摘要:道路的建設(shè)施工受到了很多因素的制約,施工場地、交通流量等因素對道路路基施工技術(shù)有很大的影響。特別是對于一些特殊地質(zhì)條件的道路,路基的施工工藝比較復(fù)雜,應(yīng)當(dāng)引起重視。本文主要就幾種特殊路基的施工處理技術(shù)進行了詳細闡述。
關(guān)鍵詞:特殊路基;濕陷性黃土;凍土;塌方;排水
一、做好路基施工前的準備工作
1、全面地現(xiàn)場核對路基施工設(shè)計資料,比如說對土石方數(shù)量,交通、植被,建筑和設(shè)施拆遷、地質(zhì)測量等路基施工設(shè)計資料進行全面的核對。
2、工程所用的材料要控制好它的材質(zhì),要進行嚴格地檢驗和計量。尤其是鋼材和水泥這些比較常用的材料,不僅要有出廠合格證,還要批量送去取樣檢查。檢查合格后才能正式投入使用。要嚴格地分開堆放通過檢驗和未通過檢驗的材料。做出明顯的標示,以避免誤用了不合格的材料,而造成不必要的損失。
3、復(fù)查和取樣試驗路堤填料。測定路堤填料的含水量、塑形指數(shù)、液限以及填料強度、顆粒分析等。按照相關(guān)的規(guī)程來開展實驗。
4、場地清理。清理路基用地范圍內(nèi)地上建設(shè)、文物以及設(shè)施。將好土集中地堆放在一起,清理地表植被。在填土前要將地表面整平壓實。
5、做好施工臨時排水設(shè)施。比如說在開挖路塹之前先在路塹的上方做截水溝。在填方路堤前先要進行排水,避免水流入農(nóng)田形成破壞。臨時排水要和永久性排水設(shè)施配合進行。
二、道路特殊路基的處理方法
(一)濕陷性黃土路基的處理方法
1、灰土或素土墊層
這是施工中最常見的淺層濕陷性黃土地基處治方法。該法施工簡易,地基處理效果顯著。在施工中,首先按照工程設(shè)計要求將路基下的濕陷性黃土層部分或全部挖除掉,通常挖深為 1 m~3 m,再使用灰土(三分石灰七分土)或素土對其進行分層夯填、壓實至設(shè)計要求。
2、重錘夯實及強夯法
重錘夯實法是一種消除淺層黃土濕陷性的常用方法。根據(jù)工程實例,使用范圍為5kN~40kN 范圍內(nèi)的重錘,落高范圍在 2.5 m ~4.5 m 之間,在最佳含水量的情況下,可有效消除 1.0 m ~ 1.5 m 深度內(nèi)黃土層的濕陷性。強夯法則是一種常見的消除較深土層濕陷性的方法。根據(jù)工程實例表明,使用 100kN~200kN 范圍內(nèi)的重錘,自由落高范圍為 10 m ~20 m 之間錘擊兩遍,能有效消除4 m~6 m 范圍內(nèi)土層的濕陷性。當(dāng)在施工中確定采用該兩種方法時,均需事先進行夯擊試驗,取得進行夯擊所必需的夯點、錘擊數(shù)、夯沉量等數(shù)據(jù),確保地基處理質(zhì)量和施工效果。
3、土工筋帶
土工筋帶也是一種新型土工建筑材料。它是以高強度復(fù)合材料為骨架,外部覆蓋了高分子聚合塑料而制成的一種復(fù)合拉筋帶,它經(jīng)過特殊處理,具有抗老化、防腐蝕、耐酸堿及強度大等特點。土工筋帶在生產(chǎn)過程中,加入了一定量的抗老化劑及抗氧化劑,使拉筋帶的紫外線屏蔽效應(yīng)顯著增強,遠遠優(yōu)于其他種類的拉筋帶,且有良好的抗彎疲勞性能和優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性,酸、堿、鹽對其對無法起到任何破壞作用。土工筋帶的斷裂強度可達 220Mpa,完全滿足路基工程施工要求,克服了普通塑料帶無法解決的弱點。此外它還具有經(jīng)濟實用,便于施工等特點。它的作用原理是在填土之后,土體和拉筋帶之間的摩擦力改善了土的物理力學(xué)性質(zhì),而使得填土和拉筋帶結(jié)合成為一個整體,阻止了土體滑移并且在路基沉陷過程中形成連續(xù)沉陷,從而可防治路基不均勻沉降病害的發(fā)生。
4、臺背壓漿
橋涵臺背填土完成以后,在臺背一定長度和寬度范圍內(nèi)以一定壓力和間距壓注水泥漿液或雙液漿,漿液在壓力的作用下向土體一定范圍內(nèi)進行擴散,可以填充土體空隙,同時,漿液還可以改善土體力學(xué)性能,形成半剛半柔結(jié)構(gòu),起到過渡作用,從而起到防治橋頭跳車的效果。
5、石灰土或二灰(石灰與粉煤灰)擠密樁
在濕陷性黃土層較厚的地區(qū),擠密樁是一種消除黃土層濕陷性效果顯著的施工方法,主要適用于消除 5 m ~10 m 深度內(nèi)地基土的濕陷性。該法的原理在于通過擠密的方法來破壞黃土的松散大孔結(jié)構(gòu),從而達到消除濕陷性的目的。在施工中,首先采用打入樁、沖鉆或爆擴等方法成孔,再將石灰土或是二灰料分層夯填、壓實成樁。
(二)凍土路基的處理措施
1、擠塑保溫板
(1)保溫板路基就是利用保溫板的保溫性能,在低路基路段阻止暖季大氣中的熱能傳入地基,造成凍土人為上限的下降。其可在設(shè)計使用年限內(nèi)起到保護凍土延緩凍土退化的作用。
(2)保溫板主要適用于路基高度小于凍土最小設(shè)計高度或如滿足最小設(shè)計高度就會增加較高的工程造價時;路塹處或翻越埡口處需要進行換填保護下伏多年凍土的路段;同時對于凍土本身來說,保溫板適用于凍土埋藏較深,溫度較低,含冰量較大的路段。
2、熱棒技術(shù)
(1)熱棒是應(yīng)用于鐵路和公路路基中,能夠在棒體上部環(huán)境溫度低于下部環(huán)境溫度時,將低處的熱能向上傳遞,同時高處的冷能向下傳遞的管體。一般由金屬管和工作介質(zhì)組成。熱棒能夠源源不斷地循環(huán)往復(fù)地進行熱量傳遞,最終達到冷卻地基下凍土并使之保持凍結(jié)狀態(tài)的目的。
(2)熱棒技術(shù)適用于中高溫凍土區(qū)、凍土退化區(qū),因為它能夠積極主動地冷卻路基,保持路基下伏凍土的凍結(jié)狀態(tài),保護凍土路基的穩(wěn)定,減少路基病害的發(fā)生。對于低溫凍土區(qū)熱棒也同樣適用,但可能會增加工程造價,所以低溫凍土區(qū)可考慮采用一些被動的保護措施,以減少工程造價。
在工程實踐中,可根據(jù)實際情況,采用斜置熱棒、雙向熱棒等處理措施。因為這兩種方式較單棒直置的方式冷卻效果更好。
3、通風(fēng)管路基
(1)通風(fēng)管路基的工作機理是在暖季相對的冷空氣在管內(nèi),可起到增大路基阻隔大氣熱量傳入地基的作用,在寒季大氣中的冷空氣密度相對較大,在重力和風(fēng)的作用下擠出管內(nèi)熱空氣,同時冷卻管外路基。達到保護凍土穩(wěn)定路基的目的。
(2)通風(fēng)管路基適用于高溫、高含冰量、高路基的多年凍土區(qū),在實際應(yīng)用中還要考慮當(dāng)?shù)囟炯撅L(fēng)的走向問題,路基走向與之垂直的效果最好。通風(fēng)管適用性的另一個條件是當(dāng)?shù)乜諝鈨鼋Y(jié)指數(shù)絕對值遠大于融化指數(shù)。在工程實踐中,可利用人工輔助的方法,在月平均氣溫大于 0 ℃時,封閉通風(fēng)管管口,防止大氣中的熱空氣進入。此方法可降低地溫 1.0 ℃左右,但養(yǎng)護費用也會相應(yīng)增加。
(三)沙害路段處理
1、填方路段,路基基底80cm范圍內(nèi)粉沙層進行超挖后換填砂礫;
2、挖方路段,路床80cm范圍內(nèi)松散粉沙超挖后換填砂礫,砂礫層采用分層攤鋪,逐層碾壓的方法進行施工。
3、在坡腳或塹頂以外20m范圍內(nèi)采用低立式經(jīng)編方格狀風(fēng)沙障,經(jīng)編網(wǎng)采用高耐候改性聚乙烯經(jīng)編網(wǎng),經(jīng)向斷裂強度≥600KN/m,維向斷裂強度≥400KN/m,經(jīng)緯向斷裂伸長率≤50%,梯形撕破強力≥40KN/m,頂破強力≥500KN/m,網(wǎng)空隙度30~50%。
4、施工時采用竹木制成50cm高樁,在樁的上端開一條高25cm、可供二層網(wǎng)體嵌入的開口,在沙地上固定樁,按1×1m方形分布,樁插入沙地至開口處,每張經(jīng)編網(wǎng)嵌入固定樁開口處成立網(wǎng),按90度角來回折行延伸,除邊外,所有固定樁被相鄰兩經(jīng)編網(wǎng)共用,相鄰的經(jīng)編網(wǎng)形成許多方格網(wǎng)沙障,固定樁開口頂端用鐵絲或樁套固定。
(四)塌方路基的處理
對塌方這類特殊的地質(zhì)地段的土方施工,先要檢查它的塌方范圍、形狀、塌方地質(zhì)構(gòu)造,以及分析誘發(fā)塌方的原因和塌方的類型,以此來選擇合適的處治方案。
1、發(fā)生塌方后,應(yīng)先加固未塌方的地段,避免塌穴擴大
塌方規(guī)模較小時,應(yīng)該先將塌方兩端的洞身進行加固,并盡快施作噴射混凝土或錨噴聯(lián)合支護封閉塌穴頂部或側(cè)部,然后清渣。待灌注襯砌混凝土達到要求強度后便可以拆除臨時支架。如果塌方的規(guī)模很大,塌渣體完全將洞身堵死,這時應(yīng)采用先護后壓的方法。在確定塌穴規(guī)模大小和穴頂位置后,可以采用管棚法或是注漿固結(jié)法來穩(wěn)固圍巖體和渣體,等到它基本穩(wěn)定后再按照先上部后下部的順序清除渣體,也可以用全斷面法按短進尺、弱爆破、早封閉的原則開挖塌體,并盡快完成襯砌。
2、在塌方處,必須緊密支撐模筑襯砌背后以及塌穴洞孔周壁
可以用漿砌片石或干砌片石來將填充較小的塌方,用漿砌片來回填較大的塌穴;最好選擇2m的厚度,2m以上的空間應(yīng)采用鋼支撐等頂住穩(wěn)固圍巖;對于特大的塌穴則要進行特殊處理,襯砌厚度要按照松散體荷載計算確定。
3、做好塌方地段的防水排水
(1)塌方冒頂時,應(yīng)該在陷穴口四周挖溝排水,并設(shè)棚遮蓋穴頂,避免有雨水流入,陷穴口填標高應(yīng)高出地面并封口。
(2)對于地表沉陷和裂縫,應(yīng)采用不透水土夯填密實,并開挖截水溝,避免地表水下滲到塌穴和塌渣體內(nèi)。
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