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摘要:路基作为道路的基础,在公路工程中起着重要作用。公路路基施工阶段要严格把关,把公路的基础处理好是建筑一条高质量公路的前提条件。本文主要就公路路基的相关施工技术进行了分析,为公路路基施工工作提供了依据。
关键词:公路路基;施工处理;注意事项
一、公路路基的填压
1.1公路路基填料。规范规定了路基填料的选用条件。路基填料的最大粒径和最小强度给予了量化的标准,我们采用CBR值来表达路基土的强度。当路基填料低于规定要的最小强度时,我们可以在路基材料中添加粗粒里料、或者运用石灰等稳定材料处理。假如,相关部门没有规定对其它等级公路铺筑高级路面时,也要采用高速公路和一级公路的规定值(路面以下0-30cm的路基填料CBR>8)。
1.2公路路基压实。当前路基施工,普遍采用了大吨位的压路机,碾压效果有了明显的改善。对于提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其压实度必须≥95%,对其它等级公路当铺筑高级路面时,其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。此外,还增加了对路堤基底的压实度不宜小于93%的规定。随着路基施工技术进步,对于特殊路基的处理技术也日渐成熟和完善。
二、软土地基处理
针对处理软土地基施工技术:①灰土挤密桩。②轻质路堤。③土工合成材料加固。
2.1灰土挤密桩。当软土地层含水量过大或过小时,采取灰土挤密桩。含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分,或快速成孔浇灌。含水率过小,应预先浸湿加固范围内土层,成孔顺序应先外圈,后里圈,并间隔进行;对已成孔,应防止受水浸湿,且应当天回填夯实;为避免夯打造成缩颈堵塞,应打一孔,填一孔;若桩孔较密,土质松软,应采取间隔跳打夯实。孔填料前应先夯打孔底3锤~4锤;根据试验测定的密实度要求,随填随夯,严格控制下料速度和夯击次数;回填料应拌和均匀,并控制其含水量;每个孔填料用量应与计算用量基本符合。施工中严格按质量评定标准进行抽样检验。
2.2轻质路堤。用轻质材料填筑路堤可减轻对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验。可使路堤自重减轻25%左右。用重型击实试验法测定最大干容重为(9~12)KN/m3。硅钻型粉煤灰粘性小,不具塑性,但液限在64%左右,最佳含水量(37~41)%,有良好的压实性能。粉煤灰路堤边坡表层(1~2)m用粘质土包覆,以稳定边坡和利于长草,路床顶面用粗粒土封闭(厚(0.3~0.5m)。
2.3土工合成材料加固。浅层(一般小于3m厚)的软土地基可采用先在地表铺筑土工布。再填筑路堤,土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用,从而取代常规的置换方法。软土层厚度3m~5m,采用土工布与砂垫层联合处治,排水砂垫层的厚度可由50cm减薄至30cm。也有在路堤下面与地表之间铺设多层土工织物,利用材料的高抗拉强度克服地基的滑动变形来保持稳定,通过控制填土速率,配合超载预压,使地基迅速固结。
三、路桥过渡段的技术处理
3.1级配粗粒料填筑法。为了减少路堤自身的压缩性,降低其工后沉降,可通过在路桥过渡段中填筑强度高、变形小的级配粗粒料,如碎石、沙砾石、水泥石灰稳定沙石土、低标号混凝土等,在保证较高的压实度的前提下,能保证该部位的刚度和变形的均匀过渡。
3.2加筋土路堤法。为了增加路基强度,提高路堤刚度,减小路基变形,在施工中,可在路桥过渡段填埋一定数量的加筋材料,并通过调整拉筋材料的布置间距和为止,将桥背路基与桥梁交界处的台阶式跳跃沉降变成连续斜坡式沉降,从而使路桥过渡段平顺。
3.3钢筋混凝土搭板法。为减少路桥过渡段的刚度差,可在路桥过渡段范围内路基填土上可设置一钢筋混凝土搭板,一端支承在刚性基础桥台,另一端简支于枕梁上,使之行刚柔缓和过渡,从而消除桥头跳车。
3.4轻型材料填筑法。采用轻质材料,如EPS(聚苯乙烯泡沫塑料)、人工气泡混合土(泡沫水泥砂浆)、火山灰、粉煤灰等来填筑桥头路基,可显著减小桥背路堤填料自身的压缩变形,减弱对地基的竖向加载作用,以及对桥台结构的水平压力,从而减少地基的沉降。
四、公路路基排水
公路排水设计应包含以下两个方面的内容:其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及其强度的影响,一般称之为第一类排水;其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外,最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响,减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害,这称为第二类排水。
第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟,排除施工期地表水并降低地下水,同时在路基底部掺加低剂量石灰处理,设置40cm厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。
第二类排水设计一般包括:①通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等,将路表水迅速排出路基以外;②设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管,将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外;③设计泄水孔以迅速排除桥面水;④设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。路面渗水的排水设计:沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物(土工布)组成的路面边缘排水系统。通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限,考虑到排水路径的限制,因此,设计中采用每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。
五、公路路基的施工注意事项
5.1路基施工排水先行。水是形成路基病害的主要因素之一,路基强度和稳定性同水有密切关系。地基浸水降低承载力,填土料过湿,含水量高于最佳含水量时,压实困难。对于影响路基稳定的地下水,即使设计未做出具体方案,承包人也要提出疏导、堵截、隔离等降低地下水位或引导到路基范围之外的工程措施,呈报监理工程师审批,并按监理工程师的指示实施。对于地面水、路基施工前首先做好截水沟、排水沟、盲沟。截断和疏干路基施工范围内的地面水。路堤填筑过程中每个填层都要设排水路拱,及时排除地面雨水。较高填方要做临时排水急流槽,防止雨水冲刷路堤边坡。施工期间的临时排水要与运营阶段的永久排水相结合,与路基同步施工。其要点为路基要稳定,排水应先行,消除水浸害,质量有保证。
5.2重视路基填前清表碾压。地面表层的种植土含有草根和有机杂质,时间长容易腐烂,引起路基沉陷,所以对填方路段和利用挖方段的原地面要清除表土。高速公路、一级公路路基范围内的树根要全部挖掉,坑穴填平夯实,在清理地表后要整平压实。路堤基底原状土的压实度不应小于90%,路堤填土高度小于路床厚度(80cm)时,基底压实度不宜小于95%。路堤基底原状土不符合《公路路基施工技术规范》要求时,要进行换土,且换填深度不小于30cm,或根据地下水、地质等情况确定深度,换填水稳性好的材料,换填土按路堤压实标准压实。其要点为路堤施工先放界,清除表土至边线,填穴整平再压实,路堤稳定不沉陷。
结语:路基施工技术难度不大,但工艺比较复杂。在施工中,会遇到各种各样不同的环境条件的制约,只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。
关键词:公路路基;施工处理;注意事项
一、公路路基的填压
1.1公路路基填料。规范规定了路基填料的选用条件。路基填料的最大粒径和最小强度给予了量化的标准,我们采用CBR值来表达路基土的强度。当路基填料低于规定要的最小强度时,我们可以在路基材料中添加粗粒里料、或者运用石灰等稳定材料处理。假如,相关部门没有规定对其它等级公路铺筑高级路面时,也要采用高速公路和一级公路的规定值(路面以下0-30cm的路基填料CBR>8)。
1.2公路路基压实。当前路基施工,普遍采用了大吨位的压路机,碾压效果有了明显的改善。对于提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其压实度必须≥95%,对其它等级公路当铺筑高级路面时,其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。此外,还增加了对路堤基底的压实度不宜小于93%的规定。随着路基施工技术进步,对于特殊路基的处理技术也日渐成熟和完善。
二、软土地基处理
针对处理软土地基施工技术:①灰土挤密桩。②轻质路堤。③土工合成材料加固。
2.1灰土挤密桩。当软土地层含水量过大或过小时,采取灰土挤密桩。含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分,或快速成孔浇灌。含水率过小,应预先浸湿加固范围内土层,成孔顺序应先外圈,后里圈,并间隔进行;对已成孔,应防止受水浸湿,且应当天回填夯实;为避免夯打造成缩颈堵塞,应打一孔,填一孔;若桩孔较密,土质松软,应采取间隔跳打夯实。孔填料前应先夯打孔底3锤~4锤;根据试验测定的密实度要求,随填随夯,严格控制下料速度和夯击次数;回填料应拌和均匀,并控制其含水量;每个孔填料用量应与计算用量基本符合。施工中严格按质量评定标准进行抽样检验。
2.2轻质路堤。用轻质材料填筑路堤可减轻对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验。可使路堤自重减轻25%左右。用重型击实试验法测定最大干容重为(9~12)KN/m3。硅钻型粉煤灰粘性小,不具塑性,但液限在64%左右,最佳含水量(37~41)%,有良好的压实性能。粉煤灰路堤边坡表层(1~2)m用粘质土包覆,以稳定边坡和利于长草,路床顶面用粗粒土封闭(厚(0.3~0.5m)。
2.3土工合成材料加固。浅层(一般小于3m厚)的软土地基可采用先在地表铺筑土工布。再填筑路堤,土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用,从而取代常规的置换方法。软土层厚度3m~5m,采用土工布与砂垫层联合处治,排水砂垫层的厚度可由50cm减薄至30cm。也有在路堤下面与地表之间铺设多层土工织物,利用材料的高抗拉强度克服地基的滑动变形来保持稳定,通过控制填土速率,配合超载预压,使地基迅速固结。
三、路桥过渡段的技术处理
3.1级配粗粒料填筑法。为了减少路堤自身的压缩性,降低其工后沉降,可通过在路桥过渡段中填筑强度高、变形小的级配粗粒料,如碎石、沙砾石、水泥石灰稳定沙石土、低标号混凝土等,在保证较高的压实度的前提下,能保证该部位的刚度和变形的均匀过渡。
3.2加筋土路堤法。为了增加路基强度,提高路堤刚度,减小路基变形,在施工中,可在路桥过渡段填埋一定数量的加筋材料,并通过调整拉筋材料的布置间距和为止,将桥背路基与桥梁交界处的台阶式跳跃沉降变成连续斜坡式沉降,从而使路桥过渡段平顺。
3.3钢筋混凝土搭板法。为减少路桥过渡段的刚度差,可在路桥过渡段范围内路基填土上可设置一钢筋混凝土搭板,一端支承在刚性基础桥台,另一端简支于枕梁上,使之行刚柔缓和过渡,从而消除桥头跳车。
3.4轻型材料填筑法。采用轻质材料,如EPS(聚苯乙烯泡沫塑料)、人工气泡混合土(泡沫水泥砂浆)、火山灰、粉煤灰等来填筑桥头路基,可显著减小桥背路堤填料自身的压缩变形,减弱对地基的竖向加载作用,以及对桥台结构的水平压力,从而减少地基的沉降。
四、公路路基排水
公路排水设计应包含以下两个方面的内容:其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及其强度的影响,一般称之为第一类排水;其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外,最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响,减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害,这称为第二类排水。
第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟,排除施工期地表水并降低地下水,同时在路基底部掺加低剂量石灰处理,设置40cm厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。
第二类排水设计一般包括:①通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等,将路表水迅速排出路基以外;②设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管,将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外;③设计泄水孔以迅速排除桥面水;④设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。路面渗水的排水设计:沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物(土工布)组成的路面边缘排水系统。通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限,考虑到排水路径的限制,因此,设计中采用每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。
五、公路路基的施工注意事项
5.1路基施工排水先行。水是形成路基病害的主要因素之一,路基强度和稳定性同水有密切关系。地基浸水降低承载力,填土料过湿,含水量高于最佳含水量时,压实困难。对于影响路基稳定的地下水,即使设计未做出具体方案,承包人也要提出疏导、堵截、隔离等降低地下水位或引导到路基范围之外的工程措施,呈报监理工程师审批,并按监理工程师的指示实施。对于地面水、路基施工前首先做好截水沟、排水沟、盲沟。截断和疏干路基施工范围内的地面水。路堤填筑过程中每个填层都要设排水路拱,及时排除地面雨水。较高填方要做临时排水急流槽,防止雨水冲刷路堤边坡。施工期间的临时排水要与运营阶段的永久排水相结合,与路基同步施工。其要点为路基要稳定,排水应先行,消除水浸害,质量有保证。
5.2重视路基填前清表碾压。地面表层的种植土含有草根和有机杂质,时间长容易腐烂,引起路基沉陷,所以对填方路段和利用挖方段的原地面要清除表土。高速公路、一级公路路基范围内的树根要全部挖掉,坑穴填平夯实,在清理地表后要整平压实。路堤基底原状土的压实度不应小于90%,路堤填土高度小于路床厚度(80cm)时,基底压实度不宜小于95%。路堤基底原状土不符合《公路路基施工技术规范》要求时,要进行换土,且换填深度不小于30cm,或根据地下水、地质等情况确定深度,换填水稳性好的材料,换填土按路堤压实标准压实。其要点为路堤施工先放界,清除表土至边线,填穴整平再压实,路堤稳定不沉陷。
结语:路基施工技术难度不大,但工艺比较复杂。在施工中,会遇到各种各样不同的环境条件的制约,只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。