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浅谈公路软土路基施工

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摘要:公路路基是整个公路的基础,也是公路施工的关键,路基如果出现问题将会影响整个公路的质量。根据地形、土质及其它因素采用合理的施工方法,采取有效的措施进行施工,将对 整个公路的质量起到关键的作用。

关键词:公路;软土路基;施工

中图分类号U416.1 文献标识码A

公路路基是整个公路的基础,也是公路施工的关键,如有问题将会影响整个公路的质量。在施工中常会遇到软土路基、滑坡地段路基、膨胀土地区路基、黄土地区路基、季节性冻土地区路基等特殊路基,如果不进行特别处理,将导致路基施工后沉降或不均匀沉陷,路面纵横坡变形,平整度下降等,严重影响公路的正常使用,造成人、财、物的浪费。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。

一、路基填压

公路路基的强度和稳定性很大程度取决于路基填料的性质及其压实的程度。从现有条件出发,改进填土要求和压实条件是保证路基质量经济有效的方法。现行《公路路基设计规范》规定了对路基填料的要求。对路基填料的最小强度和最大粒径给出的标准,采用承载比实验(CBR)值表征路基土的强度,引入了路床的概念。对上路床的填料提出了限制条件,高速公路和一级公路路面底以下0cm-30cm的路床填料,其CBR值应大于8,对下路床及下面的填土也给出相应的规定值。 现在路基施工中,大都采用了大吨位的压路机,碾压效果有了明显的改善,对提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其压实度必须≥95%,对其它等级公路当铺筑高级路面时,其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。规范还规定路堤基底的压实度不宜小于93%。对软土路基的施工应注意以下几点:

(一)软土路基的填筑

软土地基须采用挖除换填、抛石挤淤、设置垫层、超载预压、袋装砂井、塑料排水板、沙桩、碎石桩、强夯、铺设土工织物等方法进行处理。采用以上方法施工完毕后要进行路堤沉降量、稳定性动态观测,观测仪表要在软土路基处理完后埋设,并在观测到稳定的初始值后进行路堤填筑。同一路段不同观测项目的测点应布置在同一横断面上。观测频率应与沉降、稳定的变形速率相适应,每填筑一层应观测一次。如果两次填筑间隔时间较长,每3天至少观测一次。 在稳定性观测时,一般路段沿纵向每100-200米设置一个观测断面,同时每一路段应不少于3个断面;桥头路段应不少于3个断面。

(二)软土路基压实

普通压实方法不能达到要求情况下,须采用冲击压实或强夯夯实法施工。冲击压实:冲击压实处理地基的原理是用一定的冲击能量使土体里的水分扩散固结并挤密压实土体而达到加固土体的目的。冲击压实技术只适合于浅层湿陷性及湿软性黄土地基的处理,且其有效影响深度一般不超过80cm,冲压遍数以30遍左右为宜。在冲压施工的过程中应注意:保持最佳含水量;受冲击压实机的机型限制,被冲压的路基长度一般不应小于120m,宽度不宜小于15m;每一层冲压前,应先沿路基边沿冲压5遍左右,以减少在冲压过程中冲击能对路基的侧向挤压作用;用冲击压实机进行路堤边沿压实时速度应稍慢,否则,可能引起车身滑出路堤;冲压时应注意轮迹的连续性,特别是调头处,不要预留空白带而影响压实效果;强夯施工:又称动力固结法,是用起重机械将8t~40t夯锤起吊到6m~25m高度后,自由落下,给地基以强大的冲击能量的夯击,使土中出现冲击波和冲击应力,迫使土体孔隙压缩,土体局部液化,在夯击点周围产生裂隙,形成良好的排水通道,孔隙水和气体逸出,使土粒重新排列,经时效压密达到固结,从而提高地基承载力,降低其压缩性的一种有效地基加固方法。

(三)软土路基的排水

水是影响路基强度和稳定性的一个重要因素,水的侵蚀会造成许多路基病害的。同时,从环境保护和不损害当地农田水利设施考虑,必须做好路基排水,形成排水系统,并与地区排水规划相协调,防止因各种原因造成的水患,给路基、路面施工造成不必要的损失。

公路排水主要包括两个方面:一是地下排水,即减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及其强度的影响;二是路表排水,除将路面、地面的水迅速排出之外,应最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响,减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害。

地下水排水设计可以采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。在施工前开挖临时排水边沟,排除施工期地表水并降低地下水,同时在路基底部掺加低剂量石灰处理,设置40cm厚的稳定层等,可起到较好的效果。路表排水设计,一是可以通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等将路表水迅速排出路基以外。二是设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外。三是设计泄水孔以迅速排除桥面水。四是采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管将渗入路面面层的水引出路基之外。路面渗水的排水设计,沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物组成的路面边缘排水系统,通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限,设计中应在每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。

二、路基防护主要有以下几个方面

(一)坡面防护

坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落以及与环境的协调。通常措施是采用石砌圬工防护,混凝土预制块护坡多用在路堤边坡,连片的及带窗孔的护面墙,用于路堑边坡。但由于石砌圬工及混凝土防护存在造价高、易破损等诸多问题。现在,种草防护技术应用较为广泛,边坡较高则采用砌石框格种草防护,起到改善生态环境、美化景观和坡面防护的三重效果。石砌圬工防护的使用仍较普遍,混凝土预制块护坡多用在路堤边坡,连片的及带窗孔的护面墙用于路堑边坡。破裂的或易于风化破碎的岩石路堑边坡采用锚杆挂铁丝网或高强塑料网格喷浆或喷射混凝土以及喷射纤维混凝土防护也有较好的效果。但考虑到石砌圬工及混凝土防护造价高、易破损等诸多问题,从环境保护的角度出发,建议大力推广既能改善生态环境又美化景观的种草防护技术。

(二)冲刷防护

传统的方法是用砌石、抛石、铁丝石笼和挡土墙防护,改进后可以用高强土工格栅代替铁丝做石笼,用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲击的边坡,很能适应土体不均匀沉降。

(三)支挡防护

挡土墙用于支挡防护目前仍占主要。①石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合;②钢筋混结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理,墙身圬工体积小,也已广泛应用于公路路基的防护;③垛式挡土墙易于调整墙的高度,并采用预制构件拼装,是一种特殊形式的挡土墙。

参考文献

[1]刘元泉. 《公路路基施工技术规范》.2006.

[2]沈鸿雁. 《公路工程标准施工招标文件》.2009.