浅谈公路路基施工技术存在问题及处理措施
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作者: 田 华
一、前言
当前中国经济建设高速发展,工人和农民的生活水平不断提高,国家实行西部大开发之后,偏远地区和山区的人民的生活水平也得到了保障,其主要原因是交通运输得到了前所未有的畅通。过去的几十年里,偏远地区的产品由于地域的原因无法运往发达地区,宝贵的财产就会浪费掉。如今国家大力开展公路建设,使山区的宝贝有了销路,中国农民可以把土地种出的作物销往物产稀少的地区,这样不仅保证了物质资源的利用率,同时还为我国创建小康社会提供了帮助。可以看出公路对于我国人民生活水平以及经济发展的重要性。公路在建筑过程中会出现许多问题,需要有效的手段和前沿的技术来处理,特别是在公路路基施工阶段要严格把关,因为路基是一条公路的基础,把公路的基础处理好是建筑一条高质量公路的前提条件。近十年来,我国公路建设力度加大,在施工技术方面取得了比较大的进步,公路修筑部门通过多年来的实践和科学力量的支持,在勘测手段方面有了良好的技术成果。其中包括对路基建筑很重要的稳定性的计算以及建筑用新材料的研发,同时我国还引进了许多世界尖端技术来保证路基施工的进行,越来越多的公路建筑公司发展起来,使公路建筑行业形成良性竞争,一些施工技术方面的难题得到了有效解决。作者认为,按照公路修建规范中的规定标准来实施施工是极其必要的,这是从业人员多年实践探索出的经验,在出现疑难问题时按照规定采取措施是完成施工的保证。
二、路基填土与压实
1、路基填料
在修建路基时,路基的填料要慎重选择,通常要按照规范中的标准数据进行选用,规范中对路基填料的最大粒径以及最小强度明确的量化了标准,采用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的条件,高速公路和一级公路路面底以下0cm～30cm的路床填料CBR值应大于8,下路床及其下面的填土。也都给出相应的规定值。当路基填料达不到规定的最小强度时,应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理。并不规定对其他等级公路铺筑高级路面时,也要采用高速公路和一级公路的规定值。
2、路基压实
当前路基施工,普遍采用了大吨位的压路机,碾压效果有了明显的改善,对于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80cm～150cm部分的上路堤其压实度必须不小于95% ,对其他等级公路,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。此外,还增加了对路堤基底的压实度不宜小于93%的规定。
3、黄土路基填筑及压实
(1)黄土路堤施工时,应做好填挖界面的结合(纵向),清除坡面杂草,挖好向内倾斜的台阶。如结合面陡立,无法挖成台阶时,可采用土工钉加强结合。若地基土层具有强湿陷性或较高的压缩性。且容许承载力低于路堤自重压力时,可考虑采用重锤夯实,石灰桩挤密加固。
(2)黄土含水量过小,应均匀加水再行碾压;如含水量过大,可翻松晾晒至需要含水量再进行碾压,也可掺人适量石灰处理,降低含水量。掺灰后应将土、灰拌匀,其最大干密度应通过击实试验确定。
三、路基路面排水
1、地面排水
最通常采用的地面排水设施是边沟、截水沟、跌水、急流槽以及地表的排水管。对于高速公路和一级公路上的排水沟渠,一般都要求铺砌防护。普遍采用浆砌片石加固,而水泥混凝土预制板块也开始广泛应用。高速公路和一级公路通过水网地段的路基,过去逢沟设涵的做法在一些地方有了改进,对路线两侧的灌溉沟渠重新系统布置。免去了穿越路线的排灌涵洞,从而提高了路基的工程质量。
2、地下排水
路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等,其特点是以渗透力式排水,当水流量较大,多采用带渗水管的渗沟。传统的砂砾料反滤层多改用有反滤功能的土工织物,近几年研制的带有钢圈、滤布和加强合成纤维组成的加劲软式透水管直径8cm～30cm,很适用于地下排水。
四、路基防护
1、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。近年来,随着对环境保护的重视,高等级公路的边坡多采甩种草防护;边坡较高时,采用砌石框格(方形、菱形、拱形、M形)种草防护,石砌圬工防护仍较普遍使用,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,从保护环境的角度出发,建议大力推广既能改:静生态环境,美化景观,又一劳永逸的种草防护。
2、冲刷防护
防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。对传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进,用高强土工格栅代替铁丝做石笼。用聚酯或聚氨酯类土工织物混凝土护坡膜袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡,很能适应土体不均匀沉降。
3、支挡防护
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;钢筋混凝土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。
五、软土地基处理
1、灰土挤密桩
当软土地层含水量过大或过小时,采取灰土挤密桩。含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分,或快速成孔浇灌。含水率过小,应预先浸湿加固范围内土层,成孔顺序应先外圈,后里圈,并间隔进行;对已成孔,应防止受水浸湿,且应当天回填夯实;为避免夯打造成缩颈堵塞,应打一孔,填一孔;当桩孔较密,土质松软,应采取间隔跳打夯实。孔填料前应先夯打孔底3锤一4锤;根据试验测定的密实度要求,随填随夯,严格控制下料速度和夯击次数;回填料应拌和均匀,并控制其含水量;每个孔填料用量应与计算用量基本符合。施工中严格按质量评定标准进行抽样检验。
2、轻质路堤
用轻质材料填筑路堤可减轻对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验,可使路堤自重减轻25%左右。用重型击实试验法测定最大干容重为9kN/m3一12 kN/m3。硅钻型粉煤灰粘性小。不具塑性,但液限在64%左右,最佳含水量37%～41% ,有良好的压实性能。粉煤灰路堤边坡表层1m一2m用粘质土包覆,以稳定边坡和利于长草。路床顶面用粗粒土封闭厚0.3m～0.5m。
3、土工合成材料加固
浅层(一般小于3m厚)的软土地基可采用先在地表铺筑土工布。再填筑路堤,土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用,从而取代常规的置换方法。软土层厚度3m～5m,采用土工布与砂垫层联合处治,排水砂垫层的厚度可由50cm减薄至30cm。也有在路堤下面与地表之间铺设多层土工织物,利用材料的高抗拉强度克服地基的滑动变形来保持稳定,通过控制填土速率,配合超载预压,使地基迅速固结。
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