高速公路膨脹土地基施工技術(shù)探討
時間:2022-07-10 11:47:07
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摘要:為提高高速公路膨脹土路基施工技術(shù)水平,本文在介紹膨脹土基本特征的基礎(chǔ)上,將膨脹土路基分為路堤與路塹兩方面對其施工技術(shù)進(jìn)行研究,針對膨脹土路基施工時常見問題進(jìn)行分析提出相應(yīng)解決方法,并將膨脹土施工技術(shù)應(yīng)用于實際工程并對其路基頂面彎沉檢測與路表中心沉降觀測,結(jié)果表明:經(jīng)過嚴(yán)格施工技術(shù)控制后其彎沉值與沉降值均滿足規(guī)范要求,能較好解決膨脹土地基問題。
關(guān)鍵詞:高速公路;膨脹土;地基;施工技術(shù)
隨著社會持續(xù)發(fā)展與交通行業(yè)不斷進(jìn)步,機(jī)動車出行越發(fā)普遍,人們對汽車的行駛速度、公路平整度與行車安全也越發(fā)看重,因此必須對路基平整度、穩(wěn)固性及抗自然病害能力提出更為嚴(yán)格的要求。公路地基是一種與大自然廣泛接觸線性結(jié)構(gòu)物,其距離長、施工工程量大,并且影響其性能因素繁多,如行車荷載作用、路基結(jié)構(gòu)性能、施工工藝、養(yǎng)護(hù)措施等,公路路基質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系到建造成型公路的行車質(zhì)量。單從施工角度分析,施工單位針對不同路基因地制宜采用有效技術(shù)措施與規(guī)范施工工藝極其必要。為提高在膨脹土地區(qū)路基施工質(zhì)量,提升施工效率,本文針對高速公路膨脹土地基施工技術(shù)進(jìn)行研究,并實施于某實際工程中,通過檢測其施工后彎沉值與沉降值,分析從施工技術(shù)著手解決膨脹土地基工程病害的效果。
1膨脹土基本特征
膨脹土主要是由強(qiáng)親水性粘土成分蒙脫石與伊力石組成具有膨脹結(jié)構(gòu)的高塑性土,具有明顯多裂縫性、強(qiáng)脹縮性、顯著的超固結(jié)性和強(qiáng)度衰減性。其多出落于二級及二級以上的階地、山前丘陵和盆地邊緣。膨脹土吸水膨脹、失水收縮和反復(fù)變形等性質(zhì)以及其雜亂分布的裂縫,對工程結(jié)構(gòu)物具有嚴(yán)重破壞作用。我國《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTGD30—2015)將其劃分為強(qiáng)膨脹土、中膨脹土、弱膨脹土三類。具體指標(biāo)特性見表1。
2膨脹土路基施工工藝
為處理膨脹土路基對公路質(zhì)量危害,本文將分別從路堤與路塹2方面對其施工技術(shù)進(jìn)行研究,并針對膨脹土路基施工時常見問題進(jìn)行分析提出相應(yīng)解決辦法。
2.1路堤施工
2.1.1施工材料準(zhǔn)備首先對實驗路段膨脹土進(jìn)行液限、塑限、塑性指數(shù)等檢測,選用弱膨脹土作為改良材料,石灰標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到Ⅱ級及其以上,進(jìn)場石灰應(yīng)干燥儲存,并儲存時間不宜過長,消解時間一般控制為7d。2.1.2場地清理施工前應(yīng)將路基用地范圍內(nèi)所有垃圾清除干凈,運往指定地點備用或廢棄,同時協(xié)商有關(guān)部門將施工范圍內(nèi)建筑物、地上地下障礙物等全部拆除。2.1.3摻灰拌合采用二次摻灰工藝,在取土坑附近進(jìn)行取土摻灰,第一次摻總摻量35%消石灰使團(tuán)塊狀膨脹土崩解,形成均勻混合料,采用挖掘機(jī)將混合料翻拌均勻,進(jìn)行燜料砂化3~7d,即可上路。第二次摻灰在路基上進(jìn)行,按松鋪厚度計算單位面積第二次摻灰用量,用人工均勻撒布拌和機(jī)連續(xù)拌合1~2遍使大于1.5cm土塊小于10%即可整平。首先采用推土機(jī)初平,再采用平地機(jī)細(xì)平。2.1.4碾壓成型碾壓一般采用大噸位振動壓路機(jī)從兩邊向中間輕振一遍、重振一遍,再用三輪壓路機(jī)從兩邊向中間重疊半輪碾壓2~3遍,直到無明顯輪跡即可。碾壓過程中禁止壓路機(jī)制動或調(diào)頭,速度不宜超過4km/h,碾壓時以縱向進(jìn)退式進(jìn)行。2.1.5邊坡施工采用拱形骨架植草對路堤邊坡進(jìn)行防護(hù),護(hù)坡每隔14.5m設(shè)置一道沉降縫,縫內(nèi)采用瀝青木板條填塞,其深度不小于10cm
2.2路塹施工
2.2.1挖方
首先進(jìn)行地面排水措施,再采用挖掘機(jī)根據(jù)實際施工情況按橫挖法或縱挖法施工,開挖時分段自上而下進(jìn)行土方開挖,挖至設(shè)計路基標(biāo)高后繼續(xù)開挖至超挖60cm。2.2.2回填與壓實挖方地段挖到路床頂面以下60cm時鋪一層防水土工布,之后采用石灰改良膨脹土進(jìn)行回填,采用分層回填,分層壓實方式進(jìn)行。碾壓從兩側(cè)開始,路面邊緣比內(nèi)里多壓2~3遍,直線段先兩側(cè)后中間,曲線段先內(nèi)側(cè)后外側(cè),壓實是必須注意先輕后重,輕振一遍、重振一遍,再用三輪壓路機(jī)從兩邊向中間重疊半輪碾壓2~3遍。2.2.3邊坡施工采用護(hù)面墻對路塹邊坡進(jìn)行加固,對于高度小于6m的邊坡采單級平臺式邊坡布置形式;對高度大于6m的邊坡采用多級平臺式邊坡布置。
2.3施工常見問題及處理方法膨脹土路基施工經(jīng)常出現(xiàn)邊坡坍滑、不均勻沉降等問題,針對不同工程情況采取措施也不盡相同,具體響應(yīng)措施見表2。
3工程實踐
為研究高速公路膨脹土路基施工技術(shù)實際應(yīng)用效果,本文采用前文所述施工工藝對某膨脹土路基進(jìn)行處治,對施工完成后路基頂面進(jìn)行彎沉檢測,竣工后跟蹤監(jiān)測沉降。選取研究高速公路全長18.42km,膨脹土地質(zhì)路段平均厚度為10m,本路段主要為填方路段。(1)路基頂面彎沉檢測。道路彎沉值是竣工驗收重要指標(biāo)之一,本文在研究高速公路路段選取9個檢測點,分別在不同時間點采用貝克曼梁法對路面頂面彎沉值進(jìn)行檢測,具體數(shù)據(jù)見表3。均值為0.89mm,根據(jù)規(guī)范《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034—2000)計算所得路基彎沉驗收標(biāo)準(zhǔn)值2.42mm,對比說明本研究路段完全符合規(guī)范要求。(2)沉降觀測路基沉降過大或沉降不均是影響路基穩(wěn)定性不足重要因素,本文在研究路段選取9個觀測點,分別在施工完成后一月與施工完成后一年后對路面沉降進(jìn)行觀測,具體數(shù)據(jù)見表4。由表4可知,研究路段施工后一年沉降均值19.34mm,根據(jù)規(guī)范《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTGD30—2015)計算本文研究路段膨脹土地基變形允許值為54.9mm,對比說明本研究路段沉降值完全符合規(guī)范要求。
4結(jié)語
膨脹土因其不良工程特性被稱為“公路癌癥”,決定膨脹土特殊工程性質(zhì)因素是多方面、復(fù)雜多變的,為了解決我國高速公路膨脹土地基導(dǎo)致的路基病害問題,本文從施工技術(shù)這一方面進(jìn)行研究,并將基于本文所述施工技術(shù)應(yīng)用于實際高速公路工程中,結(jié)果表明在嚴(yán)格施工工藝控制下對膨脹土路基進(jìn)行處治后公路路基各指標(biāo)符合規(guī)范要求,對我國今后處理膨脹土地基有重大借鑒作用。
作者:梁志順 單位:京新高速公路張家口管理處
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