黄土地区高填路基的设计及施工对策论文_贾平霞,刘顺,刘强

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 陕西西安 710065

摘要:本文以陕西省东庄水利枢纽工程进场道路为工程依托,对黄土地区高填路基的稳定性进行了分析,并根据分析结果,提出黄土地区高填路基的设计对策。

关键词:黄土 高填路基 防护

在黄土地区修建公路,由于地形、地质条件较为复杂,出现了很多在建工程的高填深挖问题,给建设施工造成了严重的困扰,也导致公路再建成通车之后出现了更多、更为严重的后遗症,降低了道路服务水平。本文以陕西省东庄水利枢纽工程进场道路为工程依托,对黄土地区高填路基设计对策的进行了研究。该工程所处地区位于泾河两岸,地形陡峭,黄土覆盖层较厚,存在大量高填方路段。

1工程概况

道路位于泾河上游峡谷区,沿线地形陡峭,多为黄土峁梁,地形较破碎,起伏较大。道路全线以第四系黄土为主,厚度大,表部具轻微湿陷性,黄土湿陷等级为Ⅰ级(轻微)。黄土台塬上地势平缓,未发现黄土滑坡。路线黄土段垂直节理发育,冲沟发育,冲沟沟壁陡直,局部形成落水洞,可能会发生坍塌。

道路全线填方路基最大边坡高度37m,填方边坡高度大于20m的路段共3段,累计长度253m,详见表1。

高填路段地基为第③层黄土及古土壤,硬塑,土层中孔隙小,基本无湿陷性,力学强度较高。

2路基稳定性分析

(1)稳定性验算。路堤稳定性分析包括路堤堤身的稳定性、路堤和地基的整体稳定性、路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性三方面内容。高填路基边坡稳定性验算采用简化Bishop法,稳定安全系数取1.35;陡坡路堤段稳定性验算采用不平衡推力法,稳定安全系数取1.3。

通过分析计算,得出上述路段的路基和地基的整体稳定性、路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性均满足相应规范要求,路堤边坡不存在失稳问题。

(2)沉降分析。根据《公路路基设计规范》(JTG D30—2004)中的建议值沉降量计算值为1.5%。

(3)分析结果

根据高填方路堤区域水文、地质条件,同时结合道路荷载等级及平面线形布置情况,选取地勘报告中的岩土体物理力学参数,综合考虑填方路堤边坡高度、弃渣场布置位置、路线平面布置、填土类别等影响因素,选择具有代表性的典型断面进行路基边坡稳定性分析,分析时按照规范中要求的各种工况,同时充分考虑车辆荷载等影响因素,分析各典型断面在相应荷载作用下,各施工阶段路堤稳定性是否满足相应规范要求,并对其稳定性进行评价;根据计算结果,指导相应的施工图设计,同时对于施工中关键的控制性步骤,运行期需要特别关注的部位提出相应的建议和指导意见。

3设计及施工对策

(1)边坡设计。考虑到本工程路堤填料力学性质、边坡高度、车辆荷载和工程地质条件,路堤边坡可如下设计:采用台阶型边坡,平台宽度均为2m,第一台边坡高8m,坡率采用1:1.5,第二台边坡高12m,坡率采用1:1.75,第三台以下每级边坡高度不大于20m,坡率采用1:2.0。

(2)排水设计。在坡脚外侧设置的边沟(排水沟),与各种水沟的连接应顺畅。蒸发池距路基最小距离大于30m,且蒸发池底部应全部衬砌,同时加铺防渗土工布,四周衬砌高度大于2.0m。

(3)取、弃土场设计。在平原微丘区的路段周围布设取土坑时应将农田复耕、排水、绿化、防护工程、环境保护等综合考虑,避免因取土坑的位置离路基太近而形成“高路堤”,取土坑设置在距离路基坡脚边缘大于50m的位置,路基建成后取土坑不得产生积水现象;弃土场设置在路线主线之外,其位置应根据地形、地貌的特点,按照减少水土流失、利于布设排水设施和防护工程、充分利用废旧沟渠、沟岔、坡地的原则设置。

(4)防护设计。根据相关规范的要求,根据公路等级、气候、水文、地质、地形等条件确定,采用工程和生物综合防护体系,以生物防护措施为主。生物防护通常种植草木和灌木,应按照就地取材的原则,选用适宜于本地区生长的草类。为合理控制公路用地面积、增强路基整体稳定性,可在土质高填方路段采用挡土墙防护,以收缩坡脚,根据地形、地貌、材料分布、造价等综合分析后合理选用工程防护措施。工程防护措施主要有干砌片石护坡、浆砌片石护面墙、骨架护坡、坡脚重力式挡土墙、抗滑桩等。支挡防护工程设置的泄水孔,原则上采用排水管排水。受水浸泡和冲刷的防护工程必须满足抗浸泡和冲刷的要求,常水位以下应采用片石混凝土。在干燥路基、降雨量较小地区或坡体中没有额外地表径流汇入的路段,浆砌等防护工程可适当减少或不设泄水孔;对于半填半挖、挖方路段且坡体天然土质中含水量较大的路段或降雨量较多的地区,防护工程的构造物必须预留泄水孔。建议泄水孔采用预埋等断面的PVC管作为排水管,设置间距2~3m,管内直径为110~130mm,管长大于挡土墙厚度且在透水层中的管壁周围预留透水孔,纵坡0.5%~1%,PVC管外周围采用与挡土墙同标号砂浆护壁。

(3)施工处理。

1)加强对原地基的处理。首先对原基底地表进行清表处理,清表后对基底强夯处理,强夯完成后,在基底铺筑40cm砂砾垫层(强夯单击夯击能为1500kN?m,夯点采用梅花形布置,间距采用3m,强夯的遍数应根据最后两击夯沉量不大于3cm确定)。

2)当地面横坡(或纵坡)陡于1:5时,需将原地面挖成宽度不小于2m的台阶;按路堤高度的1.5%工后沉降量进行预留路基顶面加宽设计。

3)严格控制路基压实度及松铺厚度。采用大吨位振动压路机处理。高填路基处控制分层压实度,同时每隔4m进行一次强夯补夯处理,压实度在路基压实度基础上提高2%,并对上路床部分采用5%石灰土进行处理。

4)对于黄土地区的高填路基,由于为整体破坏模式,在填筑高度增加时,需强调施工中填料的选择和压实度的控制,合理安排工序,尽量控制施工时间最短,路基填筑至设计高程后,立即施做坡面防护措施。

5)在路基工程施工期间,地形、地貌受填、挖路基施工和取土、弃土因素的影响,使得实际地形与原设计情况容易发生较大出入,甚至部分排水系统已无法按原设计施工。路基建成后应根据地形、地貌变化后的实际情况,对原设计的路基排水系统进行详细的调查和必要补充、完善,形成完善、系统的综合排水系统。对由于施工过程或其它原因造成的路边积水、径流汇水等,应采取措施及时引出。对涵洞进出口20m范围内的基础应分层夯填压实。

4结论

本文通过工程实践,根据地质资料,结合路基稳定性计算分析结果,因地制宜采取有效的技术措施以确保路基稳定。

5参考文献:

[1]公路路基设计规范(JTG D30一2015)[s].北京:人民交通出版社,2015

[2]陕西省黄土地区公路路基病害防治技术指导意见(DBJTJ/T-001-2005).陕西省交通厅

[3]贾涛等.山区高填路基沉降分析及预测方法研究. 建筑工程技术与设计,2016年9月下

[4]刘毅.陡坡及高填路堤稳定性分析计算及设计. 城市道桥与防洪,2015年6月第6期

论文作者:贾平霞,刘顺,刘强

论文发表刊物:《防护工程》2017年第19期

论文发表时间:2017/12/12

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黄土地区高填路基的设计及施工对策论文_贾平霞,刘顺,刘强
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