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中图分类号:U448.14文献标识码:A 文章编号:
由于老路基经过长时间的运营使用和长期荷载作用,路基逐步趋于稳定,而新路基成形后必然要经历工后沉降过程,势必造成新老路基沉降的不均匀性,从而引起纵向开裂并将裂缝反射到路面。为解决这一问题,采取以下措施:
(一)开挖台阶
清除老路邊坡一定深度内的表层植被土和压实度不足的填土。原路基边坡必须将原边坡挖成台阶,台阶使新旧路基有效的交错结合,方便加宽部分路堤软基处理。台阶宽度应满足摊铺和压实设备操作的需要,以便有利于机械施工。采用的开挖方式是先削坡(l:0.5),再挖成1.0m台阶,不设置内倾角。应该注意的是削坡也应该满足施工期间既有路基的稳定要求。增加新老路结合部接触面积,增强结合部抗剪能力。由于原路基边坡部分填土原来施工的疏忽,现施工的挠动及其他原因,填土压实度实际上一般都未达到设计要求。雨季施工台阶开挖,用塑料膜覆盖,应增加支护措施。
(二)选择填筑材料
填筑材料经自重、路面和车辆等荷载的作用,老路基已经基本被压实,而新路基的填料虽经严格压实,仍存在后期变形。为此,填筑材料的选择将很大程度影响路基的有效沉降。所有填料宜与旧路堤相同或选用透水性较好的材料,相关单位在综合考虑工程造价和施工实施的问题上,尽量使用碎石土或石渣等沉降量较少的材料进行填筑,并控制好填筑材料的液塑限、承载比(CBR)和击实试验等各项指标。
(三)控制路基碾压
路基填筑前,须根据规范要求做好试验段,严格控制材料的最佳含水量、松铺厚度、压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数及碾压速度等,使各项指标达到最优状态,保证压实度达到设计要求。对于加宽渐变部分,必须严格控制其碾压宽度,如旧路基挖台阶受限制时,可通过铺设护道等方式满足其要求,使路基压实度均满足要求。
在施工时分层碾压,控制每层填筑厚度及压实度,提高压实标准。碾压应采用重型压路机(≥25t)进行,双驱双振。碾压虚方厚度不得大于30cm,压实度必须达到新标准的压实度要求,且重点应放在新老路基的结合部,每层压完后应平整光滑。
路基填筑时应控制路堤填筑速率。当填土速率较快时,地基强度来不及增长,易产生较大的剪切变形。在施工时按照慢速填土标准进行控制,控制标准为地面沉降率每昼夜不大于10mm,坡角水平位移速率每昼夜不大于5mm。
(四)加强措施及其他
1)铺设土工格栅
土工格栅具有抗拉强度高、伸长率低,不易变形等特点,其全面与土体接触,大大增加了与土体的摩擦,有力约束土体的侧向位移,土工格栅网格与粗颗粒填料结合,其最优的镶嵌作用最大限度地提高了加宽路基的承载能力和稳定性。在加宽路段中的铺设,可以增加新旧路基的结合,增大结合部抗剪能力,防止新路基的沉降对老路基的破坏,从而达到稳定新旧路基不均匀沉降的效果。
铺设前平整场地,清除杂物、石块等。认真对下承层进行场地平整,然后在平整的下承层上按垂直线路的方向全断面铺设。铺设土工格栅时,保持其连续性,不要出现扭曲,折皱、重叠的现象,特别要避免尽量拉伸。为保持土工格栅的整体性,施工中土工格栅的连接采用绑扎锚固法。
铺设前先铺设时,将土工格栅铺设平顺并紧贴下承层,长度不够路基宽度时,搭接缝尽可能靠近路基中部,不能设在路堤边坡范围内,土工格栅应直铺设到边坡侧沟内,土工格栅上下层间接缝应错开不少于0.5m。土工格栅的搭接采用尼龙绳邦扎,其搭接长度符合规范要求。
填筑材料采用土料,填料中不得含有角砾石,以免对土工格栅造成损坏。填筑时,填料从一端向另一端依次卸料,用轻型推土机初步平整,然后用平地机平整,每层厚度控制在30cm之内,用振动压路机碾压。
土工格栅铺设宽度根据加宽宽度进行,但新旧路基铺设宽度不应少于1.5m。条件许可情况下可采用长60cm¢12钢筋进行锚固,并进行注浆,钢筋穿越新旧路基土层,对抗剪起积极作用。土工格栅可优先考虑使用钢塑双向土工格栅,但其伸长率应小于4%,抗拉强度应大于45kN/m,锚固间距及搭接宽度与普通施工同。土工格栅铺设完毕后,及时进行填筑,防止其受阳光直接暴晒。
2)冲击夯实
路基的本体沉降主要与路基本身的压实度有很大关系,进行充分冲击,使其紧密结合,形成一个整体,使路基本体和地基的沉降都达到最小,以减小路基的沉降,减少或避免新老路基结合部纵向裂缝的产生。由此,可选择冲击碾压(夯实)的方法,对路基进去补强。冲击碾压施工可提高加宽路基的压实度,使新旧路基很好地结合在一起结合成一个整体,增加其极限抗剪强度,使路基本体沉降减到最小以便使其沉降系数减小;冲击碾压另可避免结合部因碾压不足出现软弱的滑动层。
路基施工的机械碾压很难达到规范要求的96%的压实度,使用冲击夯实可使压实度达到98%。施工技术较为成熟的压路机(强夯机),机械作业时牵引机带动压实机压实轮滚动,压实轮轮廓非圆曲线对地表施以揉压--碾压--冲击的综合作用,使土体从上部至下部深层随着压力波的传递得到压实。严格控制新老路基结合带的压实度,对新老路基过渡路段和施工死角用打夯机分层填筑压实。
在施工前选择有代表性的路段进行试验,对机械的行走速度、影响深度、沉降量、行走遍数等进行总结。以往经验为:采用25t对深度为1.0m(4层)填方段路基冲碾补压,5~7遍是合适的,补压效果也是明显的;通过采用冲击式压路机对路基进行冲碾补压施工,使路基压实度得到提高,加速路基沉降,最大限度地缩短了路基自然沉降的时间,有效地减少了路基的沉降变形,对新老路基的结合起到了良好的作用。
3)水泥浆喷桩
①工艺性试桩:在正式施工前必须按设计进行工艺性试桩,根据设计要求确定施工参数与工艺,公路工程每个施工段的试桩不宜少于5根。试桩成功后方可进行水泥土搅拌桩的大面积施工。
②施工工艺:水泥土搅拌桩采用“湿法”进行施工,即喷水泥浆。施工工艺为两喷四搅或三喷四搅(钻头提升或下沉全桩搅拌一次称为“一搅”,提升或下沉时全桩喷水泥浆一次称为‘一喷”),可根据工程成桩检测情况定具体施工工艺,搅拌提升(下沉)速度<1.0m/min,不论任何土层,其搅拌次数不应少于4次,喷浆次数不应少于2次。
③施工步骤:
搅拌机械就位、调平→搅拌下沉至设计加固深度→边喷浆、边搅拌提升直至预定的停浆面→边喷浆重复搅拌下沉至设计加固深度→根据设计要求,喷浆或仅搅拌提升直至预定的停浆面→关闭搅拌机械。
④路堤下水泥土搅拌桩施工时,直接喷搅至地表;构造物基础下停浆面应高于设计标高0.3~0.5m,开挖时应将顶部施工质量差的桩段用人工挖除,严禁采用机械直接开挖至桩顶标高。
⑤施工桩长应根据设计要求、地质情况和终搅电流值(I=60~70A)综合控制,确保桩体穿透软土层进入持力层0.5m。
⑥搅拌桩经检查合格后,人工平整场地,开始施工桩顶褥垫层。
(五)沉降观测及效果
为了预测沉降趋势,及时发现问题和校验理论,对路堤施工实行动态观测,检测点选择在有代表性的位置进行。对沉降和裂缝观测在填筑完成后第一个月每层每4天进行一次,第二个月每15天观测一次。其后视实际中沉降量大小增减检测频率,并要求现场施工人员每天查看填筑后没有发现明显的纵向裂缝产生,并及时汇报,以做出相关的措施。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
由于老路基经过长时间的运营使用和长期荷载作用,路基逐步趋于稳定,而新路基成形后必然要经历工后沉降过程,势必造成新老路基沉降的不均匀性,从而引起纵向开裂并将裂缝反射到路面。为解决这一问题,采取以下措施:
(一)开挖台阶
清除老路邊坡一定深度内的表层植被土和压实度不足的填土。原路基边坡必须将原边坡挖成台阶,台阶使新旧路基有效的交错结合,方便加宽部分路堤软基处理。台阶宽度应满足摊铺和压实设备操作的需要,以便有利于机械施工。采用的开挖方式是先削坡(l:0.5),再挖成1.0m台阶,不设置内倾角。应该注意的是削坡也应该满足施工期间既有路基的稳定要求。增加新老路结合部接触面积,增强结合部抗剪能力。由于原路基边坡部分填土原来施工的疏忽,现施工的挠动及其他原因,填土压实度实际上一般都未达到设计要求。雨季施工台阶开挖,用塑料膜覆盖,应增加支护措施。
(二)选择填筑材料
填筑材料经自重、路面和车辆等荷载的作用,老路基已经基本被压实,而新路基的填料虽经严格压实,仍存在后期变形。为此,填筑材料的选择将很大程度影响路基的有效沉降。所有填料宜与旧路堤相同或选用透水性较好的材料,相关单位在综合考虑工程造价和施工实施的问题上,尽量使用碎石土或石渣等沉降量较少的材料进行填筑,并控制好填筑材料的液塑限、承载比(CBR)和击实试验等各项指标。
(三)控制路基碾压
路基填筑前,须根据规范要求做好试验段,严格控制材料的最佳含水量、松铺厚度、压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数及碾压速度等,使各项指标达到最优状态,保证压实度达到设计要求。对于加宽渐变部分,必须严格控制其碾压宽度,如旧路基挖台阶受限制时,可通过铺设护道等方式满足其要求,使路基压实度均满足要求。
在施工时分层碾压,控制每层填筑厚度及压实度,提高压实标准。碾压应采用重型压路机(≥25t)进行,双驱双振。碾压虚方厚度不得大于30cm,压实度必须达到新标准的压实度要求,且重点应放在新老路基的结合部,每层压完后应平整光滑。
路基填筑时应控制路堤填筑速率。当填土速率较快时,地基强度来不及增长,易产生较大的剪切变形。在施工时按照慢速填土标准进行控制,控制标准为地面沉降率每昼夜不大于10mm,坡角水平位移速率每昼夜不大于5mm。
(四)加强措施及其他
1)铺设土工格栅
土工格栅具有抗拉强度高、伸长率低,不易变形等特点,其全面与土体接触,大大增加了与土体的摩擦,有力约束土体的侧向位移,土工格栅网格与粗颗粒填料结合,其最优的镶嵌作用最大限度地提高了加宽路基的承载能力和稳定性。在加宽路段中的铺设,可以增加新旧路基的结合,增大结合部抗剪能力,防止新路基的沉降对老路基的破坏,从而达到稳定新旧路基不均匀沉降的效果。
铺设前平整场地,清除杂物、石块等。认真对下承层进行场地平整,然后在平整的下承层上按垂直线路的方向全断面铺设。铺设土工格栅时,保持其连续性,不要出现扭曲,折皱、重叠的现象,特别要避免尽量拉伸。为保持土工格栅的整体性,施工中土工格栅的连接采用绑扎锚固法。
铺设前先铺设时,将土工格栅铺设平顺并紧贴下承层,长度不够路基宽度时,搭接缝尽可能靠近路基中部,不能设在路堤边坡范围内,土工格栅应直铺设到边坡侧沟内,土工格栅上下层间接缝应错开不少于0.5m。土工格栅的搭接采用尼龙绳邦扎,其搭接长度符合规范要求。
填筑材料采用土料,填料中不得含有角砾石,以免对土工格栅造成损坏。填筑时,填料从一端向另一端依次卸料,用轻型推土机初步平整,然后用平地机平整,每层厚度控制在30cm之内,用振动压路机碾压。
土工格栅铺设宽度根据加宽宽度进行,但新旧路基铺设宽度不应少于1.5m。条件许可情况下可采用长60cm¢12钢筋进行锚固,并进行注浆,钢筋穿越新旧路基土层,对抗剪起积极作用。土工格栅可优先考虑使用钢塑双向土工格栅,但其伸长率应小于4%,抗拉强度应大于45kN/m,锚固间距及搭接宽度与普通施工同。土工格栅铺设完毕后,及时进行填筑,防止其受阳光直接暴晒。
2)冲击夯实
路基的本体沉降主要与路基本身的压实度有很大关系,进行充分冲击,使其紧密结合,形成一个整体,使路基本体和地基的沉降都达到最小,以减小路基的沉降,减少或避免新老路基结合部纵向裂缝的产生。由此,可选择冲击碾压(夯实)的方法,对路基进去补强。冲击碾压施工可提高加宽路基的压实度,使新旧路基很好地结合在一起结合成一个整体,增加其极限抗剪强度,使路基本体沉降减到最小以便使其沉降系数减小;冲击碾压另可避免结合部因碾压不足出现软弱的滑动层。
路基施工的机械碾压很难达到规范要求的96%的压实度,使用冲击夯实可使压实度达到98%。施工技术较为成熟的压路机(强夯机),机械作业时牵引机带动压实机压实轮滚动,压实轮轮廓非圆曲线对地表施以揉压--碾压--冲击的综合作用,使土体从上部至下部深层随着压力波的传递得到压实。严格控制新老路基结合带的压实度,对新老路基过渡路段和施工死角用打夯机分层填筑压实。
在施工前选择有代表性的路段进行试验,对机械的行走速度、影响深度、沉降量、行走遍数等进行总结。以往经验为:采用25t对深度为1.0m(4层)填方段路基冲碾补压,5~7遍是合适的,补压效果也是明显的;通过采用冲击式压路机对路基进行冲碾补压施工,使路基压实度得到提高,加速路基沉降,最大限度地缩短了路基自然沉降的时间,有效地减少了路基的沉降变形,对新老路基的结合起到了良好的作用。
3)水泥浆喷桩
①工艺性试桩:在正式施工前必须按设计进行工艺性试桩,根据设计要求确定施工参数与工艺,公路工程每个施工段的试桩不宜少于5根。试桩成功后方可进行水泥土搅拌桩的大面积施工。
②施工工艺:水泥土搅拌桩采用“湿法”进行施工,即喷水泥浆。施工工艺为两喷四搅或三喷四搅(钻头提升或下沉全桩搅拌一次称为“一搅”,提升或下沉时全桩喷水泥浆一次称为‘一喷”),可根据工程成桩检测情况定具体施工工艺,搅拌提升(下沉)速度<1.0m/min,不论任何土层,其搅拌次数不应少于4次,喷浆次数不应少于2次。
③施工步骤:
搅拌机械就位、调平→搅拌下沉至设计加固深度→边喷浆、边搅拌提升直至预定的停浆面→边喷浆重复搅拌下沉至设计加固深度→根据设计要求,喷浆或仅搅拌提升直至预定的停浆面→关闭搅拌机械。
④路堤下水泥土搅拌桩施工时,直接喷搅至地表;构造物基础下停浆面应高于设计标高0.3~0.5m,开挖时应将顶部施工质量差的桩段用人工挖除,严禁采用机械直接开挖至桩顶标高。
⑤施工桩长应根据设计要求、地质情况和终搅电流值(I=60~70A)综合控制,确保桩体穿透软土层进入持力层0.5m。
⑥搅拌桩经检查合格后,人工平整场地,开始施工桩顶褥垫层。
(五)沉降观测及效果
为了预测沉降趋势,及时发现问题和校验理论,对路堤施工实行动态观测,检测点选择在有代表性的位置进行。对沉降和裂缝观测在填筑完成后第一个月每层每4天进行一次,第二个月每15天观测一次。其后视实际中沉降量大小增减检测频率,并要求现场施工人员每天查看填筑后没有发现明显的纵向裂缝产生,并及时汇报,以做出相关的措施。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。