摘 要:在經(jīng)濟社會的發(fā)展歷程中,道路設(shè)施建設(shè)是城市建設(shè)的一個重要環(huán)節(jié)。城市道路設(shè)計中,路基設(shè)計的成敗關(guān)系到道路設(shè)計的整體質(zhì)量,應(yīng)該從設(shè)計源頭上杜絕常見的早期病害發(fā)生。本文以濱海新區(qū)塘沽南部新城主干路國興路為例進行城市道路路基填筑和軟基處理探索。
關(guān)鍵詞:路基設(shè)計;軟基處理
1 一般路基設(shè)計
天津市濱海新區(qū)屬于華北平原東部濱海平原地貌,海相與陸相交互沉積地層,地層中主要為淤泥質(zhì)土與粉質(zhì)沉積粘土混雜為主,間或有海相沉積流沙層出現(xiàn)。國興路所在場地現(xiàn)狀地面標高為1.5m~3.2m,設(shè)計豎向標高為3.17m~4.53m,區(qū)域內(nèi)地下水位較高,一般在地表下0.5m~1.5m左右。濱海新區(qū)近幾年竣工的市政道路無論是橋頭跳車還是路面平整度,質(zhì)量均已取得了大幅提高。濱海新區(qū)市政道路建設(shè)的成功經(jīng)驗說明,只要抓住問題的關(guān)鍵所在,完全可以保證軟基上修筑道路路基的質(zhì)量。
1.1 在一般路基方面,濱海新區(qū)市政道路路基設(shè)計的幾個成功經(jīng)驗
(1)采用石灰土的理念,素土填筑很難達到相應(yīng)壓實度要求,石灰能使土的強度提高,容易滿足壓實度要求,并且在養(yǎng)護達到一定強度后有御水能力,基于該理念,其填浜、臨河路基都采用石灰土填筑。(2)采用消解石灰。嚴格控制石灰活性氧化鈣的含量,杜絕磨細生石灰摻石粉作假現(xiàn)象。(3)壓實區(qū)連續(xù)的理念。每個壓實區(qū)要有一定的厚度,壓實區(qū)要連續(xù),以適應(yīng)荷載作用的應(yīng)力分布。(4)石灰土填筑工藝。每一層填筑20cm,均需養(yǎng)護達到7天時,才能填筑上面一層,并提高壓實度標準。
1.2 路基各部位壓實度
《城市道路路基設(shè)計規(guī)范》(CJJ 194-2013)將路基各部位壓實度分別提高了1%,并將零填及路塹路床壓實度由0.3m(上路床)提高到0.8m(上、下路床),說明在全國運輸業(yè)蓬勃發(fā)展且超載嚴重的情況下,城市道路的路基壓實度還需要提高且有提高空間。
1.3 路基最小填土高度
工程處于自然區(qū)劃為Ⅱ4區(qū)。路基在干燥、中濕和潮濕狀態(tài)下的臨界高度分別為1.7m~1.9m;1.2m~1.3m;0.8m~0.9m。本地區(qū)路基填料較為匱乏,為減少路基填方,工程路基按中濕狀態(tài)設(shè)計。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計厚度為85cm,本地區(qū)穩(wěn)定地下水位為0.5m~1.5m;根據(jù)計算,確定道路設(shè)計標高(路肩/人行道)≥3.1m;能滿足中濕狀態(tài)。
1.4 路基填筑
根據(jù)不同的填筑高度,設(shè)計嚴格按照路床、路堤、路基的重型壓實度標準,提高路堤強度和剛度,減少路堤本身的壓縮沉降,為路面提供一個足夠強度和剛度的承載體。方案設(shè)計要點:
本方案主要加強了上路堤的處理,采用3%~4%的石灰土,同時明確了路堤較低時(填土高度<2.3m),采用反開挖,確保80cm路床的壓實度,同時確保有30cm的路堤過渡層,使壓實區(qū)連續(xù),符合車輛荷載的應(yīng)力擴散。
填土高度小于2.3m的路段,開挖后填筑30cm礫石砂,上部填筑30cm~70cm石灰土(94區(qū)),作為路床和礫石砂的過渡區(qū),上部80cm路床,上路床采用摻量7%的石灰土,下路床為5%石灰土。
填土高度大于2.3m小于3.0m的路段,開挖后填筑30cm礫石砂,上部填筑30cm~140cm石灰土(94區(qū)或93區(qū)),作為路床和礫石砂的過渡區(qū),上部80cm路床,上路床采用摻量7%的石灰土,下路床為5%石灰土。
填土高度大于3.0m的路段,清表后回填30cm礫石砂,上部填筑20cm~60cm石灰土(4%)作為二灰填筑層的下封層,下封層和上路床之間填筑二灰,石灰摻量為4%~5%,上路床采用摻量7%的石灰土。
由于不同取土點土質(zhì)不一,實際施工時必須針對不同取土點做試驗,確定最合理的摻灰量,摻灰比例可在±1%內(nèi)調(diào)整。
所有的改良土,改良之前的含水量必須嚴格控制再17%~19%,含水量是影響改良土強度和壓實度最直接的影響因素,必須嚴格控制。
2 軟土路基處理
軟土路基的處理對工程的質(zhì)量是關(guān)鍵。地質(zhì)是條件,造價與工期是矛盾,所以需要進行深入的分析與動態(tài)設(shè)計,以期達到造價與工期的統(tǒng)一。同時需要對各種新的工法進行研究,力爭工程質(zhì)量的最優(yōu)化。軟基處理方案的選擇,應(yīng)綜合考慮工期、處理要求、地質(zhì)情況、填土高度及各處理方案的特點。相比傳統(tǒng)的軟基處理方法,輕質(zhì)泡沫土具有輕質(zhì)性、水穩(wěn)定性好、固化自立性、耐久穩(wěn)定性好、高流動性及填充壓力小等優(yōu)點。輕質(zhì)泡沫土處理軟基,即利用以上泡沫土材料的特性,對傳統(tǒng)路橋軟基處理技術(shù)進行優(yōu)化,達到加快工期、降低工程造價、治理路橋病害的目的。
國興路K0+140~ K0+204.453段為現(xiàn)狀水渠,淤泥厚度1.2m~2.3m,水渠中間設(shè)8m過水箱涵,其余部分填筑路基;K0+227.212為石油管線,設(shè)計為20m單跨空心板跨越石油管線。設(shè)計擬對箱涵及橋梁臺背回填設(shè)計采用輕質(zhì)泡沫土加固路基,減小沉降。
2.1 輕質(zhì)泡沫土性能設(shè)計
當路基填筑時,輕質(zhì)泡沫土的強度等級、容重等級應(yīng)根據(jù)填筑部位按《氣泡混合輕質(zhì)土填筑工程技術(shù)規(guī)范》(CJJ/T 177-2012)表4.2.1為:
按規(guī)范要求路面底面0.8m以下輕質(zhì)泡沫土的最小容重等級為3±0.5kN/m3,但根據(jù)試驗結(jié)果,該濕容重等級的輕質(zhì)泡沫土密度較低,對應(yīng)抗壓強度難以滿足≥0.4的要求,最小容重等級為4kN/m3時即能夠達到抗壓強度的要求。因此,將路面底面0.8以下輕質(zhì)泡沫土的最小容重等級定位4kN/m3,0.8m以上容重等級不變。
2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計
輕質(zhì)泡沫土填筑應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu),即填筑斷面與一般路基之間的銜接。斷面設(shè)計:①填筑高度:根據(jù)箱涵即橋梁結(jié)構(gòu),箱涵臺背填筑高度定為3.43m,橋梁臺背填筑高度定為3m;②填筑寬度:路面底面以下寬度為路面寬度+2m,往下每1m填筑一級,抬價寬度為1m。與一般路基之間的銜接設(shè)計:①填筑體與路基間的銜接采用臺階形式,臺階寬度為1m,高度為0.6m;②填筑體與土基即路基臺階的接觸面均應(yīng)鋪設(shè)防水土工布。
2.3 實施效果
國興路至今已完工并開放交通1年半,經(jīng)現(xiàn)場查看,運行效果良好,達到了沉降控制的目標。
3 結(jié)語
隨著我國社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展,給道路工程的建設(shè)帶來了較大的發(fā)展空間。在設(shè)計環(huán)節(jié),應(yīng)針對暴露的路基質(zhì)量問題進行分析,并提出科學(xué)有效的解決方案,才能提高路基的承載力,增強穩(wěn)定路基穩(wěn)定,保障道路建設(shè)的質(zhì)量。
參考文獻:
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