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摘要:随着现代化交通的迅猛发展,尤其是高速公路高速铁路的兴建,对路基工程的要求越来越高。路基工程的质量好坏直接影响着整个工程的质量安全问题以及使用情况。我国地域辽阔,地区之间土质差异较大,因此对不同地区特殊土质的工程特性与相应的处理方式做分析总结显得尤为重要,本文主要分析了、膨胀土、黄土、软土地区的工程特性,同时对基本的处理措施做相关的介绍以期对工程实践起一定的指导作用。
关键词:特殊;路基;处理措施
引言:特殊路基主要是在公路建设所在地存在不良的施工条件(地形、地质、气候、土壤等),将导致路基施工安全问题的出现,对公路路基施工稳定性造成很大的影响。随着我国公路建设发展以及特殊路基处理技术的提高,人们对公路路基的处理质量要求也来越高,尤其是面对黄土路基、软土路基以及淤泥路基等特殊路基,是目前摆在施工方面前的几大难题。
一、特殊路基相关知识
特殊路基是指不易进行公路修筑的路基,形成特殊路基的主要原因是路基所处的地理环境以及气候环境特殊,使得公路修筑难以施工。我国存在着众多的特殊路基环境,对于这些特殊的路基形态,若是要进行建筑施工,首先需要对地理环境进行处理,降低地理环境以及气候环境对公路建筑施工的影响。
特殊路基根据土质形态的不同可以分为软土路基、水田路基和粉煤灰路路基,根据路基所处环境的又可以将特殊路基分为沿河路基、沿海路基和水库路基,而根据路基年限则又可以将特殊低级分类为常年性冻土地区路基、季节性地区路基和惯例路基。
不同的特殊路基具有不同的特征,相对应的路基处理方法和施工方案都有着很大的区别,通过将特殊路基进行分类能够清楚地了解所要施工所属的特殊路基类型,从而判断出路基的特征,选择合适的方案对路基进行处理,这是在特殊路基上进行公路建筑施工的首要条件。软土路基是特殊路基中较为常见的路基类型,下面将着重介绍软土路基的常见处理方法。
二、常见特殊土路基处理
2.1 软土路基的处理
软土是指在静水或缓慢的流水环境中以细颗粒为主的近代沉积物,工程上,将软黏性土、淤泥质土、泥炭质土及泥炭等强度较低、压缩性高、孔隙比大的软弱土层统称为软土。
软土的主要特性有:强度低以及抗剪强度低,孔隙比大,压缩性高,天然含水量较高及透水性较差,以及具有流变性和触变性。软土路基在实际工程中,对路段的影响主要有以下几点,若在进行工程之前未对软土地基进行彻底的勘查则会在施工过程中引起施工安全问题,在施工过程中,如果发现软土路基,没有对其进行有效的处理,在一定程度上会影响周围的路基,甚至导致周围建筑物出现沉陷等;在对软土路基的处理过程中,如果处理的不为合理、堆料使用不当或者是对路基的硬壳造成破坏,在一定程度上都会造成路基沉陷,或者对其稳定性构成影响。
软土地基的处理与利用:①淤泥和淤泥质土,宜利用其上覆较好土层作为持力层,当上覆土层较薄,应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施。②对局部软土和暗埋的塘、浜、沟、坑穴等,应查清其范围,根据具体情况,采取基础局部深埋、换土垫层、短桩、基础梁跨越、桩基或其他方法处理。③堆载预压可用于处理较厚淤泥和淤泥质土地基。施工措施上合理安排施工顺序,一般应先施工高度大、重量重的部分,后施工高度低和重量轻的部分,并尽可能加大两者间的时间间隔,以减少部分差异沉降;控制施工速度和加载速度不要太快,使地基逐渐固结,强度逐渐提高,这样可使地基不发生塑流挤出,避免建筑物产生局部破坏或倾覆;施工时注意基坑土的保护通常可在坑底保留约20cm厚,施工垫层时再挖出,避免扰动土体而破坏土的结构。如已被扰动部分,用砂、碎石回填处理。
通常情况下,处理软土路基的方法,主要包括:换填处理法、填石处理法、排水砂层处理法。
①换填处理法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先将路基下的软土全部挖出,一般换填处理的最大深度为3m,挖除的部分通常情况下采用强度高的粘性土或者具有较强渗透性的砂砾、片石等进行填充,进而在一定程度上确保工程设计要求的路基强度。②填石处理法。为了增强路基的强度和稳定性,通常情况下将石头充填到存在软土、积水及弹簧土的位置。填石高度一般与土层的高度相一致。③排水砂层处理法。通过该方法对软土路基进行处理,通常情况下是将砂层铺设在路基底部的地面上,也就是说在软土层上方构造一个排水系统。处于填土状态的路基,随着荷载的不断增加,在一定程度上使得软土地基在排水固结过程中,从路基底部的砂层中排出形成的积水。
2.2 冻土路基的处理
①根据形成冻土路基冻胀现象的原因,冻土路段的含水量和地下水位通常情况下可以借助渗井的工作原理来降低,同时设置通过管道的过程中,确保粗砂处于干燥状态,进而在一定程度上为路基土层的渗透性和干燥性提供保证。②对于多雨的季节,在路基上通过安置相应的冻胀引诱系统,同时将排水管并设置在其底部,避免路基受到积水的破坏,通过将路基上的积水排出,进一步降低路基土层的含水量,进而在一定程度上防止发生路基冻胀破坏现象。③为了避免路基受到温度的影响,通常情况下,需要对路基内、外部温度进行有效地控制,在一定程度上使两者尽量保持一致,防止发生冻胀现象。如果冻土路段的外部温度出现上升的趋势,在这种情况下,需要采用导气管,先融化路基内、外部直接连接处的冻结,在重力作用下,融化的水直接进入路基底部的排水管,从路基中将水排出,进一步避免路基土层出现翻浆现象。反之,如果冻土路段的外部温度出现下降的趋势时,这时将路基内部粗砂和外部采用导气管进行连接,确保内外部气温的一致性,先冻结路基内部粗砂含水,按照“结水迁移”理论,将路基内部的含水转移到粗砂,同时在细砂中进行冻结和膨胀,对路基整体结构不会构成影响。
2.3 湿陷性黄土地基处理
对于湿陷性黄土路基,通过采用湿陷性黄土路基施工技术进行处理。进行施工前,通常情况下需要做好施工期的拦截,同时制定排除地表水的相关措施,并且在一定程度上与设计规定的拦截、排除、防止地表水下渗的设施相互结合。对于湿陷性黄土路基的处理,通常情况下,主要有换填法和强夯法。
①换填法:通常情况下选用黄土、其它黏性土或石灰土等作为换填材料,按照土方路基的标准对填筑土进行处理。在换填宽度方面,通常情况下要宽出路基坡脚0.5~1.0m。对于填筑用,粒径超过10cm的土块必须打碎,在最佳含水量时进行碾压密实。②强夯处理,在对填筑物进行夯实施工前,需要查清地下管线等构筑物的位置及标高,在其上方严禁采用强夯施工,靠近其施工时,必须采取相应的保护措施。根据设计要求,在施工前在施工现场进行选点试夯,通过试夯,进一步对夯锤质量、落距、夯点布置、夯击次数和夯击遍数等施工参数进行确定。
2.4 膨胀土路基处理 在建筑施工过程中,通常情况下,采用加大基础埋深、换土及砂石垫层、采用墩基或柱基加地基梁、桩基的办法对膨胀土地基进行处理。在公路路基工程中,通常需要在填方路基,膨胀土填料处理及路堤边坡防护;挖方路基,路床稳定和路堑边坡防护;排水措施等方面对膨胀土进行处理。2.4.1 在公路工程中,针对以上问题,需要采取下列措施:①处理路床:通常情况下挖除地表下或超挖30~60mm的膨胀土,通过采用改性的膨胀土或者非膨胀土进 行及时、分层回填,并且进行压实。②稳定与压实土料:路基填料通常情况下不能选择强膨胀土,必要的情况下,需要选择膨胀潜势较弱的土料,并进行改良处理。将作为路基填料的膨胀土压实时,按照高含水量、较高密实度的原则进行碾压。③设计路基:挖填路基高度要适中,通常情况下选择浅路堑或低路堤等,高度控制在3m。④排水措施。⑤边坡防护。
2.4.2 膨胀土路基施工技术注意事项:①分段施工,各道工序之间紧密衔接,进行连续施工,逐段完成。②对于膨胀土路基,在施工过程中应避开雨期,并且保持良好的路基排水条件。③边坡预留30~50cm厚土层,按照设计要求,挖完路堑后立即进行削坡与封闭边坡。④通过采用非膨胀土或经改性处理的膨胀土对路床顶面30cm范围内进行换填。⑤在选择路基填料的过程中,通常情况下不能选用强膨胀土。为了确保施工质量,往往需要选择经过改性处理后的中等膨胀土,并且膨胀总率需要控制在0.7%。⑥在施工过程中,结合膨胀土的自由膨胀率,确定碾压机具,在碾压过程中确保最佳的含水量。
三、案例分析
某公路工程地基由于软土厚度大、埋深、承载力和抗剪承载力相对较弱,容易触变对公路及以上沉降的稳定性有较大影响,需要进行软土处理。一段由泥泞的壤土软土路基部分,是2 ~ 5米深度、厚软土地层6 ~ 10米,处理设计包括解决软土地基处理设计和稳定处理设计、稳定安全系数与整合和有效应力法计算,不考虑整合时,安全系数值不小于1.2,工后沉降一般部分允许不能超过0.3米。大部分断面的地基为粉质亚粘土,路堤的土层高度不大于5.5m,软土层厚,土体弱,沉降量大。根据以往的经验,本项目采用袋装砂井方法进行软基处理。它具有理论成熟、结构简单、成本低、易于控制的优点。采用粉末注射桩软基加固,提出了直径为0.5m的粉末注射桩,桩间距为1.2米,梅花式布置。现在有两种解决方案,可提高地基土的承载力,减少沉降要求,但两种比较的成本,袋装沙井处理方案的方法比喷粉桩处理方案好。
结束语
路基处理质量是提高公路工程质量的重要保证,因此,加强路基处理控制非常的重要,特别是对特殊路基的处理。只有处理好了特殊路基,才能降低路基土层的含水量和地下水位,并提高路基的强度,使其满足公路工程设计要求,保证公路工程使用的稳定性和安全性。通过以上分析,可见不同的特殊土有着不同的工程特性和与之相对应的处理措施。施工员及施工单位可根据工程实际特点去选用适当方法对路基采取相应措施去加固加稳。这样才能在造价合理的情况下,保证工程安全与质量。
参考文献
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[3]蒋冲.路基溶洞顶板稳定性影响因素分析.公路工程. 2017.09.
论文作者:莫雅杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/29
标签:路基论文; 土路论文; 土层论文; 情况下论文; 淤泥论文; 含水量论文; 公路论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;