浅谈路基工程在城市道路中的重要性

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  摘要:城市道路是指通达城市的各地区,供城市内交通运输及行人使用,便于居民生活、工作及文化娱乐活动,并与市外道路连接负担着对外交通的道路。路基介于路面和地基之间起到传递路面上的荷载到地基的作用,路基的好坏直接会影响到路面的使用。因此在城市道路工程施工过程中,路基工程是十分重要的。
  关键词:城市道路 路基 重要
  1、绪论
  城市道路路基是路面的基础,也是道路结构层的重要组成部分。路基的强度和稳定性是保证路面强度和稳定性的基本条件。如果保证了路基的强度和稳定性对路面结构层的稳定性将起到根本性的保证作用,否则尽管路面机构做的再好,也会出现早期破坏,缩短维修周期,造成经济上的浪费和社会效益的损失。
  1.1 路基在城市道路工程中的作用
  路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,是路面的基础,主要承受路面重量及由路面传递下来的行车荷载与行人荷载,是城市道路的重要组成部分,它贯穿城市道路全线,与桥梁、隧道相连,构成城市道路的主体。
  作为城市道路的主体,除承受路面的重量、行车和行人荷载以外,还受水流、雨雪、冰冻、风沙的侵袭。因此。路基本体必须坚实、稳固,具有足够的强度和耐久性,能抵抗各种自然因素的侵害。
  此外,由于城市道路地下管线多,故路基不仅为路面及道路附属设施施工提供场地,而且为地下管线施工提供场所,并对各种地下管线设施起到重要的保护作用。
  1.2 路基工程特点
  准备期短,开工急;施工场地狭窄,动迁量大;地下管线复杂;各方关系复杂;质量控制难度大;地址条件影响大。
  1.3 对路基的基本要求
  具有足够的强度、具有足够的整体稳定性和具有足够的水温稳定性。
  2、路基工程的基本内容
  2.1 路基设计
  包括以下两个方面的内容:
  ①设计路基横断面形状、尺寸和边坡度;
  ②进行边坡防护、加固设计及地基加固设计。
  2.2 路基施工
  施工是实现项目设计的意图,修筑满足预定使用性能要求的路基和路面结构物。
  ①准备工作。在正式开工前进行组织、技术、物质和现场方面的准备工作,包括落实和培训施工队伍,会审和现场核对设计图纸,恢复定线和进行施工测量,编制施工组织设计和工程预算,准备所需材料和机具设备,准备施工现场和保证供水、供电和便道运输条件等。
  ②修筑路基构造物。其主要内容为土方和石方作业,包括土石方的开挖、运输、填筑、压实和修整等环节。同时,还有坡面防护、只当结构物或地基加固处理等项工作。
  ③按施工规程和进度要求进行施工管理,并对施工质量进行控制、检查和验收。
  3、路基的防护与加固
  3.1 路基防护与加固分类
  路基防护与加固工程设施,按其作用不同,可以分为边坡坡面防护、沿河、滨海路提的冲刷防护、支挡结构物及是软地基加固四类。
  3.1.1 坡面防护
  坡面防护主要用于防护易受自然因素而受破坏的土质与演示边坡。常用类似有植物防护(种草、铺草皮、植树等)和矿料防护(抹面、喷浆、勾缝、石砌护面等)两大类。
  3.1.2 冲刷防护
  冲刷防护勇于防护水流对路基的冲刷与淘刷,按其功能不同,可分为直接按规划和间接防护两类。直接防护是采用植树、铺石、抛石、石笼等措施,保护沿河路堤、河滩路堤、桥头引道路堤等的边坡和坡脚,免受水的直接冲刷与淘刷。间接防护主要指设置导治结构物,如丁坝、顺坝、防洪堤、拦水坝等,必要是进行疏浚河床、改变河道,以改变水流流速、流向和流态,避免或减缓水流对路基的直接破坏作用。
  3.1.3 支挡结构物
  支挡结构物是用于防止路基边形,支挡路基本体或路基本体性状有关的周围土体稳定的工程结构物,常用的类型有路基边坡支撑(挡土墙、土垛、石垛、及其他具有承重作用的构造物)和堤岸支挡(沿河驳岸、浸水挡土墙)。驳岸与浸水挡土墙主要区别在于,前者主要起防水作用,后者既防水,又兼起支挡路基土体测验力的作用。
  3.1.4 软湿地基加固
  软湿地基加固是指用各种有效措施处治天然含水率、空隙比大、压塑性高、承载力低的湿软地基,以防止路基沉陷、滑移或发生其他病害。
  4、土质、石质路基与土石混填路基施工
  4.1 土质路基施工方法(主要几种)
  水利机械化施工:运用水泵、水枪等水利机械,挖掘比较松散的土层或进行软土地基加固的钻孔工作等,它是机械化施工的一种,需有充足水源和电源。
  爆破法施工:是开挖岩石路堑的基本方法,主要用来震松岩石、坚土、冻土或采集史料。是道路施工特别是山区道路施工不可缺少的施工方法。
  综合机械化施工:采用推土机、铲运机、平地机、挖掘机、压路机及松土机等施工机械联合作业,可以极大地提高劳动生产率,加快施工进度,提高工程质量,降低工程造价,保证施工安全,是加速道路艰涩,实现道路施工现代化的根本途径。
  4.2 填石路堤的施工要求
  ①填石路堤的石料强度不应小于15MPa(用于护坡的不应小于20MP)。填石路堤石料最大粒径不宜超过层厚的2/3.
  ②分层松铺厚度:高速公路及一级公路不宜大于0.5m;其他公路木宜大于1.0m。
  ③填石路堤倾填前,路堤边坡坡脚应用料径大于30cm的硬质石料码砌。当设计无规定时,填石路堤高度小于或等于6m时,其码砌厚度不应小于1m;当高度大于6m时,码砌厚度不应小于2m。
  ④逐层填筑时,应安排好石料运输路线,专人指挥,按水平分层,先低后高、先两则后中央卸料,并用大型推土机摊平。个别不平处应配合人工用细石块、石屑找平。   ⑤当石块级配较差、粒径较大、填层较厚、石块间的空隙较大时,可于每层表面的空隙里扫入石渣、石屑、中、粗砂,再以压力水浆砂冲如下部,反复数次,使空隙填满。
  ⑥人工铺填粒径25cm以上石料时,应先铺填大块石料,大面向下,小面向上,摆平放稳,再用小石块找平,石屑塞缝,最后压实。人工铺填块经25m以下石料时,可直接分层摊铺,分层碾压。
  ⑦填石路堤的填料如其岩性相差较大,则应将不同岩性的填料分层或分段填筑。如路堑或隧道基岩为不同岩种互层,允许使用挖出的混合石料填筑路堤,但石料强度、粒径应符合上述规定。
  ⑧用强风化石料软质岩石填筑路堤时,应按土质路堤施工规定先检验其CBR值是否符合要求,CBR值不符合要求时不得使用,符合使用要求时应按土质筑堤的技术要求施工。
  ⑨高速公路及一级公路填石路堤路床顶面以下50cm范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实,填料最大粒径不得大于10cm。其他公路填石路堤路床顶面以下30cm范围内宜填筑符合路床要求的土并压实,填料最大粒径不应大于15cm。
  4.3 土石混填路基施工
  土石路堤不得采用倾填方法,均应分层填筑、分层压实,每层铺填厚度应视压实机械类型和规定确定,但不宜超过40cm。应分层或分段填筑,一般不宜纵向分幅填筑。当土石混合料中石料含量超过70%时,应先铺填大石块料,大面向下,放置平稳,再铺小块石料、石渣或石屑等嵌缝找平,然后碾压密实,当石料含量小于70%时,土石混合铺填,但应消除硬质石块集中的现象。
  5、路基病害处治
  5.1 路基病害的种类及成因
  5.1.1 路基的沉陷
  ①路堤的沉落
  因填料选择不当,填筑方法不合理,压实不足,在荷载、水温的综合作用下,堤身可能向下沉陷。
  ②地基的沉陷
  原地面为软弱上层,如泥沼、流沙或垃圾堆积等,浇筑前未经换土或压实,发生地基下沉、侧面剪裂凸起,引起路堤下陷。
  5.1.2 翻浆
  翻浆是指在冻胀性土的路段,在冬季,地下水分连续向上凝集、冻结成冰,导致春融期间,土基含水率过大,强度急剧降低,在行车作用下路面发生强簧、裂缝、鼓包、冒泥等现象。
  5.1.3 滑坡
  滑坡的成因很多,主要由水害引起的。因此,重视导水、排水是防止滑坡的主要措施。滑坡的主要类型有:1.堆积层滑坡2.残积层滑坡3.黄土滑坡4.粘性土滑坡5.破碎岩体滑坡。
  5.1.4 坍方
  路基的坍方是山区常见的路基病害,根据其形成的条件及原因一般可分为:剥落、碎落、滑坍和崩塌等形式。
  5.1.5 泥石流
  泥石流是一种突发性的,含大量泥沙、石块和居砾的固液两相流体。泥石流对路基的危害主要是通过堵塞、淤埋、冲刷、撞击等造成的,也可通过压缩、堵塞河路是市委骤升,淹没上游沿河路基,或者迫使主河槽改道,引起对岸的冲刷,造成间接水毁。
  5.2 路基病害的处治方法
  5.2.1 路基沉陷的处治方法
  ①换土法:换土法是先将路基一定发尾内的送团图挖去,然后回填分层夯实的沙砾石或素土等强度较高的填土材料。
  ②粉喷桩法:粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式,也叫加固土桩。深层搅拌法是加固饱和软黏土地基的一种新颖的方法,他是利用水泥,石灰等材料作为固化剂的主剂,提高特制的搅拌机械就地将软土和固化剂(浆液状和粉体状)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理、化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。粉喷桩就是采用粉体状固化剂来进行软基搅拌处理的方法。
  ③灌浆法:灌浆法的实质是用气压、液压或电化学原理,把某些能固化的浆液注入天然的和人为的裂缝或孔隙,以改善各种介质的物理力学性质。
  5.2.2 翻浆处治
  ①挖换法:把翻浆路段上的土挖出来,挖到稳定土层,然后把挖出来的土摊在路肩翻晒再填回去,或换铺一层水隐性较佳的土壤。此法适用于翻浆较严重的路段。
  ②掺石灰:在翻浆土路段上,撒铺石灰,并用木棍或木榔头捣夯,使石灰进入路基里面去。此法可用于路基已经翻浆破坏了的路段。
  ③换铺粒料:挖除稀泥以碎石、碎砖或炉渣等粒料,表面整平后直接通车,或在下面填上一层干土,再铺上粒料,垫平后再通车。此法也是用于翻浆严重地段。
  ④挖渗水坑:在翻浆路段的中心线上,顺路向每隔4~6m挖一个圆坑,其直径为30~40cm,坑深要挖到冻土层以下10cm左右,以便把融化的冰水引聚到坑内,再加以掏除。此法适用于土路基层渗透性较好的路段,但要设立交通安全标志,以保行车安全。
  ⑤提高路基:根据实际情况加高路基,使路基上部土层远离地下水或地表积水。路基加高的数值,应根据当地冻土深度、路基土质和水文情况,以路基最小填土高度或临界高度的方法确定,以保证路基处于干燥状态。此法适用于平原区的土路和其他地区取土较易的路段。
  ⑥设置不透水隔离层:用经过沥青结合处理的土做成厚2~3cm的不透水隔离层,用油毛毡则为2~3层,或用不易老化的特别塑料薄膜铺在路基全宽上,做贯通式,或只做到路面边缘50~60cm处的不贯通式。
  5.2.3 滑坡的防治
  ①排水:滑坡体上以及以外的地表水,应拦截引离,可采用截水沟、明沟、渗沟等排水构造物;地下水可采用支撑渗沟、边坡渗沟及截水渗沟等措施。
  ②减重:在滑坡体后缘挖除一定数量的滑体,以减小滑体的下滑力。此法与其他方法配合使用。减重的弃土,应尽量堆填于滑坡前缘,以稳定滑坡;减重后的坡面,应注意平整、排水及防渗。
  ③支挡措施:根据滑坡性质可采用干砌石垛、重力式防护挡土墙、锚杆及加劲挡土墙等构造物进行处理。
  5.2.4 崩塌的防治
  ①加固边坡:对于土质路基,可采用种草或植树;对于风化的软质岩层,可修建干砌或浆砌片石护墙。同时,还应及时清除滑塌的土石方。
  ②拦截构造物:在小型崩塌地段,若基岩破坏严重,可采用落石平台、落石槽、拦石堤、拦石墙等构造物。
  ③支挡构造物:支挡构造物主要防治公路上方的危岩、危石等,应根据地形和岩层情况,采取嵌补、支项、支护、支撑等构造物。
  5.2.5 泥石流的防治
  ① 水土保持措施:在易发生泥石流地区植树造林,平整填洼,修筑截水沟、边坡渗沟等排水工程,设置支挡工程。
  ② 跨越措施:以桥梁、涵洞、明洞、渡槽等形式跨越泥石流区域。
  6、结论
  市政道路路基施工技术难度不大,但由于施工场地狭小,交通流量影响大,且工艺比较复杂,因此,在施工中会遇到各种各样不同的环境条件的制约。所以,要始终坚持技术标准,注意加强施工管理,强化质量意识,就一定会提高路基路面的耐久性。
  参考文献
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