浅谈公路路基施工技术

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　　摘要：作为公路主体工程的路基，它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受路面传来的荷载，所以它即是线路的主体又是路面的基础。其质量的坏，直接影响公路的使用品质。笔者结合多年的工作实践和相关规范，论述了路基施工中对填土与夯实,排水,防护等工序的施工技术，和对各种软土地基及黄土陷穴的处理方法进行了探讨。
　　关键词:公路,路基,路面,软土地基,黄土陷穴
　　1路基填土与夯实
　　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最有效和经济的方法。
　　1.1路基填料
　　规范规定了路基填料应有条件的选用,对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的标准,采用CBR值表征路基土的强度,引入路床的概念。对上路床的填料,高速公路和一级公路路面底以下0 cm~30 cm的路床填料CBR值应大于8;对下路床及其下面的填土,也有相应的规定值;填料粒径要求为路床不大于10 cm,路堤不大于15 cm。当填料达不到规定强度时,应采取掺和粗粒料或换填或用石灰等稳定材料处理。
　　1.2路基填筑与压实
　　路堤填筑必须根据设计断面,严格控制填料的粒径、压实度和均匀性,采用薄层轮加法分层摊铺填筑,分层均匀碾压,分层厚度一般为20 cm~25 cm,分层填土最大松铺厚度不应超过30 cm,
　　填砂最大松铺厚度不应超过50 cm。填筑至路床顶面最后一层的最小压实厚度不应小于10 cm。分层碾压应达到相应的压实度,加载速度有路堤沉降和稳定控制,避免产生路堤滑移或其他破坏。施工过程中注意控制压实遍数、压实速度,速度过快与土的接触时间短,压实效果差,速度过慢则影响效率。另一影响压实效果的因素就是含水量,含水量过大,压实遍数再多也达不到标准或出现软弹现象(俗称橡皮土),含水量过小不能紧密结合起来。因此,应在土壤的最佳含水量±2%~5%之间进行压实效果最好。
　　2路基路面排水
　　水是影响路基强度和稳定性的另一重要因素，许多路基病害是由水的侵蚀造成的，另外，从保护环境、不损害当地农田水利设施考虑，也必须做好路基排水，形成排水系统，并与地区排水规划相协调。在路基施工中，应重视施工排水，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。
　　2.1地面排水
　　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,水泥混凝土预制板块也开始应用。对于高速公路和一级公路上的排水过水网地段的路基,过去逢沟设涵的做法有了改进,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。
　　2.2路面排水
　　路面排水的任务是迅速排除路面范围内的降水,减少水从路面渗入,使之不冲刷路基边坡。路拱横坡应不小于2%。雨水排出路面有两种方式:一种为集中排水,另一种为分散排水,多用于地势平坦,纵坡较小的长路段。
　　2.3地下排水
　　路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等,其特点是渗透式排水,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,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8 cm~30 cm,很适用于地下排水。
　　3路基防护
　　路基的修筑改变了地层的天然平衡状态，以及路基暴露在空间，不断受各种错综复杂的自然因素侵蚀，因此需要进行各种类型的防护。
　　3.1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用植物防护,利用植被对坡面的覆盖,植物根系对边坡的加固,保护路基免受降水冲刷,既保护边坡又美化环境。
　　3.2支挡防护
　　挡土墙用于支挡防护目前仍占主要因素。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、板柱挡土墙,受力比较合理,墙身圬工体积小,已广泛用于公路路基的防护。
　　3.3喷浆防护与喷射混凝土防护
　　喷浆防护与喷射混凝土防护适用于边坡易风化、裂隙和坡面不平整的岩石边坡,主要作用是封闭边坡岩石裂隙,阻止大气降水及坡面流水侵入,从而阻止裂隙中侧向水压和冰裂,防止边坡岩石风化,保护边坡不发生落石崩塌。
　　4软土地基处理
　　近年来，随着高速公路和一级公路的建设的迅速发展，针对软土地基，在防止路堤失稳定、沉降观测控制、软土地基处理技术等方面取得了显著成果。对处理的软土地基用沉降速率作为铺筑路面时间的沉降控制方法控制，使得在软土地基上一次建成高级路面（而不是前期铺筑过渡路面）的关键技术问题得到了解决。
　　4.1换填法
　　软土厚度小于2m,可将路基范围内的软土全部挖除,使路堤筑于基底或换填渗水性强的土层上。
　　4.2强夯置换法
　　在夯坑内回填块石、碎石、砂等回填料,通过夯击排开软土,从而在地基中形成块石墩。
　　4.3塑料排水板法
　　塑料排水板是带有孔道的板状物体,插入土中形成竖向排水通道。最大有效处理深度18 m,其施工简单、快捷,应用较为广泛。
　　4.4袋装砂井
　　袋装砂井通过在软土地层施打砂井作为竖向排水体,然后在排水体上面加载以达到排水固结后稳定地基。采用振动打夯机,砂袋采用聚丙烯编织袋,砂井用砂采用风干洁净中砂,装砂采用机械装砂法保证灌砂密实。成孔时桩管要下沉到设计深度,严格控制其垂直度和桩位。
　　4.5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,或快速成孔浇灌,或边成孔边下套管,或成孔后下套管。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。填料前,应先夯打孔底3锤~4锤,根据试验测定的密度要求,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。
　　4.6水泥搅拌桩
　　水泥搅拌桩采用喷浆法施工,为控制成桩质量,要求控制桩径、桩长、用灰量、搅拌均匀性。对于桩径,要求钻头直径不小于搅拌桩的设计直径,对于桩长,在桩机上应设置可以检查搅拌头下沉深度的装置,严禁在尚未达到设计桩长及未喷浆的情况下进行钻机提升作业,当软土层厚度发生变化时,以穿透弱土层为原则;应通过试桩(试验桩数不宜少于5根)确定合适的提升速度和水灰比,确保用灰量。
　　4.7CFG桩
　　CFG桩主要由碎石、石屑、粉煤灰、掺适量水泥和水拌和而成。CFG桩和桩间土一起通过由中粗砂组成的褥垫层形成CFG桩复合地基。CFG桩一般采用振动沉管灌注成桩,施工时应匀速拔管,拔管速度一般控制在1.2 m/min~1.5 m/min,土质较软时还应放缓,送混合料数量要与拔管速度相匹配。
　　4.8轻质路堤
　　用轻质材料填筑路堤,可减轻地基承载力。国内已有采用粉煤灰填筑路堤的经验,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9 kN/m3~12 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1 m~2 m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0.3 m~0.5 m厚度。
　　4.9土工合成材料加固
　　1)土工布。路基的土体松软、土壤潮湿、地下水位高时,以土工布摊铺底层,并拉向边坡作防护,有利于排水,使荷载均布从而加强路基的稳定。在高填土路堤,可适当分层使用土工布,加强路堤刚度。2)土工格栅。土工格栅是通过格栅将上部填料的垂直变形向水平方向扩散,使其上部填料的抗剪变形能力得以充分发挥,从而使软基表面承载区增加,表面压强减小,以达到提高承载力的目的。
　　5黄土陷穴处理
　　黄土陷穴是黄土地区路基施工常见的病害。黄土陷穴处理范围应视具体情况而定:1)灌砂法适用小而直的陷穴,以干砂灌实整个洞穴。2)灌浆法适用于洞身不大、洞壁起伏曲折较大,并离路基中线较远的小陷穴,施工时先将陷穴出口用草袋土堵塞,再在陷穴顶部每隔4 m~5 m打钻作为灌浆孔,待灌好的土浆或水泥浆凝固收缩后,再在各孔做补充灌浆,一般需要重复2次~3次。3)开挖回填夯实用于各种形状的陷穴,填料一般用就地黄土分层夯实。4)导洞和竖井适用较大、较深的洞穴,由洞内向洞外逐步回填夯实,在回填前,应将穴内虚土和杂物彻底清除干净。当接近地面0.5 m时,应用老黄土或新黄土,加10%的石灰拌匀回填夯实。

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