张建新
(深圳市水务工程有限公司,广东,深圳,518000)
针对不良路基的施工探讨
张建新
(深圳市水务工程有限公司,广东,深圳,518000)
为使路线平顺,路基必须具有足够的强度和稳定性,即在其本身静力作用下地基不应发生过大沉陷;在车辆动力作用下不应发生过大的弹性和塑性变形、不坍滑,我们要对路基施工做到不同质地不同处理,由于需要关注一些不良路基的处理。本文结合笔者工作实践,对公路施工中不良路基的危害进行分析阐述,并研究了不良路基的施工技术。
公路施工;路基施工
公路路基施工是整个公路施工工程的关键所在,稍有偏差,将给整个工程埋下质量隐患。例如,在公路施工中常会遇到诸如黄土路基、液化路基等不良路基,如不加以特别处理,会引起填方路堤施工后沉降或不均匀沉陷,路面纵横坡变碎,平整度下降,导致行车颠簸等,严重影响公路的正常使用,造成大量的人力、物力、财力浪费。因此,路基施工应根据施工当地地形、地质状况、公路等级、所在地区的气候、结合施工填挖方平衡等来选择施工方法。
1、前期调研
路基开工前,施工单位应在全面熟悉设计文件和设计交底的基础上,要到现场进行核对和施工调查,查找问题、发现问题,分析问题,及时根据有关程序提出修改意见报请变更设计。
2、分析调研结果
整理收集资料。根据到现场收集的情况、核实的工程数量,按照工期要求、施工难易程度和人员、设备、材料准备等情况,编制实施性的施工组织设计,报现场监理工程师或业主批准并及时提出开工报告。重要项目,应编路基施工网络计划。
3、安排施工准备
要做好修建生活和工程用房,解决好通讯、电力和水的供应,修建供工程使用的临时便道、便桥,确保施工设备、材料、生活用品供应等准备工作,同时,必须设立必要的安全标志,确保全程安全施工。做好人员,材料,机械的进场准备。
1、黄土路基施工
(1)黄土路基施工质量
黄土是呈黄红色的黏质土,富含碳酸钙成分,以粉颗粒为主,具有多孔隙性。新黄土一般具有原生柱状垂直节理,老黄土中普遍有倾向构造节理发育。黄土渗水性呈各向异性,易在垂直向渗透形成冲沟、暗穴等;黄土自然含水量少,遇水膨胀严重,干燥后收缩,新黄土遇水会崩解。黄土土颗粒排列疏松,接触点少,几乎没有胶结物质,有湿陷性。
对于湿陷性的黄土路基基底,除了采取防止表面水下渗和引排路基水等措施之外,应考虑采取一定的措施加以加固处理,如重锤夯实、砂桩、石灰桩挤密、换土等,预先清除沉陷,提高土层承载能力。若非湿陷性的黄土路基的且基底无地下水活动,应做好路基两侧表面排水、压实基底。
(2)施工中的应对措施
砂垫层法加固 砂垫层法加固法即是在软土地基上铺上厚度为0.5~1.2m的砂或砂砾。这种方法可使砂垫层作为软土层固结所需的上部排水层;作为路基内排水的底部排水层;改善路堤和地基处理施工时的机械作业条件。
换填土层法 换填土层法即是将湿软土部分挖除,换填强度较大的砂,碎(砾)石,灰土,素土等,并压实。这种方法适用于不宜将基础直接置于软土层上的公路结构物,至于路基是否采用此法,要进行经济比较。换填材料不同,但承载力接近,沉降特点相似,因此按砂垫层的计算方法计算,结果相差不大。
强夯法 强夯法即是用几十吨的重锤,从几十米高度自由落下,对土进行强力夯实,以提高承载能力,降低沉降量,此法可使地基加固深度达 10-20m。黄土之所以不利于公路路基的工程特性是因容易受水的侵害,所以黄土公路路基具有良好的排水系统,对于黄土地区正在施工及施工完毕后的路基具有特别重要的意义。
在设计及施工时应特别注意:要严格做好防排水措施,严格按设计、规范施工,做好排除路基附近的地下水和地面水,并对排水结构物做好必要的防护与加固。在雨季施工,更应注意使降水迅速排出至路基范围以外,不要积水。如果做到了防水、保湿,可防止路基形成软点,也可减少因冰冻引起的路面冻胀作用,减少路面病害。
2、公路液化路基施工
(1)液化路基对公路工程的影响
所谓液化是指由于孔隙水压增加及有效应力降低而引起粒状材料(砂土、粉土甚至包括砾石)由固态转变成液态的过程。影响液化的因素有:①颗粒级配,包括粘粒、粉粒含量,平均粒径d50;②透水性能;③相对密度;④结构;⑤饱和度;⑥动荷载,包括振幅、持时等。在液化地基上修筑路基,若不加处理,往往会发生路基失稳或过量沉陷,导致公路破坏或不能正常使用。
(2)施工中的处理措施
强夯法处理地基是20世纪60年代末Menard技术公司首先创立的,该方法80~400kN重锤从落距6~40m处自由落下,给地基以冲击和振动,从而提高地基土的强度并降低其压缩性。
强夯法常用来加固碎石、砂土、粘性土、杂填土、湿陷性黄土等各类地基土。由于其具有设备简单、施工速度快、适用范围广、节约三材、经济可行、效果显著等优点,经过20多年来的应用与发展,强夯法处理地基受到各国工程界的重视,并得以迅速推广,取得了较大的经济效益和社会效益。
由于强夯处理的对象(即地基土)非常复杂,一般认为不可能建立对各类地基土均适合的具有普遍意义的理论,但对地基处理中经常遇到的几种类型土,还是有规律可循的。
实践证明,用强夯法加固地基,一定要根据现场的地质条件和工程使用要求,正确选用强夯参数,一般通过试验来确定以下强夯参数:①有效加固深度:有效加固深度既是选择地基处理方法的重要依据,又反映了处理效果。②单击夯击能:单击夯击能等于锤重×落距。③最佳夯击能:从理论上讲,在最佳夯击能作用下,地基土中出现的孔隙水压力达到土的自重压力,这样的夯击能称最佳夯击能。因此可根据孔隙水压力的叠加值来确定最佳夯击能。④夯击遍数:夯击遍数应根据地基土的性质确定,地基土渗透系数低,含水量高,需分3~4遍夯击,反之可分两遍夯击,最后再以低能量“搭夯”一遍,其目的是将松动的表层土夯实。⑤间歇时间:所谓间歇时间,是指相邻夯击两遍之间的时间间隔。⑥夯点布置和夯点间距:为了使夯后地基比较均匀,对于较大面积的强夯处理,夯击点一般可按等边三角形或正方形布置夯击点,这样布置比较规整,也便于强夯施工。由于基础的应力扩散作用,强夯处理范围应大于基础范围,其具体放大范围,可根据构筑物类型和重要性等因素考虑确定。
强夯法具有设备简单,施工便捷,适应范围广,节省材料,降低投资,工期短等优点。通过这几年的国内工程施工经验和成果来看,充分证明强夯法用于处理砂土液化地基可以取得良好的处理效果。
国内地域辽阔、地质情况复杂,因此在公路施工中不良路基经常遇到,若对其处理不当则将会影响整个公路的施工质量,因此对软土路基进行有效处理,采取合适的处理方案,严格控制施工质量才能保证软土路基的处理效果,最终保证公路的施工质量,实现其经济效益和社会效益。
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TU145
1674-3954(2011)03-0154-01
张建新,男,广西柳州市人,广西水利电力职业技术学院专科学历,单位:深圳市水务工程有限公司。