張建新
(深圳市水務工程有限公司,廣東,深圳,518000)
針對不良路基的施工探討
張建新
(深圳市水務工程有限公司,廣東,深圳,518000)
為使路線平順,路基必須具有足夠的強度和穩定性,即在其本身靜力作用下地基不應發生過大沉陷;在車輛動力作用下不應發生過大的彈性和塑性變形、不坍滑,我們要對路基施工做到不同質地不同處理,由于需要關注一些不良路基的處理。本文結合筆者工作實踐,對公路施工中不良路基的危害進行分析闡述,并研究了不良路基的施工技術。
公路施工;路基施工
公路路基施工是整個公路施工工程的關鍵所在,稍有偏差,將給整個工程埋下質量隱患。例如,在公路施工中常會遇到諸如黃土路基、液化路基等不良路基,如不加以特別處理,會引起填方路堤施工后沉降或不均勻沉陷,路面縱橫坡變碎,平整度下降,導致行車顛簸等,嚴重影響公路的正常使用,造成大量的人力、物力、財力浪費。因此,路基施工應根據施工當地地形、地質狀況、公路等級、所在地區的氣候、結合施工填挖方平衡等來選擇施工方法。
1、前期調研
路基開工前,施工單位應在全面熟悉設計文件和設計交底的基礎上,要到現場進行核對和施工調查,查找問題、發現問題,分析問題,及時根據有關程序提出修改意見報請變更設計。
2、分析調研結果
整理收集資料。根據到現場收集的情況、核實的工程數量,按照工期要求、施工難易程度和人員、設備、材料準備等情況,編制實施性的施工組織設計,報現場監理工程師或業主批準并及時提出開工報告。重要項目,應編路基施工網絡計劃。
3、安排施工準備
要做好修建生活和工程用房,解決好通訊、電力和水的供應,修建供工程使用的臨時便道、便橋,確保施工設備、材料、生活用品供應等準備工作,同時,必須設立必要的安全標志,確保全程安全施工。做好人員,材料,機械的進場準備。
1、黃土路基施工
(1)黃土路基施工質量
黃土是呈黃紅色的黏質土,富含碳酸鈣成分,以粉顆粒為主,具有多孔隙性。新黃土一般具有原生柱狀垂直節理,老黃土中普遍有傾向構造節理發育。黃土滲水性呈各向異性,易在垂直向滲透形成沖溝、暗穴等;黃土自然含水量少,遇水膨脹嚴重,干燥后收縮,新黃土遇水會崩解。黃土土顆粒排列疏松,接觸點少,幾乎沒有膠結物質,有濕陷性。
對于濕陷性的黃土路基基底,除了采取防止表面水下滲和引排路基水等措施之外,應考慮采取一定的措施加以加固處理,如重錘夯實、砂樁、石灰樁擠密、換土等,預先清除沉陷,提高土層承載能力。若非濕陷性的黃土路基的且基底無地下水活動,應做好路基兩側表面排水、壓實基底。
(2)施工中的應對措施
砂墊層法加固 砂墊層法加固法即是在軟土地基上鋪上厚度為0.5~1.2m的砂或砂礫。這種方法可使砂墊層作為軟土層固結所需的上部排水層;作為路基內排水的底部排水層;改善路堤和地基處理施工時的機械作業條件。
換填土層法 換填土層法即是將濕軟土部分挖除,換填強度較大的砂,碎(礫)石,灰土,素土等,并壓實。這種方法適用于不宜將基礎直接置于軟土層上的公路結構物,至于路基是否采用此法,要進行經濟比較。換填材料不同,但承載力接近,沉降特點相似,因此按砂墊層的計算方法計算,結果相差不大。
強夯法 強夯法即是用幾十噸的重錘,從幾十米高度自由落下,對土進行強力夯實,以提高承載能力,降低沉降量,此法可使地基加固深度達 10-20m。黃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,所以黃土公路路基具有良好的排水系統,對于黃土地區正在施工及施工完畢后的路基具有特別重要的意義。
在設計及施工時應特別注意:要嚴格做好防排水措施,嚴格按設計、規范施工,做好排除路基附近的地下水和地面水,并對排水結構物做好必要的防護與加固。在雨季施工,更應注意使降水迅速排出至路基范圍以外,不要積水。如果做到了防水、保濕,可防止路基形成軟點,也可減少因冰凍引起的路面凍脹作用,減少路面病害。
2、公路液化路基施工
(1)液化路基對公路工程的影響
所謂液化是指由于孔隙水壓增加及有效應力降低而引起粒狀材料(砂土、粉土甚至包括礫石)由固態轉變成液態的過程。影響液化的因素有:①顆粒級配,包括粘粒、粉粒含量,平均粒徑d50;②透水性能;③相對密度;④結構;⑤飽和度;⑥動荷載,包括振幅、持時等。在液化地基上修筑路基,若不加處理,往往會發生路基失穩或過量沉陷,導致公路破壞或不能正常使用。
(2)施工中的處理措施
強夯法處理地基是20世紀60年代末Menard技術公司首先創立的,該方法80~400kN重錘從落距6~40m處自由落下,給地基以沖擊和振動,從而提高地基土的強度并降低其壓縮性。
強夯法常用來加固碎石、砂土、粘性土、雜填土、濕陷性黃土等各類地基土。由于其具有設備簡單、施工速度快、適用范圍廣、節約三材、經濟可行、效果顯著等優點,經過20多年來的應用與發展,強夯法處理地基受到各國工程界的重視,并得以迅速推廣,取得了較大的經濟效益和社會效益。
由于強夯處理的對象(即地基土)非常復雜,一般認為不可能建立對各類地基土均適合的具有普遍意義的理論,但對地基處理中經常遇到的幾種類型土,還是有規律可循的。
實踐證明,用強夯法加固地基,一定要根據現場的地質條件和工程使用要求,正確選用強夯參數,一般通過試驗來確定以下強夯參數:①有效加固深度:有效加固深度既是選擇地基處理方法的重要依據,又反映了處理效果。②單擊夯擊能:單擊夯擊能等于錘重×落距。③最佳夯擊能:從理論上講,在最佳夯擊能作用下,地基土中出現的孔隙水壓力達到土的自重壓力,這樣的夯擊能稱最佳夯擊能。因此可根據孔隙水壓力的疊加值來確定最佳夯擊能。④夯擊遍數:夯擊遍數應根據地基土的性質確定,地基土滲透系數低,含水量高,需分3~4遍夯擊,反之可分兩遍夯擊,最后再以低能量“搭夯”一遍,其目的是將松動的表層土夯實。⑤間歇時間:所謂間歇時間,是指相鄰夯擊兩遍之間的時間間隔。⑥夯點布置和夯點間距:為了使夯后地基比較均勻,對于較大面積的強夯處理,夯擊點一般可按等邊三角形或正方形布置夯擊點,這樣布置比較規整,也便于強夯施工。由于基礎的應力擴散作用,強夯處理范圍應大于基礎范圍,其具體放大范圍,可根據構筑物類型和重要性等因素考慮確定。
強夯法具有設備簡單,施工便捷,適應范圍廣,節省材料,降低投資,工期短等優點。通過這幾年的國內工程施工經驗和成果來看,充分證明強夯法用于處理砂土液化地基可以取得良好的處理效果。
國內地域遼闊、地質情況復雜,因此在公路施工中不良路基經常遇到,若對其處理不當則將會影響整個公路的施工質量,因此對軟土路基進行有效處理,采取合適的處理方案,嚴格控制施工質量才能保證軟土路基的處理效果,最終保證公路的施工質量,實現其經濟效益和社會效益。
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TU145
1674-3954(2011)03-0154-01
張建新,男,廣西柳州市人,廣西水利電力職業技術學院專科學歷,單位:深圳市水務工程有限公司。