粉性土地区修建高速公路的几点措施

程远志

摘要:文章主要对安徽省泗洪至许昌高速公路在建的亳州段、拟建的淮北段部分路段出现的粉性土情况做出了分析及对策措施。

关键词:粉性土;高速公路;含水量;排水设计

中图分类号:U416文献标识码:A

文章编号:1674-1145(2009)21-0120-01

一、问题分析

根据以往淮北地区高速公路建设经验及后续服务中反馈的信息可知,在粉性土地区修建高速公路主要存在以下问题:(1)由于粉性土黏粒含量低,土颗粒黏聚性差,施工时碾压不易成型,干时易被压碎,扬尘大,浸水时很快湿透,易成流体状态,粉性土的毛细水上升高度大,容易使路基产生水分积累;(2)用粉土填筑的路基边坡水稳定性差,再加之粉土中不易生长植被,造成粉土边坡耐水流冲蚀的能力低,降雨所形成的路面水流流经边坡时对边坡产生强烈的冲蚀,长期的冲蚀使边坡表面冲槽遍布,支离破碎,从而直接影响边坡的稳定性;(3)冲刷造成的边坡土颗粒随水流失,流失的土体最终都淤积在路侧边沟内或涵洞中,而影响路基排水,导致排水不畅;(4)粉性土的工程地质性质较差,结构松散、内聚力较小,饱水时触变性大、地基承载力低,含水量较小时易变形等典型特性,而根据规范选取的地基承载力、变形模量等指标与实际情况差异较大,安全、经济、合理地选取构造物类型与地基的加固处理方法也是粉性土地区修建高速公路的关键难点之一。

二、对策措施

1.加强对粉性土地质的调查与试验研究,对粉性土的物理性试验、改良方法及改良后的力学性质如重型击实试验、压缩试验、无侧限抗压强度试验和CBR试验等进行分析、研究,提出粉性土最适宜的碾压工艺参数与压实控制指标,为粉性土路基填筑设计与施工提供理论与试验依据。

2.用粉性土填筑距路床顶面1.5m以下填方(96区)时,将施工含水量控制在击实试验确定最佳含水量-1%～+2%范围,并通过试验段确定压实机具、碾压遍数、作业时间等,实施时严格按照施工工序操作。实践证明是可以保证压实要求。当土源受地下水影响,含水量过大时,可通过掺灰处理方案,将含水量调整至最佳含水量范围。

3.当路基附近无合适土源,需用粉性土填筑路基时,需掺加一定的无机添加剂,对粉性土进行稳定,确保达到填筑质量。粉性土稳定方案有石灰稳定、石灰粉煤灰稳定、水泥石灰粉煤灰综合稳定等。结合本项目土质实际情况、沿线筑路料场分布及方案经济方面,以掺3%～5%石灰为主要粉性土改善方案;但在粉煤灰储量丰富、运距合理路段采用石灰、粉煤灰综合稳定。

4.考虑粉性土地区路堤边坡抗冲刷能力较差的特点,我们将有针对性地采取生态防护措施,提高边坡抗冲刷能力。主要着重解决边坡早期抗冲刷和路面排水问题。主要措施有以下:

(1)沿线土地资源珍贵,排灌体系较完整,从保证路基稳定和减少水土流失,以及工程实际情况和环境的特殊要求,对路基、路面综合排水进行了系统设计。全线通过设置纵向排水沟、横向排水沟、纵向涵等排水构造物形成一个完整的排水系统。工程建设尽可能不改变原有水系。

(2)采取路面集中排水设计,通过在土路肩设置汇水槽拦截路面汇水,再利用边坡急流槽将路面水直接引入边沟,来保护路堤边坡及减少路基圬工防护工程,本方案美观性强、生态效益显著,与自然和谐统一,融为一体,体现了“舒适、环保、以人为本”的设计理念,同时造价相对较低,施工方便。

(3)在施工过程中采用可降解塑料薄膜作集水漕、泄水槽临时集中排水方式,将施工过程中的汇水及时排出,该方案施工工艺简单,工程造价低,在草灌长成前,起到了较好的集中排水防冲刷的功能,并且采用可降解性薄膜,属临时性措施。

(4)针对本项目内涝地段,在路堤采用浆砌片石矮脚墙加固坡脚,使路堤避免水毁破坏,同时可收缩坡脚,减少占地。

(5)采用新型环保的固土材料。如多边形立体植被网,可有效保护土壤表面植被,改善草种的生态环境,防止水土流失。

5.通过现场原位试验成果与各点钻孔资料的对比分析,总结出各种分布类型的粉性土地基承载力,与按规范选定地基承载力值等相关数据的差异规律性,在此基础上,通过计算,能够准确、经济、合理地设置公路小型构造物。