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【摘 要】 本文通过对我国公路施工问题以及现状分析,在调查分析的基础上对特殊路基施工中存在的各方面的问题做了大量的研究,提出相应的措施,并对特殊路基施工中存在的问题加以总结,同时对湿性黄土路基处理措施进行阐述,从而促进我国特殊路基技术的发展,推进我国公路事业的发展。
【关键词】 特殊路基;路基技术;改进措施
一、引言
随着我国公路事业的不断发展,高速公路随着一种迅猛之势遍布全国,其中,工程设计、施工比较复杂的地质条件、地区地形像我国西北地区的戈壁、荒漠、山地丘陵等。特殊路基的施工关键技术成为该公路施工过程中的技术难题。特殊路基一般指陡坡路堤、高填、深挖路堑以及软基地带路基等。目前国内外尚无针对巨粒土路基和风积沙路基的相关规范,因为,没有完整的设计、施工、检测、试验等方面的规程、规范,所以只能参考和借鉴以往的工程应用,已经不能满足新时期的公路建设要求。公路工程施工过程中常遇见各种特殊路基,须采取加固处理措施才能满足道路的承载力要求。
二、沙化路基关键问题调查分析
因为公路和市政道路都存在特殊路基技术,本文将从这两个方面来分析特殊路基施工的关键问题。
(一)沙漠公路路基施工关键问题。
据相关调查资料分析,针对榆林至靖边沙漠高速公路路基的调查。榆靖高速公路是我国第一条沙漠高速公路,是西部大通道的重要组成部分。区内地质不稳定的主要因素是路线经过路段的地表松散土体(风积沙、土壤、黄土)。这其中的主要危害是活动型和半活动型沙丘对公路路基的沙埋和风蚀。半固定和固定沙丘区路段路线带内地质条件较好。因而,路基工程中主要面对的问题是风积沙路基可能存在的风积沙和沙害防治路基合理的施工工艺的研究,以此保证路基工程的质量。通过工地实地试验,适合风积沙路基施工的机械主要有自行式前后驱动压路机、推土机、平地机等机械,压实尽量选用激振力大的光轮振动压路机。另外,还有比较典型的像新班塔克拉玛干沙漠公路。由于沙漠公路大部分穿行在高大的流动性沙丘上,地基土问题较为复杂,处理路基采用了大功率振动压路机压实,土工布加筋。国内沙漠地区公路建设中首次大规模使用了大量采用土工布砂砾基层结构,施工简便,路基稳定,强度可靠,符合“强基薄面”的设计原则。我国首次提出的振动干压法解决了沙漠公路沙基压实的难题,这对少雨干旱,缺乏筑路材料的沙漠地区具有特殊意义,还具有十分显著的经济效益。
(二)巨粒土路基施工关键问题
巨粒土属于土石混填料的一种,土石混合料是由石和土组成的松散体,石料的含量不同,土的种类不同,压实成型后表现出来的力学性能指标和物理结构状态亦不同。目前,在粗粒土、巨粒土等土石混填路基的施工现场中由于石料和天然砂砾爆破后的粒径较大,复杂的变化差异,技术要求无法满足,并且细粒土的含量较少,从而导致填料的粒径组成不佳,大石块之间点面接触容易松动,不易嵌锁紧密,再加上巨粒土等土石混填路基所处地形一般较为复杂,斜坡沟谷纵横,如果施工管理还存在一定的疏漏,路基不易压实达到稳定的状态,给竣工后公路的正常使用留下较大的隐患。所以说巨粒土路基施工存在的问题主要集中在路基的压实上,压实质量的好坏对于整个公路的使用性能至关重要。
三、沙化路基处理措施
在振动压实的基础上,风积沙路基上直接铺筑砂砾层后冲击压实,但是,该砂砾层作用区别与以往的天然砂砾封层。主要目的是为冲击压实提供工作平台。施工前进行施工放样、处理地表、清除杂草等准备工作。利用推土机、装载机等机械修整,形成相对平整的工作面;在整平后的风积沙表面利用振动压路机进行稳压;摊铺。用推土机将沙砾料摊平,因沙较为松散,颗粒间无粘结力,运料车辆在沙基上难以行驶,所以施工中从施工段两侧进行摊铺的同时,在施工段内增加几个施工断面,每个作业断面上,推土机和运料车辆从便道驶入路线范围内,分别向路线两侧进行填料;整平。将摊铺好的沙砾用推土机推平,用平地机大致整平,可以保证无大的起伏,能使撒水车和压路机正常行驶即可;撒水。撒水车在整平后的沙砾层表面撒水,要求表面湿润即可;冲击压实。冲击压路机按照规定的行驶速度进行冲击压实,当表面冲压后坑槽较大无法正常行驶时,进行整平撒水后,再进行冲击压实。依此进行直至达到规定的碾压变数。
四、湿陷黄土型路基处理措施
土层中含有大量的硫酸盐和碳酸盐,这些可溶性盐类在土层遇水后极易融入水里,从而导致土层坍塌、土层迅速下陷等现象。这类路面路基的土层多数呈黄色或褐色,所占比例是很大的。
(一)换填法
换填法是将软土地基原有的浅层土挖除,再填入砂石、矿渣、灰土、素土、卵石等质地较硬、稳定性高、强度较高和抗侵蚀性的材质,根据需要可以填充同时填充不同材质或分层填充,再对其进行压制,使填充土质到达要求密实度。换填法实际上就是人工地基,对土质进行改造,让其有足够的适用性。实际表明,换填法有效地减少了沉降量,提高了持力层的承受强度,有效地控制了土层的胀缩性和湿陷性。换填法是常用的软土地基处理方法,对付大面积软土地质比较实用,一般用于处理湿陷性黄土、膨胀土、低洼区域和季节性冻涨土等软土地基,处理深度在2~3米左右。
(二)高压喷射注浆施工技术
最初称压密注浆技术为高压喷射注浆技术,这一门技术随着经济技术的不断发展,也不断的得到改进,最早使用这一技术的国家是日本,开始引入我国是在20世纪70年代,并在我国得到了很好的发展。水泥浆液通过高压喷射出,然后沙石与水泥等材料的搅拌混合利用巨大的冲力来完成,最后凝固形成圆柱状水泥土固结合体是高压喷射注浆技术的工作原理。高压喷射注浆技术是一項新技术,它主要于防渗漏和加固应用,同时高压喷射注浆技术也是施工技术公路软土路基中最常见的施工管理技术。应用于公路软土路基建设中的高压喷射注浆技术,首先实现钻孔,使得软土与水泥通过高压喷射注浆混合在一起,软体的性质改变,提高土层的密实性。将桩体利用高压喷射注浆技术可以很快建设完,圆柱体的桩体对路基的承载能力可以有效的提高,并且对路基大面积沉降现象的发生可以防止,使得建设路基更加具有保证性。
(三)物理桩加固法
1、水泥粉喷桩处理技术
1)加固机理
水泥粉喷桩主要利用混凝土、石灰等材料作为固化剂,利用特定的搅拌设备将固化剂与软土进行均匀搅拌,通过软土与固化剂在搅拌时产生的一系列化学反应将软土固化,从而形成一种稳定性、整体性良好的硬土地基。
2)水泥粉喷桩桩处理软土地基的具体措施
(1)粉喷桩直径一般为500mm,桩管长度应能穿过软土层并深入持力层500mm以上。同时,桩间距应控制在1.1~1.2m左右,并以矩形或三角形布置,确保桩基的稳定性。
(2)水泥粉喷桩在施工前也要进行试桩,在试桩时可采用跳跃试桩或者连续试桩,并保证每次的试桩数量在5根以上。粉喷桩桩位偏差应控制在50mm以内,垂直偏差则不得大于桩长的1.5%。在成桩一个月之后方可对桩长进行检测,检测时应在桩中心钻芯,在桩体的上、中、下部位分别取样检测,以此来确定桩身是否深入硬土层。
五、结语
随着我国经济不断的向前发展,对我国内部的交通环境的要求越来越高。要求国内公路施工技术与国际先进技术相接轨,从而可以参加国际技术的讨论。本文在对国内相似地区路基施工中存在问题进行广泛调查的基础上,系统的分析了当地巨粒土和风积沙的工程特性。并且给出了相应的解决措施,不断提高特殊路基处理能力,完善特殊路基施工技巧,从而找出最佳的方案,期望对我国的特殊路基分析给予一定的建设性的意义。
参考文献:
[1]姚万里.如何处理道路桥梁施工中的软弱地基[J].科技传播,2011,(18)
[2]周尚军.软土路基施工技术及施工管理的分析[J].科技创新导报,2012,08:114.
【关键词】 特殊路基;路基技术;改进措施
一、引言
随着我国公路事业的不断发展,高速公路随着一种迅猛之势遍布全国,其中,工程设计、施工比较复杂的地质条件、地区地形像我国西北地区的戈壁、荒漠、山地丘陵等。特殊路基的施工关键技术成为该公路施工过程中的技术难题。特殊路基一般指陡坡路堤、高填、深挖路堑以及软基地带路基等。目前国内外尚无针对巨粒土路基和风积沙路基的相关规范,因为,没有完整的设计、施工、检测、试验等方面的规程、规范,所以只能参考和借鉴以往的工程应用,已经不能满足新时期的公路建设要求。公路工程施工过程中常遇见各种特殊路基,须采取加固处理措施才能满足道路的承载力要求。
二、沙化路基关键问题调查分析
因为公路和市政道路都存在特殊路基技术,本文将从这两个方面来分析特殊路基施工的关键问题。
(一)沙漠公路路基施工关键问题。
据相关调查资料分析,针对榆林至靖边沙漠高速公路路基的调查。榆靖高速公路是我国第一条沙漠高速公路,是西部大通道的重要组成部分。区内地质不稳定的主要因素是路线经过路段的地表松散土体(风积沙、土壤、黄土)。这其中的主要危害是活动型和半活动型沙丘对公路路基的沙埋和风蚀。半固定和固定沙丘区路段路线带内地质条件较好。因而,路基工程中主要面对的问题是风积沙路基可能存在的风积沙和沙害防治路基合理的施工工艺的研究,以此保证路基工程的质量。通过工地实地试验,适合风积沙路基施工的机械主要有自行式前后驱动压路机、推土机、平地机等机械,压实尽量选用激振力大的光轮振动压路机。另外,还有比较典型的像新班塔克拉玛干沙漠公路。由于沙漠公路大部分穿行在高大的流动性沙丘上,地基土问题较为复杂,处理路基采用了大功率振动压路机压实,土工布加筋。国内沙漠地区公路建设中首次大规模使用了大量采用土工布砂砾基层结构,施工简便,路基稳定,强度可靠,符合“强基薄面”的设计原则。我国首次提出的振动干压法解决了沙漠公路沙基压实的难题,这对少雨干旱,缺乏筑路材料的沙漠地区具有特殊意义,还具有十分显著的经济效益。
(二)巨粒土路基施工关键问题
巨粒土属于土石混填料的一种,土石混合料是由石和土组成的松散体,石料的含量不同,土的种类不同,压实成型后表现出来的力学性能指标和物理结构状态亦不同。目前,在粗粒土、巨粒土等土石混填路基的施工现场中由于石料和天然砂砾爆破后的粒径较大,复杂的变化差异,技术要求无法满足,并且细粒土的含量较少,从而导致填料的粒径组成不佳,大石块之间点面接触容易松动,不易嵌锁紧密,再加上巨粒土等土石混填路基所处地形一般较为复杂,斜坡沟谷纵横,如果施工管理还存在一定的疏漏,路基不易压实达到稳定的状态,给竣工后公路的正常使用留下较大的隐患。所以说巨粒土路基施工存在的问题主要集中在路基的压实上,压实质量的好坏对于整个公路的使用性能至关重要。
三、沙化路基处理措施
在振动压实的基础上,风积沙路基上直接铺筑砂砾层后冲击压实,但是,该砂砾层作用区别与以往的天然砂砾封层。主要目的是为冲击压实提供工作平台。施工前进行施工放样、处理地表、清除杂草等准备工作。利用推土机、装载机等机械修整,形成相对平整的工作面;在整平后的风积沙表面利用振动压路机进行稳压;摊铺。用推土机将沙砾料摊平,因沙较为松散,颗粒间无粘结力,运料车辆在沙基上难以行驶,所以施工中从施工段两侧进行摊铺的同时,在施工段内增加几个施工断面,每个作业断面上,推土机和运料车辆从便道驶入路线范围内,分别向路线两侧进行填料;整平。将摊铺好的沙砾用推土机推平,用平地机大致整平,可以保证无大的起伏,能使撒水车和压路机正常行驶即可;撒水。撒水车在整平后的沙砾层表面撒水,要求表面湿润即可;冲击压实。冲击压路机按照规定的行驶速度进行冲击压实,当表面冲压后坑槽较大无法正常行驶时,进行整平撒水后,再进行冲击压实。依此进行直至达到规定的碾压变数。
四、湿陷黄土型路基处理措施
土层中含有大量的硫酸盐和碳酸盐,这些可溶性盐类在土层遇水后极易融入水里,从而导致土层坍塌、土层迅速下陷等现象。这类路面路基的土层多数呈黄色或褐色,所占比例是很大的。
(一)换填法
换填法是将软土地基原有的浅层土挖除,再填入砂石、矿渣、灰土、素土、卵石等质地较硬、稳定性高、强度较高和抗侵蚀性的材质,根据需要可以填充同时填充不同材质或分层填充,再对其进行压制,使填充土质到达要求密实度。换填法实际上就是人工地基,对土质进行改造,让其有足够的适用性。实际表明,换填法有效地减少了沉降量,提高了持力层的承受强度,有效地控制了土层的胀缩性和湿陷性。换填法是常用的软土地基处理方法,对付大面积软土地质比较实用,一般用于处理湿陷性黄土、膨胀土、低洼区域和季节性冻涨土等软土地基,处理深度在2~3米左右。
(二)高压喷射注浆施工技术
最初称压密注浆技术为高压喷射注浆技术,这一门技术随着经济技术的不断发展,也不断的得到改进,最早使用这一技术的国家是日本,开始引入我国是在20世纪70年代,并在我国得到了很好的发展。水泥浆液通过高压喷射出,然后沙石与水泥等材料的搅拌混合利用巨大的冲力来完成,最后凝固形成圆柱状水泥土固结合体是高压喷射注浆技术的工作原理。高压喷射注浆技术是一項新技术,它主要于防渗漏和加固应用,同时高压喷射注浆技术也是施工技术公路软土路基中最常见的施工管理技术。应用于公路软土路基建设中的高压喷射注浆技术,首先实现钻孔,使得软土与水泥通过高压喷射注浆混合在一起,软体的性质改变,提高土层的密实性。将桩体利用高压喷射注浆技术可以很快建设完,圆柱体的桩体对路基的承载能力可以有效的提高,并且对路基大面积沉降现象的发生可以防止,使得建设路基更加具有保证性。
(三)物理桩加固法
1、水泥粉喷桩处理技术
1)加固机理
水泥粉喷桩主要利用混凝土、石灰等材料作为固化剂,利用特定的搅拌设备将固化剂与软土进行均匀搅拌,通过软土与固化剂在搅拌时产生的一系列化学反应将软土固化,从而形成一种稳定性、整体性良好的硬土地基。
2)水泥粉喷桩桩处理软土地基的具体措施
(1)粉喷桩直径一般为500mm,桩管长度应能穿过软土层并深入持力层500mm以上。同时,桩间距应控制在1.1~1.2m左右,并以矩形或三角形布置,确保桩基的稳定性。
(2)水泥粉喷桩在施工前也要进行试桩,在试桩时可采用跳跃试桩或者连续试桩,并保证每次的试桩数量在5根以上。粉喷桩桩位偏差应控制在50mm以内,垂直偏差则不得大于桩长的1.5%。在成桩一个月之后方可对桩长进行检测,检测时应在桩中心钻芯,在桩体的上、中、下部位分别取样检测,以此来确定桩身是否深入硬土层。
五、结语
随着我国经济不断的向前发展,对我国内部的交通环境的要求越来越高。要求国内公路施工技术与国际先进技术相接轨,从而可以参加国际技术的讨论。本文在对国内相似地区路基施工中存在问题进行广泛调查的基础上,系统的分析了当地巨粒土和风积沙的工程特性。并且给出了相应的解决措施,不断提高特殊路基处理能力,完善特殊路基施工技巧,从而找出最佳的方案,期望对我国的特殊路基分析给予一定的建设性的意义。
参考文献:
[1]姚万里.如何处理道路桥梁施工中的软弱地基[J].科技传播,2011,(18)
[2]周尚军.软土路基施工技术及施工管理的分析[J].科技创新导报,2012,08:114.