二建公路知識點:路基橫向不均勻沉降防治措施
1.設(shè)計方面
(1)做好地質(zhì)勘探調(diào)查
對路線經(jīng)過的地形、地貌、水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘察,對特殊路基段應(yīng)提供詳細(xì)的設(shè)計資料。對于地表不良路段,設(shè)計可考慮換土或摻石灰、水泥及鋪設(shè)土工合成材料等措施。
(2)確保路基最小填筑高度
路基最小填筑高度必須保證不因地面水、地下水、毛細(xì)水及凍脹作用的影響而降低其穩(wěn)定性。按照路基設(shè)計規(guī)范要求,根據(jù)土基干濕類型及毛細(xì)水位高度確保路基最小填筑高度。當(dāng)路基填筑高度受限制而不能達(dá)到規(guī)范規(guī)定時,則應(yīng)采取相應(yīng)的處治措施,如換填砂礫、石渣等透水性材料,設(shè)置隔離層或修筑地下滲透溝等以避免地面積水和地下水浸入路基,影響路基工作區(qū)內(nèi)的土基強度與穩(wěn)定性。土質(zhì)挖方路基,需換填不少于60cm砂礫;石質(zhì)挖方路基,需設(shè)置30cm砂礫墊層,橫向排水不暢路段要加設(shè)盲溝。
(3)明確路基填料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求
在各級公路工程施工圖設(shè)計中,必須明確不同填高內(nèi)路基填料的CBR值(最小強度)及最大粒徑要求。種植土、腐殖土、淤泥凍土及強膨脹土等劣質(zhì)土,嚴(yán)禁直接用于填筑路基。礫(角礫)類土應(yīng)優(yōu)先選作路床填料,土質(zhì)較差的細(xì)粒土可填于路堤底部。
(4)完善路基綜合排水設(shè)計
縣級以上公路工程設(shè)計中,必須遵循因地制宜、整體規(guī)劃、綜合考慮的原則,進(jìn)行路基縱、橫向排水設(shè)計,避免造成兩側(cè)長期積水浸泡路基,使路基承載力下降而發(fā)生沉降變形。在居民區(qū)路段必須設(shè)置排水邊溝,平坡路段邊溝需設(shè)有縱坡,確保排水通暢。高填方路段采用集中排水措施,并與警示樁、防撞墻統(tǒng)籌考慮,要求在每20-40m及主要變坡點處設(shè)置簡易或永久性泄水槽。挖方段應(yīng)根據(jù)上邊坡的匯水面積設(shè)計截水溝,并考慮邊坡土質(zhì)和邊坡,設(shè)置擋土墻防止坍方,路基較低路段可以加設(shè)砂礫層及滲水盲溝,并加大、加深邊溝等排水措施。
(5)確保路基邊坡穩(wěn)定性
高填、深挖路基的邊坡應(yīng)根據(jù)填料種類、邊坡高度和工程地質(zhì)條件等確定,且高填路堤必須進(jìn)行路基穩(wěn)定性驗算。填方邊坡過高時,可考慮在邊坡中部加置邊坡平臺。
(6)積極采用路基綜合防護(hù)形式
積極推行植物防護(hù)與硬防護(hù)相結(jié)合的綜合防護(hù)形式,在比較穩(wěn)定的土質(zhì)邊坡采用種草、鋪設(shè)草皮、植樹等植物防護(hù)措施。巖體風(fēng)化嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育、軟質(zhì)巖石、松散碎(礫)石土的挖方邊坡以及受水流侵蝕、植物不易生長的填方邊坡可采用護(hù)面墻、砌石等工程防護(hù)措施,沿河路基、受冰侵害和沖刷路段采用擋土墻、砌石護(hù)坡、石籠拋石等直接防護(hù)措施。
(7)設(shè)計方法方面
①強夯法是目前發(fā)展起來的處治路基不均勻沉降的有效措施。強夯法處治是利用大能量直接作用在被處治范圍上,通過整體提高被處治體的密實度來減少不均勻沉降變形。其作用效果明顯,施工速度快。20世紀(jì)90年代末,重慶交通科研設(shè)計院曾采用強夯技術(shù)成功地處治了重慶渝長高速公路路基沉降問題,但是這種方法對結(jié)構(gòu)物的動力沖擊較大,限制了在橋頭、涵洞等部位的應(yīng)用。而且強夯的設(shè)計計算方法、質(zhì)量檢測評價方法等還有待進(jìn)一步研究。
②壓力灌漿法是利用機器施加高壓,把能固化的漿液壓入土體空隙,漿液凝固后把壓力區(qū)范圍內(nèi)的土體固結(jié),使用松散的土顆粒形成整體,達(dá)到控制沉降、減少不均勻沉降的目的。特別是針對公路路基下軟土基的處治,可以直接改善土體結(jié)構(gòu),固結(jié)土體,控制沉降。但是這種方法在實踐中的可行性及其壓漿工藝、材料、適合范圍等都還需要進(jìn)一步研究。
③應(yīng)用土工合成材料(土工格柵、塑料網(wǎng)格等)進(jìn)行加筋或制成柔性褥墊層,使之調(diào)節(jié)和控制不均勻沉降。國內(nèi)利用土工合成材料處治不均勻沉降也做過嘗試和試驗,如重慶交通科研設(shè)計院在20世紀(jì)90年代,采用土工合成材料處理廣西南梧公路沉降及重慶渝長高速公路不均勻沉降均獲得較好效果。值得注意的是,國際上普遍認(rèn)為土工合成材料是處理不均勻沉降的有效措施,而且土工合成材料除了對地基有加筋作用外,還有濾層、排水、隔離、防護(hù)、防滲等作用。因此,采用土合成材料處治是一種值得推廣的處理路基不均勻沉降的有效措施。但對其設(shè)置方法、作用效果、設(shè)計計算方法等問題尚需深入研究與試驗。
2.施工方面
(1)做好施工組織設(shè)計
合理安排施工段的先后順序,明確構(gòu)造物和路基的銜接關(guān)系,以施工組織設(shè)計為依據(jù),結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況,合理調(diào)配人員、設(shè)備,是保證路基施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。
(2)做好施工前的準(zhǔn)備工作
開工前要認(rèn)真審閱設(shè)計文件,詳細(xì)了解各段的填、挖情況,地質(zhì)情況,填、挖土質(zhì)和調(diào)配情況。對重要地段要作重點勘察,進(jìn)一步核對設(shè)計資料,發(fā)現(xiàn)設(shè)計文件中有誤應(yīng)及時上報業(yè)主,妥善處理。
(3)認(rèn)真清除地表土
不良土質(zhì)、地表植被、樹根、垃圾、不良土質(zhì)(鹽漬土,膨脹土等)必須予以清除,然后換填透水性材料,尤其是低填方路段要注意滿足路基工作區(qū)的要求。有必要時要設(shè)置砂礫隔層,路基深度、寬度、長度都必須到位,不留絲毫隱患。填筑路堤前,首先應(yīng)進(jìn)行原地面處理。當(dāng)路堤填筑高度小于1m時,應(yīng)將路基范圍內(nèi)的樹根、雜物全部挖除。若基底的表層土系腐殖土,則須用挖掘機或人工將其表層土清除換填,厚度視具體情況而定。如發(fā)現(xiàn)草炭層、鼠洞、裂縫時,應(yīng)用符合條件的土回填,并按規(guī)定進(jìn)行壓實。路堤通過耕地時,路堤填筑施工前預(yù)先清除表土30cm。由于在表土剝離后基底的含水量高,為保證基底壓實度達(dá)到設(shè)計要求,應(yīng)及時進(jìn)行翻松、晾曬和含水量檢測,在最佳含水量時進(jìn)行碾壓,達(dá)到要求的壓實標(biāo)準(zhǔn)。
(4)嚴(yán)格控制填土含水量
施工時含水量要高于最佳含水量的1%~2%壓實為宜,避免出現(xiàn)小于最佳含水量的壓實情況。含水量偏小時,土粒間的潤滑作用不足,即壓力不足以克服土粒間的摩擦力,土中的空氣不能排除、土粒間無法靠攏,因而難以達(dá)到最大密實度。如果含水量偏大,又會產(chǎn)生由于水分過多,土粒被水膜包圍而分散得過遠(yuǎn),不能達(dá)到最大密實度。填筑路基前,疏通路基兩側(cè)縱橫向排水系統(tǒng),避免路基受水浸泡。特別是地基土為黃土、黏土等細(xì)粒土,在干燥狀態(tài)下(最佳含水量)結(jié)構(gòu)比較強,有較強承載能力,一旦受水浸泡,易形成翻漿或路基沉降。因此,做好路基施工前排水暢通尤為重要,工程監(jiān)理和施工質(zhì)量自檢人員應(yīng)認(rèn)真監(jiān)督。
(5)嚴(yán)格選取路基填料用土
路基填料確定前,需進(jìn)行土質(zhì)分析,做CBR值、標(biāo)準(zhǔn)擊實等試驗,對于種植土、腐殖土、淤泥、強膨脹土等劣質(zhì)土的CBR值、最大粒徑不能滿足規(guī)范要求的材料,不能用于路基填筑。
(6)做好監(jiān)測工作
路基填筑前,要根據(jù)設(shè)計進(jìn)行施工放樣,建立半永久性的臨時水準(zhǔn)點和坐標(biāo)點,并作好相應(yīng)記錄。路基坡腳放樣一定要準(zhǔn)確,確保路基寬度滿足設(shè)計要求。路基坡角范圍內(nèi),要求清除雜草、樹根、淤泥等,并進(jìn)行整形碾壓,壓實度須達(dá)到規(guī)范要求。舊路加寬、半填半挖段應(yīng)做好寬度不小于6m的向內(nèi)傾斜的臺階。
(7)處理好特殊地段施工
填石路基與雞爪形地段路基施工,可利用重型夯實設(shè)備進(jìn)行強夯處理,或?qū)⑼凉じ駯牛ㄍ凉げ迹┧椒謱硬贾迷谔钍返虄?nèi),防止或減緩細(xì)料在填料空隙中的流動。
(8)做好路基填筑碾壓工作
路基施工必須分層填筑,分層碾壓,一般路段壓實厚度不得大于30cm。不同性質(zhì)的土不能混填,同一種土填筑厚度不能小于50cm(兩層)。路基填筑須全幅填筑,一次到位,嚴(yán)禁幫寬。碾壓過程中,要控制好含水量,壓實度達(dá)到規(guī)范要求后,方可進(jìn)行后續(xù)施工,壓實度檢測每層2000m2(不足2000m2按2000m2計)不少于4點。根據(jù)不同填土類型和壓實厚度,選擇好壓實設(shè)備。對于砂礫土,振動壓路機具有滾壓和振動雙重作用,效果較好。
(9)做好路基施工中的排水工作
路基施工中,首先按照設(shè)計要求,做好排水工程以及施工場地附近的臨時排水設(shè)施,以保持路基能經(jīng)常處于干燥、堅固和穩(wěn)定狀態(tài)。路基頂面做成2%~4%橫坡,便于表面水及時排出。為了保持路基能經(jīng)常處于干燥、堅固和穩(wěn)定狀態(tài),必須將影響路基穩(wěn)定的地面水予以攔截,并排除到路基范圍之外,防止浸沉、聚積和下滲。同時,對于影響路基穩(wěn)定的地下水,應(yīng)予以截斷、疏干、降低水位,并引導(dǎo)到路基范圍以外,使全線的溝渠、管道、橋涵構(gòu)成完整的排水體系。
①一般路段排水:路基排水溝渠(包括邊溝、截水溝、排水溝)要注意防潛、防沖。當(dāng)溝渠縱坡達(dá)到或超過3%時,即需采取加固及防止?jié)B漏措施;邊溝過長時,應(yīng)考慮減小縱坡的容許值或做好出口設(shè)計,將水引離路基;邊溝過于平緩,相反會引起邊溝淤塞,一般縱坡不小于0.5%,受限制時不小于0.3%。
②特殊路段排水:在深路塹、高路堤、滑坡、陷穴等地段,應(yīng)注意結(jié)合水土保持進(jìn)行綜合治理。如用挖魚鱗坑、水平溝、種草、植樹等方法對被面徑流進(jìn)行調(diào)治與防護(hù);在沖溝頭植樹,防止沖溝被侵蝕,危害路基;在溝谷布設(shè)路線,在溝谷中筑壩淤地,并保護(hù)路基坡腳不受水的沖刷破壞;還可做護(hù)坡埂、澇地、水窯等。
(10)對半填半挖部位產(chǎn)生的不均勻沉降的控制
將結(jié)合處挖方段下挖150cm,并依次做臺階,臺階寬1m,高為一個土方填筑層厚。每個臺階與填方整體填筑混壓,150cm層面按94%控制壓實度,150cm以上按96%控制壓實度。
(11)做好施工后的養(yǎng)護(hù)工作
路基土石方施工時或完工后,應(yīng)及時進(jìn)行路基防護(hù)工程施工和養(yǎng)生。各類防護(hù)與加固應(yīng)在穩(wěn)定的基礎(chǔ)或坡體上施工。防護(hù)工程的砂漿、混凝土,應(yīng)采用機械拌和,隨拌隨用,并注重做好養(yǎng)生。