和一級(jí)公路通過(guò)水網(wǎng)地段的路基,過(guò)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。
3.2、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。
4、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(lèi)型的防護(hù)。
4.1、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(lái),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(lèi)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(wú)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(wèn)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)。
4.2、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(lèi)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。
4.3、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。
5、軟土地基處理
近年來(lái),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(guò)渡路面)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題得到了解決。
5.1、灰土擠密樁
當(dāng)軟土地層含水量過(guò)大或過(guò)小時(shí),采取灰土擠密樁。
含水率過(guò)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(guò)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)。孔填料前應(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(yáng)鏟全部取出來(lái),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(chēng)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)。
5.2、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。
5.3、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(guò)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(lái)保持穩(wěn)定,通過(guò)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。
綜上所述,路基施工要遵循規(guī)范要求,確保質(zhì)量,創(chuàng)造出優(yōu)質(zhì)工程,服務(wù)于社會(huì)。
參考文獻(xiàn)
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新晨