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1工程概况
某二级公路工程,全长81.5215km,该段路地形相对开阔平缓,总体上填挖不太大,深挖高填不大。本段查明软弱土7段,但规模不大,软弱土厚度一般0.5~1.4m不等。本段软基是主要的工程地质问题,本段工程地质条件基本良好。
2 路基设计原则、路基断面布置
本项目的路基设计按照《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)及其他相关技术规范、规程等,对公路沿线地质、水文、地形、地貌、气象、地震等自然条件进行全面调查研究,充分搜集路基设计所需的资料。遵循因地制宜、就地取材、以防为主、防治结合、安全经济、造型美观、顺应自然、与环境景观相协调的原则。
坚持“不破坏就是最大的保护”原则,达到与周边环境的协调统一;灵活采用路基断面型式,尽可能降低填挖高度,减少占用土地数量;采用新技术、新材料、新工艺进行路基排水、防护、弃土等的综合设计,加强环保与水保设计;路基设计与涵洞布设综合考虑,确保排水畅通。
本合同按双车道二级公路建设,一般路段采用整体式路基。主线路基宽度为10m,其中行车道宽3.5m,硬路肩宽0.75m,土路肩宽0.75m,路面横坡2.0%,土路肩横坡2.0%,并用浆砌片石硬化。
路基设计标高位于超高加宽前的路基边缘,旋转轴位于超高加宽前的行车道边缘,鉴于该项目不经常通行集装箱半挂车,故采用第二类加宽值,加宽过渡按正比例方式变化。
3 路基设计
3.1 填方路基
填方边坡:路基填方边坡坡度根据路基填料种类、边坡高度和基底工程地质条件,并经水文地质及工程地质勘察后确定。一般路基(边坡高度<20m)边坡坡率,根据路基填土高度分段:自上而下,0m~10m边坡坡率为1:1.5;10m处设2m平台,次级边坡坡率为1:1.75。
半填半挖路基设计:对于半填半挖路基,为了减小路基纵向、横向的不均匀沉降,挖方路基部分在路槽下超挖80cm后再以土方回填,路基纵向填挖交界处超挖处理渐变长度不小于15.0m;对于填方路基部分,当地面坡度陡于1:5时,基底开挖台阶,台阶宽度不小于2.0m,底部向内倾斜2%~4%。为了减小地下水对路基的破坏,在填挖交界处设置横向渗沟,并与挖方路段纵向渗沟连接共同排除地下水。
基底处理:路堤填筑前,对基底表层碾压密实,在一般土质地段,基底的压实度(重型)不小于90%;在稻田、湖塘等地段,采取排水、应清除淤泥、腐植土及耕植土,清除厚度通过调查资料确定。
经过水塘或水库地段时,路堤高于设计水位0.5m以下范围内采用不易风化的片块石填筑,按浸水路堤要求进行综合设计。
过湿地段,应视具体情况采取换填或其他有效措施处理。
3.2 挖方路基
土质边坡根据边坡高度﹑土的湿度﹑密实度﹑地下水﹑地面水的情况﹑土的成因类型及生成年代﹑既有人工边坡及自然边坡稳定状况等因素确定。岩石挖方边坡综合考虑岩性、构造裂隙产状与路线关系、岩体风化程度、力学性质和开挖高度,以及地下水﹑地面水、既有人工边坡和自然边坡稳定状况,并兼顾地貌、土石方平衡等因素确定(见表1)。
表1 边坡
岩土类别 一级边坡 二级边坡 三级以上边坡(含三级)
高度 坡度 平台宽度 高度 坡度 平台宽度 高度 坡度 平台宽度
土质边坡 10 1:1~1:1.5 2 10 1:1~1:1.5 2 10 1:1.5~1:2 2
岩质边坡 10 1:0.3~1:1 2 10 1:0.3~1:1 2 10 1:0.5~1:1.5 2
表2 过渡路基设计
每侧长度 底部处理长度 上部处理长度 备注
(m) (m)
桥梁 ≥4m >(3+2H) 含桥台锥坡,且需超长压实0.3m,H为台后路堤高度
4 填方地基表层处理
路基设计时对填方(非软弱地基)路段考虑平均清除地表树根、草皮、腐植土,清表后应在填筑前进行夯实;若基底松散土层厚度大于清表厚度时,应翻挖再回填分层压实;若基底松散土层厚度不大于清表厚度,可直接压实。
堰塘地段的路基,视情况采用清於换填、排水晾晒等处理措施,若堰塘被路基部分占用,则应回填碎石土或其它透水性材料至地面齐平,若堰塘被路基全部占用,则回填一般路基填料至地面齐平即可。
地面横坡小于1:5时,清除表土并对原地面进行碾压。
地面横坡为1:5~1:2.5时,原地面挖台阶,台阶宽度不小于3.0m,并设置向内侧的3%的坡度。当基岩面上的覆盖层较簿时,宜先清除覆盖层再挖台阶;当覆盖层较厚且稳定时,可予保留。台阶挖成向内不小于2%坡度。
地面横坡陡于1:2.5时,除按前述挖台阶外,还应铺设一定量的单向土工格栅以增强路基稳定性,局部路段设置支挡工程。路基施工过程中,若路堤基底范围内地表水或地下水影响路基稳定时,应采取拦截、引排等措施,或在路堤底
部填筑不易风化的片石、块石碎石或砂砾等透水性材料。
设计中换填所用碎石土是指粒径为2~15cm 颗粒含量为50%~70% 的土石混合料,当把开挖风化料作为碎石土使用时,除满足上述颗粒组成的要求外,还要求风化碎石的强度不小于15Mpa,并应具有较低的水敏性。填石路堤和土石混填路堤的基底处理同填土路堤。
5 零填路基及土质路堑
当填方高度小于1.5m时视为零填路堤,应对上、下路床范围内的填料或表土进行处理,使压实度达到路堤相应填筑范围规定的要求,当表土强度、满足且含水量适当时,可直接填筑压实;当表土最小强度不能满足要求或含水量较大时,应对表土采取换填处理。当挖方路基路床为土层、CBR强度不符合规定要求或路床含水量过大难以压实时,必须对路面结构层以下土基进行处理,处理方式、压实度及填料最小强度要求与零填路基一致。
6 路桥(涵)过渡路基设计
为了减少路基在构造物两侧产生不均匀沉降,减少桥头跳车现象等路桥(涵)过渡路基不均匀沉降产生的病害,提高公路行驶的舒适性,对构造物两侧路基填筑进行特殊要求。桥涵台背后路基处理范围如下:
从填方基底或涵洞顶部至路床顶面压实度均为96%,填料要求采用碎石土或透水性土,回填土应分层填筑并严格控制含水量,分层松铺厚度不宜大于15cm,应严格控制台背填土压实度,加强该范围的压实度抽检频率,压实机压不到的地方应采用小型机械或人工反复夯实(见表2)。
7 特殊路基设计
7.1软弱地基
对于有一定填土高度的路堤,在地基软弱土体中易产生剪切滑動致使路堤失稳,或产生过大的工后沉降变形。
沟谷沿线局部分布软弱地基,路线沿线地表水富集区和岩溶洼地内也有软(弱)土零星分布。成分以软塑~流塑状粘土、亚粘土、砂土、亚砂土为主,为水田耕作层,厚度较薄,下伏基岩以泥岩、砂岩为主,承载力较高。浅层软基原则上采取浅层换填方式处治,首先清除表层流塑~软塑耕作土,换填承载力较高的碎石、碎石土,路基填筑前设置必要的横向排水盲沟排除地下水。深层软基根据软弱土层厚度及其路堤填筑高度,通过路堤沉降和稳定初步验算,视具体情况分别采取路堤底部设置片石排水沟、利用路基开挖石方换填、路堤两侧设置反压护道、碎石桩及铺设土工格栅等措施处治。
7.2滑坡/崩塌
本项目滑坡一般为斜坡堆积的残坡积层,厚度不一,一般由粉质黏土含块石、碎石组成,下伏泥岩、泥质分砂岩。
表土在地下水作用下可能顺坡面滑动。对于滑动面较浅、规模较小的滑坡原则上采取清除的措施进行处治,对于滑动面较深、规模较大的滑坡则通过设置支撑盲沟排除坡面水、路基底部设置纵横向盲沟、路基左右两侧设置桩板墙支挡路基的方式进行处治。
8 路基压实标准与压实度及填料强度要求
采用重型标准分层压实,路基压实标准及填料强度要求见表3。
表 3
项目分类 路面底面以下深度(cm) 填料最小强度(CBR值)(%) 压实度(%) 填料最大粒径(cm)
一级 二级 一级 二级
填方路基 上路床 0~30 8 6 ≥96 ≥95 10
下路床 30~80 5 4 ≥96 ≥95 10
上路堤 80~150 4 3 ≥94 ≥94 15
下路堤 150以下 3 2 ≥93 ≥92 15
零填及路堑路床 0~30 8 6 ≥96 ≥95 10
30~80 5 4 ≥96 ≥95 10
9 结束语
目前,该公路已经施工完毕,有关部门对路基进行了质量检测,特别是特殊路段的路基,检测结果表明实际检测结果满足设计要求。工程完工后专家对公路地基工程进行了技术经济分析,工程建设经济效益明显。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
某二级公路工程,全长81.5215km,该段路地形相对开阔平缓,总体上填挖不太大,深挖高填不大。本段查明软弱土7段,但规模不大,软弱土厚度一般0.5~1.4m不等。本段软基是主要的工程地质问题,本段工程地质条件基本良好。
2 路基设计原则、路基断面布置
本项目的路基设计按照《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)及其他相关技术规范、规程等,对公路沿线地质、水文、地形、地貌、气象、地震等自然条件进行全面调查研究,充分搜集路基设计所需的资料。遵循因地制宜、就地取材、以防为主、防治结合、安全经济、造型美观、顺应自然、与环境景观相协调的原则。
坚持“不破坏就是最大的保护”原则,达到与周边环境的协调统一;灵活采用路基断面型式,尽可能降低填挖高度,减少占用土地数量;采用新技术、新材料、新工艺进行路基排水、防护、弃土等的综合设计,加强环保与水保设计;路基设计与涵洞布设综合考虑,确保排水畅通。
本合同按双车道二级公路建设,一般路段采用整体式路基。主线路基宽度为10m,其中行车道宽3.5m,硬路肩宽0.75m,土路肩宽0.75m,路面横坡2.0%,土路肩横坡2.0%,并用浆砌片石硬化。
路基设计标高位于超高加宽前的路基边缘,旋转轴位于超高加宽前的行车道边缘,鉴于该项目不经常通行集装箱半挂车,故采用第二类加宽值,加宽过渡按正比例方式变化。
3 路基设计
3.1 填方路基
填方边坡:路基填方边坡坡度根据路基填料种类、边坡高度和基底工程地质条件,并经水文地质及工程地质勘察后确定。一般路基(边坡高度<20m)边坡坡率,根据路基填土高度分段:自上而下,0m~10m边坡坡率为1:1.5;10m处设2m平台,次级边坡坡率为1:1.75。
半填半挖路基设计:对于半填半挖路基,为了减小路基纵向、横向的不均匀沉降,挖方路基部分在路槽下超挖80cm后再以土方回填,路基纵向填挖交界处超挖处理渐变长度不小于15.0m;对于填方路基部分,当地面坡度陡于1:5时,基底开挖台阶,台阶宽度不小于2.0m,底部向内倾斜2%~4%。为了减小地下水对路基的破坏,在填挖交界处设置横向渗沟,并与挖方路段纵向渗沟连接共同排除地下水。
基底处理:路堤填筑前,对基底表层碾压密实,在一般土质地段,基底的压实度(重型)不小于90%;在稻田、湖塘等地段,采取排水、应清除淤泥、腐植土及耕植土,清除厚度通过调查资料确定。
经过水塘或水库地段时,路堤高于设计水位0.5m以下范围内采用不易风化的片块石填筑,按浸水路堤要求进行综合设计。
过湿地段,应视具体情况采取换填或其他有效措施处理。
3.2 挖方路基
土质边坡根据边坡高度﹑土的湿度﹑密实度﹑地下水﹑地面水的情况﹑土的成因类型及生成年代﹑既有人工边坡及自然边坡稳定状况等因素确定。岩石挖方边坡综合考虑岩性、构造裂隙产状与路线关系、岩体风化程度、力学性质和开挖高度,以及地下水﹑地面水、既有人工边坡和自然边坡稳定状况,并兼顾地貌、土石方平衡等因素确定(见表1)。
表1 边坡
岩土类别 一级边坡 二级边坡 三级以上边坡(含三级)
高度 坡度 平台宽度 高度 坡度 平台宽度 高度 坡度 平台宽度
土质边坡 10 1:1~1:1.5 2 10 1:1~1:1.5 2 10 1:1.5~1:2 2
岩质边坡 10 1:0.3~1:1 2 10 1:0.3~1:1 2 10 1:0.5~1:1.5 2
表2 过渡路基设计
每侧长度 底部处理长度 上部处理长度 备注
(m) (m)
桥梁 ≥4m >(3+2H) 含桥台锥坡,且需超长压实0.3m,H为台后路堤高度
4 填方地基表层处理
路基设计时对填方(非软弱地基)路段考虑平均清除地表树根、草皮、腐植土,清表后应在填筑前进行夯实;若基底松散土层厚度大于清表厚度时,应翻挖再回填分层压实;若基底松散土层厚度不大于清表厚度,可直接压实。
堰塘地段的路基,视情况采用清於换填、排水晾晒等处理措施,若堰塘被路基部分占用,则应回填碎石土或其它透水性材料至地面齐平,若堰塘被路基全部占用,则回填一般路基填料至地面齐平即可。
地面横坡小于1:5时,清除表土并对原地面进行碾压。
地面横坡为1:5~1:2.5时,原地面挖台阶,台阶宽度不小于3.0m,并设置向内侧的3%的坡度。当基岩面上的覆盖层较簿时,宜先清除覆盖层再挖台阶;当覆盖层较厚且稳定时,可予保留。台阶挖成向内不小于2%坡度。
地面横坡陡于1:2.5时,除按前述挖台阶外,还应铺设一定量的单向土工格栅以增强路基稳定性,局部路段设置支挡工程。路基施工过程中,若路堤基底范围内地表水或地下水影响路基稳定时,应采取拦截、引排等措施,或在路堤底
部填筑不易风化的片石、块石碎石或砂砾等透水性材料。
设计中换填所用碎石土是指粒径为2~15cm 颗粒含量为50%~70% 的土石混合料,当把开挖风化料作为碎石土使用时,除满足上述颗粒组成的要求外,还要求风化碎石的强度不小于15Mpa,并应具有较低的水敏性。填石路堤和土石混填路堤的基底处理同填土路堤。
5 零填路基及土质路堑
当填方高度小于1.5m时视为零填路堤,应对上、下路床范围内的填料或表土进行处理,使压实度达到路堤相应填筑范围规定的要求,当表土强度、满足且含水量适当时,可直接填筑压实;当表土最小强度不能满足要求或含水量较大时,应对表土采取换填处理。当挖方路基路床为土层、CBR强度不符合规定要求或路床含水量过大难以压实时,必须对路面结构层以下土基进行处理,处理方式、压实度及填料最小强度要求与零填路基一致。
6 路桥(涵)过渡路基设计
为了减少路基在构造物两侧产生不均匀沉降,减少桥头跳车现象等路桥(涵)过渡路基不均匀沉降产生的病害,提高公路行驶的舒适性,对构造物两侧路基填筑进行特殊要求。桥涵台背后路基处理范围如下:
从填方基底或涵洞顶部至路床顶面压实度均为96%,填料要求采用碎石土或透水性土,回填土应分层填筑并严格控制含水量,分层松铺厚度不宜大于15cm,应严格控制台背填土压实度,加强该范围的压实度抽检频率,压实机压不到的地方应采用小型机械或人工反复夯实(见表2)。
7 特殊路基设计
7.1软弱地基
对于有一定填土高度的路堤,在地基软弱土体中易产生剪切滑動致使路堤失稳,或产生过大的工后沉降变形。
沟谷沿线局部分布软弱地基,路线沿线地表水富集区和岩溶洼地内也有软(弱)土零星分布。成分以软塑~流塑状粘土、亚粘土、砂土、亚砂土为主,为水田耕作层,厚度较薄,下伏基岩以泥岩、砂岩为主,承载力较高。浅层软基原则上采取浅层换填方式处治,首先清除表层流塑~软塑耕作土,换填承载力较高的碎石、碎石土,路基填筑前设置必要的横向排水盲沟排除地下水。深层软基根据软弱土层厚度及其路堤填筑高度,通过路堤沉降和稳定初步验算,视具体情况分别采取路堤底部设置片石排水沟、利用路基开挖石方换填、路堤两侧设置反压护道、碎石桩及铺设土工格栅等措施处治。
7.2滑坡/崩塌
本项目滑坡一般为斜坡堆积的残坡积层,厚度不一,一般由粉质黏土含块石、碎石组成,下伏泥岩、泥质分砂岩。
表土在地下水作用下可能顺坡面滑动。对于滑动面较浅、规模较小的滑坡原则上采取清除的措施进行处治,对于滑动面较深、规模较大的滑坡则通过设置支撑盲沟排除坡面水、路基底部设置纵横向盲沟、路基左右两侧设置桩板墙支挡路基的方式进行处治。
8 路基压实标准与压实度及填料强度要求
采用重型标准分层压实,路基压实标准及填料强度要求见表3。
表 3
项目分类 路面底面以下深度(cm) 填料最小强度(CBR值)(%) 压实度(%) 填料最大粒径(cm)
一级 二级 一级 二级
填方路基 上路床 0~30 8 6 ≥96 ≥95 10
下路床 30~80 5 4 ≥96 ≥95 10
上路堤 80~150 4 3 ≥94 ≥94 15
下路堤 150以下 3 2 ≥93 ≥92 15
零填及路堑路床 0~30 8 6 ≥96 ≥95 10
30~80 5 4 ≥96 ≥95 10
9 结束语
目前,该公路已经施工完毕,有关部门对路基进行了质量检测,特别是特殊路段的路基,检测结果表明实际检测结果满足设计要求。工程完工后专家对公路地基工程进行了技术经济分析,工程建设经济效益明显。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。