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        復(fù)雜地質(zhì)條件下濱海高速路基設(shè)計(jì)分析

        2018-11-01 11:04:46
        中國公路 2018年19期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)

        項(xiàng)目概況

        赤道幾內(nèi)亞濱海高速路是赤道幾內(nèi)亞的重點(diǎn)工程,也是該國大陸地區(qū)第一條海濱快速路,連接了巴塔、博美、波隆多等沿海城市。

        地理位置

        該項(xiàng)目起點(diǎn)位于巴塔市,與在建快速路相接,向西南偏轉(zhuǎn)后繼續(xù)沿大西洋海岸向西南方向延伸,終點(diǎn)接姆比尼河北岸的波隆多,與現(xiàn)有通往巴塔的道路相交,全長約28.2km。

        地形地貌

        研究項(xiàng)目位于沿海地段,路線穿越的位置大部分是熱帶雨林區(qū)域,局部路段分布大面積沼澤及粉砂地,總體地形較平坦,局部有微丘。區(qū)內(nèi)主要地貌類型有濱海平原堆積地貌及第四紀(jì)沖洪積平原及微丘地貌。

        地質(zhì)條件

        工程地質(zhì)條件。項(xiàng)目線路沿線地層結(jié)構(gòu)單一,勘探范圍內(nèi)主要為第四紀(jì)沖洪積沉積地層、濱海相沉積的粉細(xì)砂地層及白堊系泥巖砂巖地層。其中第四系沖洪積(Qal+pl):主要分布在全線的低洼地段、溪河地段,成分為褐黃色、灰黃色黏性土及砂土、紅土粒料等沖洪積堆積物;第四系殘坡積(Qel+dl):主要分布在山坡、微丘地帶,多為殘坡積物;白堊系系沉積巖地層(K):地層未揭穿,見泥巖及局部夾粉砂巖。

        特殊性巖土。軟土:場區(qū)軟土主要為淤泥、淤泥質(zhì)粉砂,零星分布,埋藏淺,厚度0.3m~4m。分布于常年積水的沼澤中,調(diào)查發(fā)現(xiàn)水底淤泥普遍發(fā)育,厚度0.1m~2m。根據(jù)靜力觸探成果,淤泥及淤泥夾砂等軟弱土層,具有極高含水量、極高靈敏度、極高壓縮性、低滲透性,且含腐殖質(zhì)及未腐爛樹葉等特征,為軟弱土層,工程地質(zhì)性質(zhì)極差。

        高液限土與膨脹土:線路經(jīng)過區(qū)域部分土層為風(fēng)化泥巖、紅土礫料的風(fēng)化土及殘積土,零星發(fā)現(xiàn)有高液限土分布,但自由膨脹率不超過40%。膨脹土多見于路塹邊坡段,邊坡應(yīng)采取放緩坡率、作好排水保濕、設(shè)置支擋等措施。

        有機(jī)質(zhì)土:本工程局部地段淤泥及淤泥夾砂層中存在大量腐殖質(zhì)及腐爛植物根莖,有機(jī)質(zhì)含量較高,其含水量為80%~192%,平均大于110%,平均天然孔隙比2.0~4.0,平均壓縮系數(shù)1.55,工程性質(zhì)較差。

        路基設(shè)計(jì)

        設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與原則

        設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。道路等級:主線為一級公路,雙向四車道;支路為三級公路,雙向兩車道。設(shè)計(jì)速度:主線80km/h,支路40km/h。路基寬度:主線24.5m,支路9m。

        設(shè)計(jì)原則。根據(jù)道路的類別和等級,結(jié)合項(xiàng)目場地條件,以滿足新建路基具有足夠的整體穩(wěn)定性、強(qiáng)度及水穩(wěn)定性為原則,并結(jié)合沿線地質(zhì)、水文、氣候、筑路材料的分布情況進(jìn)行路基設(shè)計(jì)。

        主線路基寬度24.5m,采用整體式路基斷面。主線路基由中央分隔帶、路緣帶、行車道、硬路肩及土路肩組成,如圖1所示。

        一般路基設(shè)計(jì)

        路基開挖、填筑貫徹“與沿線自然環(huán)境相協(xié)調(diào)”的原則,力爭采用“淺挖、低填、緩邊坡”的斷面形式,最大程度優(yōu)化主線土石方調(diào)配,節(jié)省筑路材料。

        填方路堤。路堤邊坡高度H≤8m時,采用直線式邊坡,坡率取1∶1.5;邊坡高度8m<H≤20m時,采用臺階式邊坡,上部8m坡率取1∶1.5,下部坡率取1∶1.75,平臺寬度為2m。路堤邊坡坡腳設(shè)置2.0m寬護(hù)坡道。

        挖方路塹。根據(jù)當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn),路塹邊坡高度H≤4m時,采用直線式邊坡,不設(shè)邊坡平臺;當(dāng)邊坡高度H>4m時,采用臺階式邊坡,每4m高設(shè)置一級寬3m的邊坡平臺,并設(shè)置平臺溝,各級坡率均為1:1。路塹邊坡坡腳設(shè)置2.0m寬碎落臺,實(shí)際施工時應(yīng)可根據(jù)邊坡開挖情況綜合選取。所有路塹邊坡坡頂、坡腳及平臺均采用圓弧過渡。

        特殊路基設(shè)計(jì)

        該項(xiàng)目特殊路基主要包括沼澤地路基處理、低填淺挖段路基處理和填挖交界路基處理。

        圖1 路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖

        沼澤、積水路段路基處理。本地區(qū)年降雨量豐富,雨季時間長,沼澤地區(qū)路段因地勢較低,雨水匯集無法排出,基底常年沉積草根、雜物等腐殖質(zhì),沼澤區(qū)路段淤泥平均深度在0.5m~3m之間,大部分路段淤泥平均深度為0.6m~1.0m。路基處理時,需將沼澤區(qū)范圍內(nèi)的淤泥全部挖出,換填材料根據(jù)不同路段合理選擇,淤泥深度較淺、局部積水路段可選用一般路基填料換填,淤泥深度較深、積水較深路段應(yīng)優(yōu)先選用砂礫、片石、碎石等透水性材料。施工應(yīng)選擇在旱季進(jìn)行,根據(jù)不同路段的地形地貌及沼澤范圍選擇圍堰排水或臨時降水措施。

        淤泥深度小于1.5m路段

        淤泥深度小于1.5m路段,積水面積較小,水深較淺,施工時可采取排水、降水措施,挖除淤泥后換填一般路基填料。路基填筑時坡腳采用超寬填筑,防止地表徑流匯水對路基邊坡造成沖刷。

        淤泥深度大于1.5m小于3m路段

        淤泥深度大于1.5m小于3m路段,積水面積較大,水深較深,施工時可采取排水、降水措施,挖除淤泥后換填未篩分碎石。坡腳采用超寬填筑,防止現(xiàn)狀積水對路基邊坡長期浸泡和沖刷。

        海水倒灌路段

        該項(xiàng)目沿海路段路基局部位于入海口的沼澤區(qū)內(nèi),沼澤區(qū)內(nèi)水位高度受海水潮汐影響較大,水位高度變化頻繁,本段路基挖除雜草樹根后應(yīng)采用塊石、碎石等填筑,碎石頂面鋪防水土工布,路基邊坡采用漿砌片石鋪砌防治沖刷。

        低填、淺挖路基處理。路堤高度小于1.5m(0.7m路面結(jié)構(gòu)層+0.8m路床)的低填路基,應(yīng)先開挖至路床底面,填前碾壓后以土方回填并分層壓實(shí)。淺挖路段為挖方路床仍為松散覆蓋層的挖方路基,通常挖方邊坡高度小于2m,路床全部挖除后回填土方分層壓實(shí)。對于地表潮濕、地下水位較高的低填淺挖段,路床底應(yīng)鋪設(shè)防水土工布,坡腳處采用粘土夯實(shí)處理,防止毛細(xì)水及降水浸入路基。

        填挖交界路基處理。填挖交界挖方路基路槽以下超挖80cm,換填紅土粒料,填方路段縱向10m范圍內(nèi)采用紅土粒料填筑,填方基底進(jìn)行挖臺階處理,臺階寬度不小于2.0m。

        臺后路基處理

        為保證結(jié)構(gòu)物臺后的剛?cè)徇^渡,采用反開挖路基成臺階狀,換填透水性好、內(nèi)摩擦角較大的未篩分碎石。具體處理方案為:

        橋頭段,從承臺頂4m外向上按1:1.5的坡向下開挖路基成臺階狀,臺階寬度大于2m,然后分層回填未篩分碎石至橋梁搭板底;涵洞段,從涵洞臺身基礎(chǔ)底2m外向上按1:1.5的坡開挖路基成臺階狀,然后分層回填未篩分碎石至涵洞頂。

        路基材料技術(shù)要求

        換填料應(yīng)選用水穩(wěn)性或透水性好的材料,應(yīng)分層回填填筑、壓實(shí)。

        未篩分碎石壓碎值不大于35%,含泥量不大于5%。

        工程用水:宜采用飲用水。使用非飲用水時須經(jīng)化驗(yàn),其硫酸鹽(以三氧化硫計(jì))含量不超過2700mg/L,含鹽量不得超過5000mg/L,PH值不得小于4。

        防護(hù)設(shè)計(jì)

        防護(hù)原則

        以防治路基病害、保證路基穩(wěn)定、改善環(huán)境景觀為前提,根據(jù)不同地質(zhì)情況和邊坡高度,采取直接工程防護(hù)與植物防護(hù)相結(jié)合的辦法。

        在適宜于植物生長的路基邊坡上,采用植草、灌防護(hù)措施,部分路段采用圬工防護(hù)。

        受水浸淹或沖刷的路堤邊坡外側(cè)增加護(hù)坡寬度,原則采用植草防護(hù),減少圬工防護(hù)工程數(shù)量。

        邊坡防護(hù)

        植草防護(hù):用于填挖高度不大于4m的路段。

        混凝土預(yù)制塊防護(hù):用于填高大于4m或挖深大于4m的路段以及橋頭錐坡處。

        動態(tài)防護(hù)設(shè)計(jì)

        對于復(fù)雜地質(zhì)條件下的高邊坡防護(hù)應(yīng)進(jìn)行展開動態(tài)設(shè)計(jì)。動態(tài)設(shè)計(jì)的理念是考慮到路塹邊坡防護(hù)設(shè)計(jì),尤其在復(fù)雜地質(zhì)條件下,尚有一些難以把握的不確定因素,當(dāng)坡體開挖以后,現(xiàn)場情況可能與設(shè)計(jì)時所掌握的情況有出入,甚至出入較大,為確保設(shè)計(jì)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,使用的安全性,避免盲目性,在施工過程中,由設(shè)計(jì)人員跟蹤施工現(xiàn)場,及時調(diào)整原設(shè)計(jì),使設(shè)計(jì)更趨完善和合理。

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