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，我省高等級公路的建設(shè)，在設(shè)計與施工方面也取得了很大的進步;采用先進的勘察、測量手段為公路路基設(shè)計提供了可靠技術(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;新型工程機械：大噸位振動壓路機、加固土拌和機、塑料排水板插板機、土工布沉鋪機、深層粉體攪拌成樁機;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、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，以及為這些新技術(shù)服務(wù)的各類專業(yè)化施工公司運用而生，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)方面的體會進行 總結(jié) 。
關(guān)鍵詞：道路橋梁 路基施工
一、路基填土與壓實
公路路基的強度和穩(wěn)定性很大程度取決于路基填料的性質(zhì)及其壓實的程度。從現(xiàn)有條件出發(fā)，改進填土要求和壓實條件是保證路基質(zhì)量最有效和 經(jīng)濟 的方法。
1.路基填料
規(guī)范規(guī)定了對路基填料應(yīng)有條件的選用。對路基填料的最小強度和最大粒徑給了量化的標準，采用CBR值表征路基土的強度，引入了路床的概念。對上路床的的填料提出了限制的條件，高速公路和一級公路路面底以下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。
當路基填料達不到規(guī)定的最小強度時，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)定對其它等級公路鋪筑高級路面時，也要采用高速公路和一級公路的規(guī)定值。
2.路基壓實
當前路基施工，普遍采用了大噸位的壓路機，碾壓效果有了明顯的改善。對于提高路基土的壓實度起了很好的作用。規(guī)范規(guī)定高速公路和一級公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其壓實度必須≥95%，對其它等級公路當鋪筑高級路面時，其壓實度亦應(yīng)按高速公路和一級公路的標準采用。此外，還增加了對路堤基底的壓實度不宜小于93%的規(guī)定。如在西部某國道主干線二級專用公路施工中，路面設(shè)計標準為高級路面，因而從路基開始，所有的檢驗標準均采用一級公路驗收標準。
3.特殊潮濕地區(qū)路基土的壓實
在特殊潮濕地區(qū)，路基上的壓實是相當困難的，規(guī)范對此作出了若干調(diào)整：一是壓實度標準可根據(jù)試驗資料確定或較表列數(shù)值降低2—3個百分點;二是對于天然稠度小于1.1，液限大于40，塑性指數(shù)大于18的粘質(zhì)土，當用于下路床及其下的路堤填料時，可采用規(guī)定的輕型壓實標準;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，在西部某國道主干線二級專用公路途經(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
(1)黃土路堤施工時，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)傾斜的臺階。如結(jié)合面陡立，無法挖成臺階時，可采用土工釘加強結(jié)合。若地基土層具有強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，可考慮采用重錘夯實，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)通過擊實試驗確定。
(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，大于10cm的塊料，必須打碎，并應(yīng)在接近上的壓實最佳含水量時碾壓密實。
(4)根據(jù)設(shè)計及時修筑外側(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，對高度大于20m的路堤，應(yīng)按設(shè)計預(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，對地表水應(yīng)采取攔截、分散、防沖、防滲、遠接遠送的原則，根據(jù)設(shè)計及時做好綜合排水設(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，從保護環(huán)境、不損害當?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。對于高速公路和一級公路上的排水溝渠，一般都要求鋪砌防護。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，對路線兩側(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)地勢平坦，路線縱坡小于0.3%的長路段，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擋住橫向排水出路造成路表積水，改進的方法是硬化路肩，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，其特點是以滲透力式排水，當水流量較大，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
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，不斷受各種錯綜復(fù)雜的 自然 因素侵蝕，因此需要進行各種類型的防護。
1.坡面防護
坡面防護的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風化剝落以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)。近年來，隨著對環(huán)境保護的重視，高等級公路的邊坡，多采用種草防護邊坡較高時，采用砌石框格(方型、菱形、拱型、M型)種草防護。由于西部干旱缺水，邊坡種草防護類型的選擇很重要，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)，當草籽發(fā)芽也長成草起到固土作用后，無紡布纖維自然腐爛，不會污染環(huán)境，效果很好。
石砌圬工防護仍較普遍使用，混凝土預(yù)制塊護坡多用在路堤邊坡，連片的及帶窗孔的護面墻;用于路塹邊坡。破裂的或易于風化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網(wǎng)或高強塑料網(wǎng)格噴漿或噴射混凝土以及噴射纖維混凝上防護也有較好的效果。
但由于石砌圬工及混凝土防護造價高、易破損等諸多 問題 ，從保護環(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。
2.沖刷防護
防護沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護。傳統(tǒng)的砌石、拋石、鐵絲石籠、擋土墻等有所改進，用高強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坡模袋做成的護面板防護受水沖浪擊的邊坡，很能適應(yīng)土體不均勻沉降。
3.支擋防護
擋土墻用于支擋防護 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。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公路的建設(shè)的迅速 發(fā)展 ，針對軟土地基，在防止路堤失穩(wěn)定、沉降觀測控制、軟土地基處理技術(shù)等方面取得了顯著成果。對處理的軟土地基用沉降速率作為鋪筑路面時間的沉降控制 方法 控制，使得在軟土地基上一次建成高級路面(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
當軟土地層含水量過大或過小時，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，后里圈并間隔進行;對已成孔，應(yīng)防止受水浸濕，且應(yīng)當天回填夯實;為避免夯打造成縮頸堵寒，應(yīng)打一孔，填一孔;當樁孔較密，土質(zhì)松軟，應(yīng)采取間隔跳打夯實。孔填料前應(yīng)先夯打孔底3-4錘;根據(jù)試驗測定的密實度要求，隨填隨夯，嚴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;每個孔填料用量應(yīng)與 計算 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。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，達到設(shè)計要求。認真按操作規(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)要按試驗規(guī)定做到前后一致：施工中嚴格按質(zhì)量評定標準進行抽樣檢驗。
2.輕質(zhì)路堤
用輕質(zhì)材料填筑路堤可減輕對地基承載力的要求。 目前 國內(nèi)已有應(yīng)用粉煤灰填筑路堤的成功經(jīng)驗，可使路堤自重減輕25%左右。用重型擊實試驗法測定最大干容重為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度克服地基的滑動變形來保持穩(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)作適當處理。對串珠狀陷穴應(yīng)徹底進行處治。處理時，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，以干砂灌實整個洞穴。
(2)灌漿法適用于洞身不大，但洞壁起伏曲折較大，并離路基中線較遠的小陷穴，施工時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，再在各孔作補充灌漿，一般需要重復(fù)2-3次。
(3)開挖回填夯實適用于各種形狀的陷穴，填料一般用就地黃土分層夯實。
(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，在回填前，應(yīng)將穴內(nèi)虛土和雜物徹底清除干凈。當接近地面0.5m時，應(yīng)用老黃土或新黃土.-加10%的石灰拌勻回填夯實。
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)計嚴格執(zhí)行。如原設(shè)計末要求時，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。
世行貸款項目第三合同段采用上述方法對黃土陷穴進行處理，取得了良好的效果。
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