路堤范文10篇

时间:2023-03-26 13:32:20

路堤范文篇1

关键词:软土地基公路路堤设计软基计算

东莞镇区联网公路总长207.7km,公路等级一级,设计车速60km/h,双向四车道或双向六车道。包含老路改造加铺沥青路面、老路拓宽、新建道路三部分。按区域划分为5个标段。本文就一标段软土地基路堤设计进行重点论述。

一、水文地质概况

东莞地处珠三角平原区,地势低平,降雨充沛,河网纵横,地下水位受河水及潮水水位的影响。一标段内主要地表水系为东江及其支流水网,纵横交错。地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水,局部具微承压性。地下水位8月期间稳定水位标高介于0.33~2.43m,随潮汐波动,但年变化幅度不超过2m。

原始地貌单元为海陆混合沉积地貌。建设范围内普遍分布有软土,主要特征是:天然含水量高,孔隙比大,压缩性高,强度低,渗透系数小。软土工程性质差。

二、特殊路基处理方法

本项目主要采用了以下几种特殊路基处理方法:

1.垫层法(清淤换填)

本方法用于浅层较软弱地基,即软土深度不超过3米。其基本原理是挖除浅层软土或不良土,换填砂砾,并分层碾压夯实。该方法可以提高持力层的承载力,减少沉降量。但是如果换填厚度超过3m,从经济上来说不可取。

2.塑料排水板

本方法用于深厚软弱地基,且填土高度小于2m的路段。其基本原理是在软基表面施加大于或等于设计使用荷载,经施工期预压后,使被加固土体中的孔隙水排出,软基完成大部分或绝大部分的沉降,预压完成后卸去预压荷载,地基有些回弹,交付使用后地基承受使用荷载再次沉降,但沉降量很小(仅为卸载时的回弹量加剩余沉降量)。达到减少路基工后沉降、孔隙水排出同时,有效应力增加,土中孔隙体积减小,密实度加大,土体强度提高,地基承载力也得到提高。

本项目中采用等载预压。堆载分级施加,荷载施加按设计加载曲线进行。每200~300m设置一个检测断面,每个检测断面设置沉降板三组及边桩二组。当每天地基沉降量小于0.02mm时,可停止预压。

3.粉喷桩

本方法用于深厚软弱地基,且填土高度大于2m的路段以及桥头、涵洞等承载力要求较高的路段。其基本原理是通过施工设备将水泥与原状土的地基土充分搅拌而形成水泥土,通过水泥的水化反应及土颗粒与水泥水化物的凝硬作用、离子交换作用改变软土的性质,与桩间土形成复合地基,可以大大提高承载力,减少沉降。

三、设计计算

1.塑料排水板

本项目各层土的物理力学指标见表3-1:

各层土的物理力学指标表3-1

注:该路段地下水埋深0.79m,填土高度2m。

(1)设计

井径及间距经多次固结试算确定为:等效井径5cm,井距1m,三角形排列。本段软土层较厚,底层没有透水层,排水板的长度为穿透持力层0.5m。平均长度为13.0m。路基底部设置50cm砂垫层。并设置3%~4%的预拱度,保证砂垫层的使用质量。

(2)计算

①沉降计算

总沉降包括瞬时沉降Sd、固结沉降Sc和次固结沉降Ss三部分。瞬时沉降是在加荷初始,地基土的孔隙水压力来不及消散,土的孔隙来不及调整,由地基侧向引起的。这种沉降一般不大,不宜精确计算。固结沉降是在上覆土压力作用下,地基中的孔隙水逐渐排出,体积发生变化引起的,是地基的主要沉降。次固结沉降是指孔隙水压力消散后,在一定有效应力的作用下,土骨架由于蠕动变形引起的,这种沉降很小,持续时间很长。

本工程采用压缩模量(Es)计算主固结沉降Sc:

式中:—压缩模量;

—地基中各分层中点的附加应力增量;

—分层厚度;

由上式计算得本段软土地基的主固结沉降为Sc=0.311m,总沉降S=mSc=0.421m。

再根据,

分别计算出竣工时及基准期结束时固结度Ut1、Ut2,则基准期(15年)内残余沉降St=(Ut2-Ut1)S=0.163m<容许工后沉降0.30m.

②稳定计算

采用有效固结应力法对打排水板前后的路基滑动面进行稳定验算,比较其安全系数。

路基滑动安全系数采用下式计算:

式中:—地基土内抗剪力,,;

—路堤内抗剪力;

—当第j图条的滑裂面在路基填料内时,若该土条滑裂面与设置的屠工织物相交,则P为该层土工织物每延米宽(顺路线方向)的设计拉力;

—各土条在滑弧切线方向的下滑力的总和,;

经过计算,打排水板前后该段路基的滑动破坏最危险滑裂面安全系数分别为1.071,1.278,说明打排水板后路基才稳定。

2.粉喷桩

本项目各层土的物理力学指标见表3-2:

各层土的物理力学指标表3-2

注:该段地下水埋深1.05m,填土高度6m,为桥头路段。

(1)设计

桩径500mm;多次试算确定桩距1.2m,正方形排列;桩长须穿透持力层0.5m。桩喷粉量50kg/m(32.5R普通硅酸盐水泥),掺入比约15%。90d龄期无侧限极限抗压强度为1200Kpa。单桩容许承载力为110KN,复合地基承载力为150Kpa。

(2)计算

①单桩承载力及复合地基承载力计算

单桩承载力计算公式:;

式中:—强度折减系数,可取0.35~0.50;

—桩的截面积;

复合地基承载力计算公式:;

式中:—面积置换率;

—桩间土天然承载力标准值;

—桩间土承载力折减系数,当桩端为软土时,可取0.5~1.0;当桩端为硬土时,可取0.1~0.4;当不考虑桩间软土作用时,可取0。

根据地质资料,计算得单桩承载力,复合地基承载力。

②沉降计算

桩土复合层压缩变形按下式进行计算:

式中:—桩土复合层顶面的平均压力

—桩土复合层地面的附加应力,其值为,其中为桩土复合体的平均容重。

—桩长;

—桩土复合体的变形模量,其值为,分别为桩身灰土和桩间土的变形模量。可取(100~200)。

复合体底面以下未加固土体的压缩变形,采用分层综合法进行。

总沉降。

四、结语

软土地基在选择处理措施时,应考虑地基条件、公路条件及施工条件,尤其要考虑处理措施的特点、对地基的适用性和效果,以确定符合处理目的的处理措施。

参考文献

[1]JTJ017-96.公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].

路堤范文篇2

关键词:高路堤高路堑稳定变形研究

1黄土的基本性质研究

为全面了解国道312线沿线黄土的基本性质,先后在会宁县鸡儿嘴(K105+150)和青江驿(K54+740)取代表性黄土土样,在界石铺到青江驿段K54+680的U形黄土冲沟内取饱和软黄土土样,及在国道309线王源岘子及雷家岘子内取夯填黄土土样,现场测定了含水量和容重,在室内进行了微观结构观测和矿物成份分析及物理力学特性试验,并进行了饱和及非饱和黄土力学性质的本构关系研究。从试验中可以看出,对非饱和的黄土填土,采用Daniel方式的E—μ非线性弹性模型,可以较满意地描述材料的应力应变特性。而对于饱和软黄土,其不排水应力应变及孔隙水压力发展规律,具有特征阶段性。材料的应力应变特性,若用E—μ模型表达,当应力水平S>0.5时,破坏比Rf的微小变化将引起弹性模量Et的很大变化,即放大倍数β对Rf非常敏感。对此研究提出了适合饱和软黄土的一个新的K—G模型及相应的参数确定方法。

实验表明,上述模型已能很好地描述饱和软黄土的应力应变特性。

随着施工的机械化程度的提高及振动碾的采用,填土的干容重已远远超过过去人工夯实及非振动式压路机所能达到的水平。为此,由重型击实标准确定的最大干容重达到18.72kN/m3,最佳含水量降至12.5%。填筑干容重由过去的15.7~16.7kN/m3提高到17.64kN/m3。这对高路堤的性态产生深远的影响。首先干容重的提高使击实土的湿陷系数降至远小于0.015,变为非自重湿陷性黄土。此外,土的压缩系数在P=200kPa、300kPa、和600kPa时,而一般天然黄土的压缩系数为2.0~20.0×10-4kPa-1,这意味着路堤的沉降比过去有所降低,预留沉落量也可相应减小。

2高路堤的离心模拟试验方法

离心模型试验是根据重力场与离心力场等效的原则,利用离心机所提供的离心力场来模拟土工建筑物的重力场。使模型中的应力和应变与原型中对应的数值完全相等。从而客观地显示原型在各个时期和各种受力情况下的性态。它可以在仿真的应力场中模拟土体及结构物,以便揭示其未知性态,或收集积累土体及结构物的性态资料,实现了室内试验和野外试验的完美结合。具有比普通的1.0g模型试验,如土工槽和振动台试验有不可比拟的优点。

3高路堤的平面离心模型试验研究

对应于路基顶宽12m的路堤,共进行了12组平面应变模型的离心试验研究(模型比为1∶200)。路堤高度从30m至63.8m,边坡从1∶1.75变至1∶0.5。试验土体干容重分γd=16.17kN/m3和17.64kN/m3两种。重点模拟了路堤在施工过程中、完工时刻、路堤挡水时三种情况下路堤的性态。模拟的固结变形期为2.3~7.2年,试验时对整个剖面布置了变形观测网,并安装若干位移传感器和土压力盒,测定堤顶沉降和堤内土压力。试验结果表明,当填土干容重γd=16.17kN/m3时,建在天然新黄土上的46m高的黄土路堤,当边坡为1∶1.5时,路堤建成7.2年后,堤顶沉降为100cm;而建在板岩(接近刚性)上的路堤,当边坡比1∶1.5时,建成7.2年后,挡水20m深堤顶沉降为143.7cm,即压实度为86%时,沉降比达3.1%~3.2%。当填土干容重达17.64kN/m3,即压实度达94%时,30m高路堤的沉降比,在不挡水时为0.3%~1.3%,挡水时为0.34%~1.39%。高63.8m的路堤不挡水时,边坡降至1∶0.5时,仍能稳定,且沉降比只为0.60%。但不断挡水和坡面浸水时,边坡1∶1.2为临界边坡,当坡比n≥1.2时,沉降比仅为0.62%,而坡比n降至1.0时,沉降比升至1.25%,当坡比降至0.63时,路堤边坡将整体滑移。

根据试验结果,对于60m以下高度的路堤,从变形角度看,在挡水、坡面冲刷等不利组合下,边坡取1∶1.2是合适的,而从稳定角度看,边坡还可以陡一些。

老黄土或红色黄土地区的路堑边坡情况,也接近上述结果。

4高路堤的三维离心模拟试验研究

三维离心模型试验特点在于考虑冲沟岸坡对路堤的影响,真实地再现高路堤的实际工作状态,研究中共进行了3组试验,模拟了高为30m,γd=17.64kN/m3的路堤,冲沟岸坡分别为1∶0.6和1∶1.0,路堤边坡为1∶1.5,路堤不挡水及挡水时(水位高度为11m)的工作状态,同时还比较了分层填筑与一次填筑的差别,进行了多层填筑,多次运转的三维模型试验。

试验指出,在路堤不挡水时,其沉降仅为堤高的0.22%~1.2%。其中路堤部份压缩量占总沉降的约50%,地基沉降又约占50%。三维模型获得的路堤最大沉降量发生在0.5~0.7堤高的附近,堤顶沉降在施工刚结束时,仅为2cm,而在15m深的水作用1.6年后,堤顶沉降增加40cm。为此建议在正式铺设柔性路面前,让路堤经受1~2个雨季的变形调整是必要的。

沉降沿路中心线的分布规律具有十分重要的意义。虽然沉降在冲沟两端交界附近及中心点较大,而在两侧较小,但在数值上相差并不大,这与一般沉降与填土高度成正比的认识相差很大。因此,若预留沉落量沿轴线以填高成正比布置,则路堤沉降后的形状必然为类似的中部突起而两端下陷的不利情况。这种情况后来已在G312线车道岭段的若干路堤上被证实。为此,建议新黄土地区预留沉落量应均匀布置。两端的起点应在冲沟边缘前5m左右。

5高路堤的三维非线性有限元分析

为了细致地了解黄土高路堤及冲沟体系的空间变形和应力分布情况,进行了高30m,坡比为1∶1.5的高路堤横剖面的平面应变非线性有限元分析,以及冲沟宽高比分别为B/H=2.2、1.6、1.0时,路堤冲沟体系的三维非线性有限元分析。主要结论为:

(1)地基为坚实黄土时,30m高路堤堤顶沉降为16cm;地基为深厚新黄土时,堤顶最大沉降为36.7cm。计算沉降比实测沉降稍小,主要因为试验的加载速率较快,试验结果偏于安全。

(2)沉降沿冲沟方向的分布形状为:靠近冲沟起始及终了位置附近的沉降大,两中部沉降小,这已为三维离心试验所揭示。

(3)由于新黄土冲沟压缩变形后,强度有所增加,试验测定的沟底土压力,略比计算值小,即拱效应更加强烈。

(4)在跨沟方向和顺沟方向皆存在拱效应。

6黄土高边坡稳定分析方法

黄土高路堤和高路堑的滑动形态,经分析仍以圆弧形滑动面的符合程度最好,因而采用了圆弧条分法对黄土边坡进行稳定计算,在微机上调试成功了可采用瑞典圆弧法或简化肖甫法的计算程序,即多种土质转动平衡分析程序REAME(RotationalEgailibriumAnalysisofmultilayeredEmbankmongs)。

该程序的特点如下:

(1)可处理由很多土质组成的任何形状的边坡。

(2)可计算静态情况,也可计算有地震的情况。

(3)可根据给定的测压管水面线或孔隙压力比考虑渗流的作用,若需要还可同时考虑几种渗流的情况。

(4)既可用简化肖甫法,也可用常规法求安全系数。当用常规法找到最危险圆弧后,对此特定圆弧,也可用简化肖甫法计算安全系数。

(5)在半径控制上可设立一个或多个半径控制区的圆弧数目,也可以给定。

(6)最危险圆弧的探索,既可采用自动搜索,也可采用通过网络的搜索方法。

(7)为避免形成浅层圆弧滑面,可以事先给定一个最小深度,如果每个圆弧的最大条块高度比最小深度还小,则不进行计算。

REAME程序的框图。验证表明,该程序的计算结果,同实验结果是吻合的。例如,高63.8m,坡比1∶0.50的边坡稳定系数为1.39,而坡比为1∶0.63但上游挡水23m深时,Fs=0.848<1.0,说明已溃溻。

7改进黄土高路堤设计的若干建议

通过对黄土的力学特性、高路堤的变形和稳定性状态的认识,拟提出以下设计和施工改进措施:

(1)填土干密度应严格质量控制,若压实度不足90%,则沉降将显著增加。

(2)对压实度达到94%的黄土高路堤,沉降为堤高的0.5%~0.9%。挡水至堤高的1/3时,路堤沉降将进一步增加。故建议预留沉降量为堤高的1.0%~1.5%。路堤处在腰岘部位或有涵洞时,预留沉降量可相应减少。

(3)对跨越新黄土地区冲沟的高路堤,预留沉降量宜沿路线均匀布置,只有跨越坚硬黄土地带的冲沟时,才能将预留沉降量以同堤高成正比的方式布置。

(4)对60m以内高度的路堤,无论从变形还是稳定的因素考虑,采用1∶1.2边坡即可满足要求。为此,常规分为1∶1.5、1∶1.75、1∶1.20和1∶2.25几级变坡设计的方案,可简化为1∶1.2或1∶1.5一坡到顶。错台,只有在养护需要时,才有必要设置。

路堤范文篇3

关键词:高速公路,膨胀土,含水量,施工工艺

膨胀土在施工过程中,会通过吸收水分避免结构因失水出现裂缝,所以膨胀土的施工工艺与其他粘性土的施工工艺有着很大的区别,我国对于膨胀土的施工技术也做出了要求,其中对膨胀土施工的厚度、土团径粒、压实含水量等都有着明确的规定,但从实际的施工角度来讲,这些规定的内容可行性低,有些甚至无法应用到施工中,所以我国当前高速公路施工经常出现路堤整体或局部下沉、基床出现冒泥或两侧边坡稳定性下降的问题,严重的影响了施工质量和工程的安全性。为此文章以某高速公路膨胀土路堤填筑施工为例,论述了其在施工前试验段的施工工艺方案和实验结果,为日后其他的施工提供优化建议和质量控制指导。

1高速公路膨胀土路堤填筑试验段施工工艺方案

1.1填筑材料和填筑机械设备分析。填筑施工中需要的材料有两种:一种是膨胀土,另一种是石灰经过改良后的中性膨胀土,在试验过程中需要通过CBR实验进行材料性质检测,其中填筑施工中膨胀土的含水量为24%左右,每立方厘米膨胀土的最大干密度为1.68g;石灰经过改良后的中性膨胀土的含水量在23.5%左右,每立方厘米膨胀土的最大干密度为1.58g。施工过程中应用到的主要机械设备有:陕建WBZ21路拌机,其宽度在2.1m,能够实现的最大搅拌深度为0.4m;宝马BW217D振动碾压机,吨位为18t,最大振力为600kN;成工PY165平地机,刀片的宽度为3.9m。1.2填筑施工试验方案。此次试验分为两个区域:A区和B区,其中A区采用的是不改良包边施工,主要是在填芯阶段,B区采用的是石灰盖梁施工方式。为了在施工过程中获得准确的质量控制参数,在没有采用现场搅拌的前提下,对现场路拌的次数和松铺情况下铺设厚度、碾压次数以及碾压速度等施工参数进行了不同组合,大约有20种。其中A区试验有8种组合,B区试验有12种组合,具体数据见表1[1]。两个试验区的面积为25m×2m,通过对试验数据分析,可以选择最优的施工方式。1.3试验过程中的检测项目。本次试验过程中需要进行两项检测,一是路拌结束后对土团质量百分比的检测;二是在碾压过程中,前两次进行的是静压,后续需要进行的是振动碾压,而且从第四遍开始,每一次碾压过后,都要检测膨胀土的含水量和压实度[2]。

2高速公路膨胀土路堤填筑试验段施工结果分析

2.1施工中对控制含水量分析。在施工试验阶段,大部分操作都在室内进行,通过其反映出的膨胀土施工特性,得出以下结论:在路堤填筑施工中,膨胀土的含水量要比最合理的含水量稍高一些,但干密度略低[3]。如果将试验的施工工艺应用到实际施工中,能够满足高速公路的施工要求,也能保障工程的整体稳定性。通过对试验结果的分析,A试验区在进行压实后,其内部的含水量与设计要求的含水量基本相符,B试验区的含水量要比设计的含水量要求过高,而且试验阶段的压实次数完全能够满足施工中压实度的要求,如果当施工中膨胀土结构的含水量超过设计要求时,可以通过增加碾压次数,提高结构的压实度来控制含水量。但在使用这种方法前,要通过击实试验和CBR实验检测出施工要求的含水量,这样才能有效的控制施工质量;而且得到含水量的上下限范围后,对于施工按年度的降低也有一定的帮助,此次试验过程中,对于两个试验区含水量的控制是有区别的,A试验区采用的重型击实和湿法施工,所以含水量可以在1%上下进行浮动,但在施工中可能出现含水量未达到设计要求,但也能满足施工压实度的要求,这种施工中由于CBR的强度较低,不建议采用这种方式;B试验区含水量可以在2%上下浮动,而且在不同的施工位置上,含水量的浮动范围可以扩大到4%。这种结合实际施工情况进行含水量控制的方式,不仅能够提升施工的水稳定性,还有利于提高施工效率[4]。2.2施工中松铺厚度和路拌次数分析。在我国施工规范中规定,膨胀土及改性的膨胀土在施工过程中土团的最大粒径不能超过5cm,而土团粒径是施工中影响结构均匀度和压实度的最主要因素,所以施工中土团粒径越小才能获得更高质量的施工结果。为此,在试验过程中,进行了土团粒径合格百分比检测,发现无论路拌的次数是否相同,只要随着松铺厚度的提升,均匀度都会有所下降,其中路拌次数是1的时候,随着松铺厚度的增加,均匀度会有明显的下降;但在后续的第二次路拌或第三次时,均匀度下降的表现并不明显。在试验过程中,虽热均匀度会随着路拌次数发生变化,但两种施工材料在具体的变化上又存在着较大的差异,例如当松铺厚度达到了25cm~30cm,那么均匀度的平均值与路拌次数呈现出的是正比例关系,而且变化较大;如果路拌次数只有一次或两次,而且松铺厚度不变,那么经过改性的膨胀土变化幅度上要比膨胀土小很多,也可以说变化非常不明显。通过上述论述的分析发现,当含水量在合理的范围内时,不改良包边施工中最合理的路拌次数为1次~2次,松铺厚度最好控制在27cm;石灰改良施工最合理的路拌次数为2次,松铺厚度最好控制在26cm~30cm范围内。2.3施工中碾压次数、速度与压实度之间的关系分析。在相同的碾压次数下,松铺厚度如果持续增加,那么压实度会随着下降,但松铺厚度在25cm~30cm范围对压实度的影响较小。而碾压次数与压实度之间呈现的是正比例关系,也就是说碾压次数的增加,压实度也会随着增加,但在达到上限后,压实度的变化非常小。而碾压速度与压实度之间的关系较小,但受到压实功的影响,当碾压速度在2km/h~3km/h范围内时,对压实度的影响是最小的,所以在施工中可以将碾压速度控制在此范围内[5]。需要注意的是,在分析碾压次数与对压实度的影响时,还要考虑松铺厚度和不均匀性因素造成的影响。

3结语

从当前高速公路的实际情况来看,用膨胀土进行路堤填筑施工在质量上还无法实现有效的控制和保障,需要通过结合多项参数进行实验才能完成路堤填筑施工,为此,文章通过对高速公路膨胀土路堤填筑施工工艺参数的研究,希望能够为实际施工提供参考和借鉴。

参考文献:

[1]唐咸远,杨和平,肖杰,等.包芯法填筑膨胀土路堤的施工技术研究[J].公路,2012,23(12):52-55.

[2]彭华中,王涛.膨胀土地区公路路堤填筑施工技术[J].科技创新导报,2013,24(18):97-98.

[3]周勇明,顾生.膨胀土路堤物理处治技术的应用研究[J].西部交通科技,2013,19(5):10-13,55.

[4]张柯宏.高速铁路膨胀土路堤沉降变形及湿热性状监测与分析[D].成都:西南交通大学,2015.

路堤范文篇4

摘要:软土地基公路路堤设计软基计算

东莞镇区联网公路总长207.7km,公路等级一级,设计车速60km/h,双向四车道或双向六车道。包含老路改造加铺沥青路面、老路拓宽、新建道路三部分。按区域划分为5个标段。本文就一标段软土地基路堤设计进行重点论述。

一、水文地质概况

东莞地处珠三角平原区,地势低平,降雨充沛,河网纵横,地下水位受河水及潮水水位的影响。一标段内主要地表水系为东江及其支流水网,纵横交错。地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水,局部具微承压性。地下水位8月期间稳定水位标高介于0.33~2.43m,随潮汐波动,但年变化幅度不超过2m。

原始地貌单元为海陆混合沉积地貌。建设范围内普遍分布有软土,主要特征是摘要:天然含水量高,孔隙比大,压缩性高,强度低,渗透系数小。软土工程性质差。

二、非凡路基处理方法

本项目主要采用了以下几种非凡路基处理方法摘要:

1.垫层法(清淤换填)

本方法用于浅层较软弱地基,即软土深度不超过3米。其基本原理是挖除浅层软土或不良土,换填砂砾,并分层碾压夯实。该方法可以提高持力层的承载力,减少沉降量。但是假如换填厚度超过3m,从经济上来说不可取。

2.塑料排水板

本方法用于深厚软弱地基,且填土高度小于2m的路段。其基本原理是在软基表面施加大于或等于设计使用荷载,经施工期预压后,使被加固土体中的孔隙水排出,软基完成大部分或绝大部分的沉降,预压完成后卸去预压荷载,地基有些回弹,交付使用后地基承受使用荷载再次沉降,但沉降量很小(仅为卸载时的回弹量加剩余沉降量)。达到减少路基工后沉降、孔隙水排出同时,有效应力增加,土中孔隙体积减小,密实度加大,土体强度提高,地基承载力也得到提高。

本项目中采用等载预压。堆载分级施加,荷载施加按设计加载曲线进行。每200~300m设置一个检测断面,每个检测断面设置沉降板三组及边桩二组。当天天地基沉降量小于0.02mm时,可停止预压。

3.粉喷桩

本方法用于深厚软弱地基,且填土高度大于2m的路段以及桥头、涵洞等承载力要求较高的路段。其基本原理是通过施工设备将水泥和原状土的地基土充分搅拌而形成水泥土,通过水泥的水化反应及土颗粒和水泥水化物的凝硬功能、离子交换功能改变软土的性质,和桩间土形成复合地基,可以大大提高承载力,减少沉降。

三、设计计算

1.塑料排水板

本项目各层土的物理力学指标见表3-1摘要:

各层土的物理力学指标表3-1

注摘要:该路段地下水埋深0.79m,填土高度2m。

(1)设计

井径及间距经多次固结试算确定为摘要:等效井径5cm,井距1m,三角形排列。本段软土层较厚,底层没有透水层,排水板的长度为穿透持力层0.5m。平均长度为13.0m。路基底部设置50cm砂垫层。并设置3%~4%的预拱度,保证砂垫层的使用质量。

(2)计算

①沉降计算

总沉降包括瞬时沉降Sd、固结沉降Sc和次固结沉降Ss三部分。瞬时沉降是在加荷初始,地基土的孔隙水压力来不及消散,土的孔隙来不及调整,由地基侧向引起的。这种沉降一般不大,不宜精确计算。固结沉降是在上覆土压力功能下,地基中的孔隙水逐渐排出,体积发生变化引起的,是地基的主要沉降。次固结沉降是指孔隙水压力消散后,在一定有效应力的功能下,土骨架由于蠕动变形引起的,这种沉降很小,持续时间很长。

本工程采用压缩模量(Es)计算主固结沉降Sc摘要:

式中摘要:—压缩模量;

—地基中各分层中点的附加应力增量;

—分层厚度;

由上式计算得本段软土地基的主固结沉降为Sc=0.311m,总沉降S=mSc=0.421m。

再根据,

分别计算出竣工时及基准期结束时固结度Ut1、Ut2,则基准期(15年)内残余沉降St=(Ut2-Ut1)S=0.163m%26lt;容许工后沉降0.30m.

②稳定计算

采用有效固结应力法对打排水板前后的路基滑动面进行稳定验算,比较其平安系数。

路基滑动平安系数采用下式计算摘要:

式中摘要:—地基土内抗剪力,,;

—路堤内抗剪力;

—当第j图条的滑裂面在路基填料内时,若该土条滑裂面和设置的屠工织物相交,则P为该层土工织物每延米宽(顺路线方向)的设计拉力;

—各土条在滑弧切线方向的下滑力的总和,;

经过计算,打排水板前后该段路基的滑动破坏最危险滑裂面平安系数分别为1.071,1.278,说明打排水板后路基才稳定。

2.粉喷桩

本项目各层土的物理力学指标见表3-2摘要:

各层土的物理力学指标表3-2

注摘要:该段地下水埋深1.05m,填土高度6m,为桥头路段。

(1)设计

桩径500mm;多次试算确定桩距1.2m,正方形排列;桩长须穿透持力层0.5m。桩喷粉量50kg/m(32.5R普通硅酸盐水泥),掺入比约15%。90d龄期无侧限极限抗压强度为1200Kpa。单桩容许承载力为110KN,复合地基承载力为150Kpa。

(2)计算

①单桩承载力及复合地基承载力计算

单桩承载力计算公式摘要:;

式中摘要:—强度折减系数,可取0.35~0.50;

—桩的截面积;

复合地基承载力计算公式摘要:;

式中摘要:—面积置换率;

—桩间土天然承载力标准值;

—桩间土承载力折减系数,当桩端为软土时,可取0.5~1.0;当桩端为硬土时,可取0.1~0.4;当不考虑桩间软土功能时,可取0。

根据地质资料,计算得单桩承载力,复合地基承载力。

②沉降计算

桩土复合层压缩变形按下式进行计算摘要:

式中摘要:—桩土复合层顶面的平均压力

—桩土复合层地面的附加应力,其值为,其中为桩土复合体的平均容重。

—桩长;

—桩土复合体的变形模量,其值为,分别为桩身灰土和桩间土的变形模量。可取(100~200)。

复合体底面以下未加固土体的压缩变形,采用分层综合法进行。

总沉降。

四、结语

软土地基在选择处理办法时,应考虑地基条件、公路条件及施工条件,尤其要考虑处理办法的特征、对地基的适用性和效果,以确定符合处理目的的处理办法。

参考文献

[1JTJ017-96.公路软土地基路堤设计和施工技术规范[S.

路堤范文篇5

【关键词】路堤施工稳定性对策

公路路基是公路线型构造物的主体,又是路面的基础。路基的功能要求它长期重复承受路面传下来的车轮荷载,要抵抗这些荷载在路基结构内部产生的应力、应变和位移,路基结构整体及各组成部分都要具有与行车荷载相适应的能力路基这一产品的露天性又决定了它长期周期性地经受温度和湿度变化的影响,经受大气降水及地表水、地下水的侵袭,要抵抗自然因素产生的冻涨、软化、滑坡等危害,又要求路基结构整体及各组成部分都要具有适应自然因素的能力。

路堤作为路基的三种主要形式之一,其质量优劣直接影响到路基与基底、路基与桥梁涵洞的联结,影响到公路的使用效果和使用寿命。路基质量靠合理的设计来保证,靠精心的施工来实现。消灭质量通病是质量管理目标之一,在设计合理的前提下,要靠不断解决施工中的难点来保证。笔者多年在丘陵地区从事设计、施工工作,经专题研究,丘陵地区路堤施工的难点可归纳为六个方面,下面分别作出具体分析,探讨采取的对策。

一、填料中大粒径料超标

按施工规范要求,上、下路床的最大粒径是10cm,上、下路堤的最大粒径是15cm丘陵地区路堤填筑无论是从挖方利用还是路外选土场,都存在超规定的大粒径石料较多的问题。达到虚铺厚度的石料俗称“顶天立地”。超过虚铺厚度的则会给施工带来更大困难。当压路机碾压时,能够压碎对施工还算好些,压不碎的大石块对压路机起支承作用,使大石块周围的填料无法被压实,平整度要求更无法达到。如不清除势必影响到压实质量,给路基不均匀沉降埋下了隐患,也对上一层的平整度不利。

所以,对不能压碎且超过压实厚度0.8倍的石块要坚决清除,决不能用增大分层厚度的方法来迁就下路床的第一层料,要用偏心震动碾碾压至少三遍。

二、填料质量变化大

在施工前必须先取有代表性的土样,通过标准击实试验确定土的最大干密度,作为检验路基压实度的标准通过液塑限联合试验确定土的最佳含水量,用以指导施工。山区土场从地表向下有明显的层状,变化频繁,因此取样的代表性很差。路基压实度检测中要注意两种特殊情况:一是“超密”(压实度超过100%),二是不足(实际上已压实)。适当加大标准击实试验频率靠碾压遍数和碾压无轮迹作为辅助检验方法将《规范》规定的压实度提高一个百分点。

三、山坡路基基底横向坡度大

当路线经过倾斜的山坡,无论是全填路基还是半填半挖的填方部分的路堤,它们与基底之间都存在着一个滑动面。如处理不好,会造成路基失稳、边坡塌方、甚至路堤沿山坡滑动,是质量和安全的重大隐患。

对策:当横坡小于1∶5时,清除表土直接压实后从下往上水平分层逐层填筑。当横坡超过1∶5时,除按规范规定横向挖台阶外,还要注意:从最低处开始按水平分层逐层填筑,所挖台阶必须按该层所处的压实度分区的标准用压路机压实后方能填筑。

四、原地面纵坡大、起伏大

由于丘陵地区原地面纵坡大,纵断面设计线的设计坡度与原地面相差很大,起伏频繁,填挖交替,使路堤施工无法形成纵向较长和横断面一次达到路基全宽的工作面。所以只能从最低处开始分层分部分填筑,逐渐形成较长的工作面。施工中由于工作面小,压实机械行程短,纵向填挖差异大,容易造成压实度分区错误或压实度不足。要解决压实度分区难的问题,按部分、按纵横坡度细心地计算施工部分到路面底的高度,以此来判断压实度,并分区作好记录。在路堤的顶部不能再按水平分层法,必须按纵坡分层法来分层,以使整个路堤顶层纵横全部达到设计标高,从而保证上面等厚的80cm的路床。

由于工作面多,就形成了纵向先后不同施工段之间的联结问题,先施工完的路段的两侧与后填路段的接头处,如挖台阶不便于压实,可用推土机推出小于30度的斜面,用重型压路机压实后再与后修的路段联接。

五、“鸡爪沟”多

丘陵地区有走向曲折的山沟,深浅变化大沟内有树、腐质土等,鸡爪沟又不能都修涵洞,如处理不好,将产生沉陷或裂缝。

所以对每一个鸡爪沟进行平面和纵向的实测,区别不同情况处理。大体分三方面:清楚树根和杂物沟壁按挖台阶处理按水平分层法填筑。

六、桥台后填土困难

丘陵地区桥高,台后填土困难,容易产生“桥头跳车”。因桥梁结构物本身刚度大,而路基是柔性的。由于刚度不同,在外荷载及自重作用下,无论是基础以下还是基础本身,产生的压缩相对不同。桥跨结构的刚度较大,变形较小,丘陵地区桥梁基础多直接在岩石上,其基础下部不会产生明显变形。丘陵地区由于桥高,台后填土高度也大,产生的变形也大。在施工中,桥涵两端路堤与桥台之间必然会留下一个衔接部位,放到最后修。由于作业面窄,压路机不便于碾压,容易产生死角。公务员之家

路堤范文篇6

1.1造价低廉,经济效益显著

填砂路堤方案结合项目所在地的地域特点,以当地储量丰富的天然砂作为路堤填料,避免了长距离运土造成的建设成本大幅增加,因此填砂路堤工程的造价要比传统填料路堤明显降低。

1.2施工简便,施工速度快

填砂路堤结构简单,施工技术容易掌握,所需的施工机械较少,施工工序少,施工组织简单,对施工环境要求不高,施工受气候条件影响较小,因此,填砂路堤施工速度快、施工周期短。

1.3保护环境,社会效益显著

取天然砂作为路堤填料,可以有效减少取土造成的农田毁坏,保护道路沿线生态环境,节约大量耕地,具有良好的社会效益。

2东明黄河公路大桥天然砂工程特性

东明黄河公路大桥东接山东省日照至东明高速公路,西接河南省在建的济源至东明高速公路,横跨黄河,主线总里程为23.50km。天然砂的工程特性,如透水性、压缩性和强度等,在很大程度上取决于土的颗粒级配。对东明地区的天然砂进行采样,对砂样进行颗粒分析。

3填砂路堤设计方案

(1)填芯砂砾是填砂路堤的核心组成部分,利用合格的天然砂填筑,位于路基中部,是路面结构与车辆荷载的核心承载体;

(2)包边土设置于两侧边坡,多为黏性土,主要功能是包裹砂芯,防止弱粘聚力、流动性强的砂粒崩落,保护边坡免受水流冲刷和易于绿化、植被防护等。包边土厚度多为1~3m不等;

(3)上封层位于砂芯与包边土顶部,路面结构层底部,一般采用水泥砂、水泥土、石灰土等。上封层主要用作隔离层,把路面结构层和填砂部分隔离开来,这样既可以避免路面水渗入到路基中软化路堤,对路基稳定造成不利,又可保证压实度。

4填砂路堤稳定性分析

与常规填土路堤相比,填砂路堤填芯砂砾黏聚力c值较小,稳定性问题的分析显得更为突出,如路堤填高较大、路堤边坡坡度较陡、地表倾斜等,则填砂路堤失稳可能性将急剧增加。本文对填砂路堤稳定性采用简化Bishop法进行分析计算,安全系数取值1.35,滑裂面形状采用圆弧滑动法。计算软件采用理正岩土5.6版。

5填砂路堤施工设计方案注意事项

(1)严格控制填料的含水量,如细砂的含水量大于最佳含水量2%,则需晾晒直至含水量符合要求后才进行碾压;如小于最佳含水量2%,应洒水补充填料的含水量至最佳含水量后进行碾压;

(2)严格控制松铺厚度,第一层松铺厚度不超过50cm,其他各层松铺厚度不超过30cm;

(3)碾压工艺:静压2遍、振动碾压4遍、静压2遍,碾压顺序由两边向中间,纵向进退式行进,横向轮迹重叠0.4~0.5m,碾压速度不超过4km/h。碾压完毕后采用灌沙法检测压实度;

(4)包边土厚度根据试验路段确定的松铺系数及细砂土计划铺筑厚度进行施工,保证包边土压实后高度与细砂土压实后高度一致,防止包边土与细砂土交界处出现错台,一侧压实度达不到规范要求;

(5)粉细砂填筑路堤在下雨时容易受冲刷,导致边坡崩塌。为保证填砂路基不受雨水冲刷,包边土施工建议与填砂同步进行,每一层包边土和细砂填料同时填筑到位,先压实外侧包边土,再碾压内部细砂填料;

(6)路堤填土宽度每侧应宽于填土设计宽度,压实宽度不得小于设计宽度,最后削坡。填筑路堤采用水平分层填筑法施工,即按照横断面全宽分成水平层次逐层向上填筑。若原地面不平,应由最低处分层填起,每填一层,经压实符合规定之后,再填上一层。原地面纵坡大于12%的地段,可采用纵向分层法施工,沿纵坡分层,逐层填压密实。

6结语

修建高速公路,因地制宜地选用填砂路基是经济、可行的:

(1)天然砂是一种水稳材料,当水源充足,在碾压前经洒水后其本身就能起到沉实作用,再经振动压路机及时碾压,则很少的碾压次数就能达到重型击实标准规定的密实度,而且施工速度比一般填土路基快;

(2)天然砂填料本身吸水及滤水能力强,施工时对含水量要求的范围较宽,有利于雨季施工;

路堤范文篇7

【关键词】路堤施工稳定性对策

公路路基是公路线型构造物的主体,又是路面的基础。路基的功能要求它长期重复承受路面传下来的车轮荷载,要抵抗这些荷载在路基结构内部产生的应力、应变和位移,路基结构整体及各组成部分都要具有与行车荷载相适应的能力路基这一产品的露天性又决定了它长期周期性地经受温度和湿度变化的影响,经受大气降水及地表水、地下水的侵袭,要抵抗自然因素产生的冻涨、软化、滑坡等危害,又要求路基结构整体及各组成部分都要具有适应自然因素的能力。

路堤作为路基的三种主要形式之一,其质量优劣直接影响到路基与基底、路基与桥梁涵洞的联结,影响到公路的使用效果和使用寿命。路基质量靠合理的设计来保证,靠精心的施工来实现。消灭质量通病是质量管理目标之一,在设计合理的前提下,要靠不断解决施工中的难点来保证。笔者多年在丘陵地区从事设计、施工工作,经专题研究,丘陵地区路堤施工的难点可归纳为六个方面,下面分别作出具体分析,探讨采取的对策。

一、填料中大粒径料超标

按施工规范要求,上、下路床的最大粒径是10cm,上、下路堤的最大粒径是15cm丘陵地区路堤填筑无论是从挖方利用还是路外选土场,都存在超规定的大粒径石料较多的问题。达到虚铺厚度的石料俗称“顶天立地”。超过虚铺厚度的则会给施工带来更大困难。当压路机碾压时,能够压碎对施工还算好些,压不碎的大石块对压路机起支承作用,使大石块周围的填料无法被压实,平整度要求更无法达到。如不清除势必影响到压实质量,给路基不均匀沉降埋下了隐患,也对上一层的平整度不利。

所以,对不能压碎且超过压实厚度0.8倍的石块要坚决清除,决不能用增大分层厚度的方法来迁就下路床的第一层料,要用偏心震动碾碾压至少三遍。

二、填料质量变化大

在施工前必须先取有代表性的土样,通过标准击实试验确定土的最大干密度,作为检验路基压实度的标准通过液塑限联合试验确定土的最佳含水量,用以指导施工。山区土场从地表向下有明显的层状,变化频繁,因此取样的代表性很差。路基压实度检测中要注意两种特殊情况:一是“超密”(压实度超过100%),二是不足(实际上已压实)。适当加大标准击实试验频率靠碾压遍数和碾压无轮迹作为辅助检验方法将《规范》规定的压实度提高一个百分点。

三、山坡路基基底横向坡度大

当路线经过倾斜的山坡,无论是全填路基还是半填半挖的填方部分的路堤,它们与基底之间都存在着一个滑动面。如处理不好,会造成路基失稳、边坡塌方、甚至路堤沿山坡滑动,是质量和安全的重大隐患。

对策:当横坡小于1∶5时,清除表土直接压实后从下往上水平分层逐层填筑。当横坡超过1∶5时,除按规范规定横向挖台阶外,还要注意:从最低处开始按水平分层逐层填筑,所挖台阶必须按该层所处的压实度分区的标准用压路机压实后方能填筑。

四、原地面纵坡大、起伏大

由于丘陵地区原地面纵坡大,纵断面设计线的设计坡度与原地面相差很大,起伏频繁,填挖交替,使路堤施工无法形成纵向较长和横断面一次达到路基全宽的工作面。所以只能从最低处开始分层分部分填筑,逐渐形成较长的工作面。施工中由于工作面小,压实机械行程短,纵向填挖差异大,容易造成压实度分区错误或压实度不足。要解决压实度分区难的问题,按部分、按纵横坡度细心地计算施工部分到路面底的高度,以此来判断压实度,并分区作好记录。在路堤的顶部不能再按水平分层法,必须按纵坡分层法来分层,以使整个路堤顶层纵横全部达到设计标高,从而保证上面等厚的80cm的路床。

由于工作面多,就形成了纵向先后不同施工段之间的联结问题,先施工完的路段的两侧与后填路段的接头处,如挖台阶不便于压实,可用推土机推出小于30度的斜面,用重型压路机压实后再与后修的路段联接。

五、“鸡爪沟”多

丘陵地区有走向曲折的山沟,深浅变化大沟内有树、腐质土等,鸡爪沟又不能都修涵洞,如处理不好,将产生沉陷或裂缝。

所以对每一个鸡爪沟进行平面和纵向的实测,区别不同情况处理。大体分三方面:清楚树根和杂物沟壁按挖台阶处理按水平分层法填筑。

六、桥台后填土困难

丘陵地区桥高,台后填土困难,容易产生“桥头跳车”。因桥梁结构物本身刚度大,而路基是柔性的。由于刚度不同,在外荷载及自重作用下,无论是基础以下还是基础本身,产生的压缩相对不同。桥跨结构的刚度较大,变形较小,丘陵地区桥梁基础多直接在岩石上,其基础下部不会产生明显变形。丘陵地区由于桥高,台后填土高度也大,产生的变形也大。在施工中,桥涵两端路堤与桥台之间必然会留下一个衔接部位,放到最后修。由于作业面窄,压路机不便于碾压,容易产生死角。公务员之家

对策:最大限度地提高台后回填材料的刚度,最大限度地减小竖向变形。选用材料回弹模量大,透水性好、级配良好的砂砾作为填料,分层厚度虚铺不超过20cm,洒水碾压密实,使其接近最大密实度,每层压实度均按98%控制。从桥台承台顶向后2m,再向后按1∶1的坡度延伸到路基表面。桥台基坑向后挖出1∶5的台阶,必须使压路机能够作业,压路机难以压实的边角用小冲击夯压实。为使台背与路基结合好,每层压实时,路基、台背及锥坡均形成一个工作面,压路机沿路线纵向行驶。

总之,丘陵地区具有砂石材料多、强度高,地基强度好等有利因素,同时也存在上述不利因素。在路堤施工中,路堤与原地面、路堤与桥涵、路堤与排水构筑物之间的联结问题及路堤的力学稳定性问题突出,应当引起人们的重视。

参考文献:

路堤范文篇8

关键词:填石路堤;施工工艺;质量检查;控制方法

一、引言

填料粒径大于2mm含量超过70%,粒径小于0.074mm含量低于15%的路堤称为填石路堤[1]。填石路堤填料的压实及其力学特性等主要取决对于粗粒部分,这与填土路堤相比具有不易压实,较高的抗剪强度,质量评定困难,容易发生沉降变形等特点,因此,填石路堤在质量控制方面较填土路堤有更严格的要求[2]。填石路堤面临的主要问题包括检测手段、压实工艺以及粗粒料的压实特性、路堤的沉降和稳定性评价等[3]。近年来,我国公路施工机械得到快速发展,目前施工机械水平已经大大超过以前,施工技术水平也在逐渐提高,同时,一些新的压实方式(如强夯、冲击碾压等)也逐渐得到应用[4]。但主要靠施工经验,缺乏系统的研究。同时,从二十世纪八十年代至九十年代中期,填石路堤在公路方面仅修筑很少,但这些工程在检测与施工工艺方面进行了一些探索[5]。在路基设计规范中,推荐以重型压实机具和压实沉降差进行压实检测。在现有的施工实例中,有的用压路机上的压实计检测,有的用表面沉降量控制压实质量,也有的采取施工工艺质量控制。在我国水电部门,一般采用孔隙率或干容重作控制标准,由现场挖试坑的方法进行检测。可见,现有的填石路堤的质量检测手段与评价标准很不统一。综上所述,对于填石路堤的研究还相对较为薄弱,目前对压实层厚的要求较严(一般小于60cm),对施工效率产生了较大影响。在坚硬岩石的大粒径厚层填石路堤的施工和质量控制方面,还缺乏系统的研究。在压实机具的功能和种类都有较大进步的今天,开展大粒径填石路堤修筑技术研究,具有较高的现实意义和必要性。因此,针对现有施工水平和压实机具,开展较大层厚的(80~120cm)大粒径填石路堤施工技术研究很有必要。同时,有必要提出填石路堤的压实质量检查与控制方法,为相关研究提供借鉴与参考。

二、填筑试验

在大规模施工前,应进行填石路堤填筑试验,其指基于实际工程施工条件,对施工所用的填料进行压实以及现场填筑试验,特别是在公路部门填石路堤施工经验不多的情况下,大规模施工前的填筑试验更是必不可少。填筑试验目的如下:(1)核实路堤填筑设计压实标准的合理性,如原设计规定的压实干密度,孔隙率等能否达到。如发现试验结果与设计控制指标有出入,可以根据试验结果提出相应建议,由设计单位重新核定施工控制指标;(2)检验所选用的填筑压实机械的适用性;(3)确定经济合理的施工压实参数,如铺层厚度,碾压遍数等;(4)完善填筑的施工工艺和措施;(5)制定填筑施工实施细则;(6)确定压实质量控制方法和检测指标。公路填石路堤的填筑试验的面积一般不小于500m2,试验段应选择在较坚硬平坦的地段进行。在碾压试验前,应制定详细的试验计划,确定压实试验内容和参数组合。根据这些经验,施工单位可以确定大致的施工机具和方法,只要压路机的型号确定下来,碾重、振幅、频率,激振力、碾压速度等参数也基本可以确定,针对广东填石料,碾压试验内容如下:(1)碾压机具,静重20T以上振动压路机,激振力不小于35T。碾路机碾压参数选用:振幅1.4mm以上或强振挡。频率25~30HZ左右,碾压速度2~4Km/n;(2)坚硬花岗岩和灰岩的碾压层厚建议80cm(根据层位);(3)试验碾压遍数最多碾压至12遍;(4)试验检测0、2、4、6、8、10、12遍碾压填石干密度和孔隙率,每次检测至少有三个测点(同一碾压遍数),每次2遍后试坑灌水不少于3个,挖坑过程中遇到大粒径石料应人工破碎取出,试坑体积不小于100cm×100cm×80cm。

三、填石路堤的施工工艺

结合现场试验,提出的适用于振动碾压填石路堤合理的施工工序如下:(1)运料与堆料;(2)摊铺;(3)破碎大粒径料,补充细料以及局部找平;(4)碾压;(5)边坡码砌;(6)压实质量检测与整改。1.运料在运料前,应严格筛选填料粒径,对于不符合粒径大小的填料进行改小或者清除,以满足工程实践要求。2.堆料的摊铺目前摊铺填料的方法主要包括渐进式摊铺法、后退法以及混合法。渐进式法-其主要优点包括:易于整平,填石料的填筑厚度便于控制,方便提供重车和振动碾压的工作面,该方法是大粒径填料最适用的铺料方法。后退法-该方法对于细料含量较多或者细料土适用性强,但在填石路堤中施工会导致不易整平填石料表面,不易控制层厚,实际工程中较少采用。混合法-该方法兼有渐进式法和后退法的优点,对于填石路堤层厚较大的情况较为适用,但该方法比渐进式法费工。综上可以看出,渐进式法施工对于坚硬石料填石路堤更适合。为了防止填石料细料沉积到压实层底部,实际工程中应沿路基横向在工作面一端堆放石料,摊铺工作紧随其后,且控制层厚要略大于摊铺厚度。之后在已摊铺成型的工作面上直接堆放运料,逐渐向前摊铺。3.大粒径料破碎、局部找平、补充细料对于存在局部大粒径料超标以及摊铺过程中出现的空洞、孔隙情况,应破碎超粒径部分的填料。在完成以上工作后,填石路堤的表面应平整,高差应小于10%层厚且无露头的大石以及孔洞和孔隙。在保证没有多余填石料堆放在压实工作面上后,方可进行下一步工作。4.碾压试验段先静压,后振动碾压,从现场试验效果来看,在保证层层碾压条件下,碾压10~12遍即可达到要求的密实度,距边坡1.0m的地方均可振动碾压,达到了人工码砌边坡的范围。5.边坡码砌边坡码砌可以防止填石路堤边坡表面被外界环境侵蚀,护坡防止垮塌。边坡码砌应满足相关要求:强度大于30MPa且不易风化;石料粒径应大于30cm;石块应规则,无明显的松动和大空隙。6.压实质量检查与整改压实质量检查包括密实度、高程差以及表观质量检测等。填石路堤在碾压后,表面应无明显空洞、孔隙,铁锹挖动困难的状态。对于压实质量检测不合格的段落,应采取整改措施。结合现场实际情况,质量不能达标的原因包括:(1)碾压遍数没达到要求;(2)填料粒径过大、表面不平整;(3)填石表面空洞、孔隙多,细粒料偏少。

四、填石路堤的质量检测与控制

质量检测控制是填石路堤能否满足的关键因素。必须严格把控每一个施工环节,进行全面质量管理,切实保证填石路堤的填筑质量。对填筑质量进行检查和控制的目的是:(1)尽早发现可能存在的施工质量问题并及时处理,避免或减轻质量事故;(2)检查填筑质量与质量要求是否相符;(3)为竣工验收资料做准备。填石路堤填筑质量控制的内容包括:(1)以干密度或沉降差为指标,检查填筑质量;(2)复核碾压遍数、层厚、压实机具参数等施工工艺参数;(3)填石路堤外观、平整度是否达到了相关要求。用压实沉降差进行质量检测时,沉降差的检测频度为:每2,000m2检验不少于12点,在压实面积小于200m2时,检验测点应大于4点。沉降差平均值应小于5mm,标准差应小于3mm。对于填石路堤,结合试验工程检测结果发现:各种检测方法并非尽善尽美,填石路堤检测方法应采用质量检测与施工工艺控制相结合的方法。水利部《混凝土面板堆石坝施工规范(SL49—94)》[6]附录A规定:应主要以控制碾压等施工参数对坝料压实质量进行检查。本文推荐的质量控制方法与该规定是一致的。

五、结语

(1)结合现场试验,提出的适用于振动碾压填石路堤合理的施工工序包括运料与堆料;摊铺;破碎大粒径料,补充细料以及局部找平;碾压;边坡码砌;压实质量检测与整改。(2)摊铺过程中填石料应严格控制超粒径填料,并保证一定量的细料,确保碾压过程中填料间相互咬合密实。(3)填石路堤宜采用渐进式法施工,堆料与摊铺工作应同步进行。摊铺宜采用大功率摊土机,以减小摊铺料的不均匀性,减小大粒径料间孔隙,增加摊铺后填石表面的平顺度,从而对后期的压实产生较大的影响。(4)边坡码砌能有效提高填石路堤边坡稳定性,应尽量用大块不易风化的坚硬石料进行边坡码砌,石料应加工规则,码砌贴紧、密实,空洞、松动现象应不明显。(5)填石路堤质量检测应采用质量检测与施工工艺控制相结合的方法。本文推荐的实测项目用于填石路堤,可为相关工程实践提供借鉴和参考。

参考文献

[1]张铁富,王靖涛,王小川.高速公路高填斜坡填石路堤的强夯处理试验研究[J].岩土力学,2008,(10):2775-2778+2782.

[2]葛峰,何川.关于填石路堤施工技术与质量控制措施的研究[J].湖南交通科技,2017,43(03):88-90.

[3]赵明华,曾广冼,刘勇.高填石路堤动力响应的室内模型试验及弹塑性有限元分析[J].岩土力学,2006,27(S2):988-992.

[4]马宗源,廖红建,徐清清等.填石路基动力夯实离散元数值分析[J].地下空间与工程学报,2016,(03):705-711.

[5]李兵,李闯民,张亮.填石路堤现场压实质量检测方法[J].中外公路,2005,(04):40-42.

路堤范文篇9

关键词:高速公路软土地箕处理技术

1上海高速公路软基处理发展过程概述

上海地区高路堤软基处理的主要目的是减少高路堤工后沉降量,路堤稳定性是地基处理的重点。

1984年上海第一条高速公路——沪嘉高速公路开始修建,至今已有莘松、沪嘉东延伸段、沪宁及沪杭等高速公路相继建成或处于工程建设之中。表1列出了各条高速公路的最大路堤高度与局部路段曾使用的地基处理方法。

上海高速公路建设情况一览表表1

工程名称

长度

(km)

最大高度

(m)

平均高度

(m)

建设期

地基处理

备注

沪嘉

15.6

4.5

2.7

1984.4~

1988.10

粉煤灰填筑砂井堆载预压

多数欠载,部分试验路超载

莘松

20.59

7.5

3

1985.10~

1990.12

粉煤灰路堤砂井塑料排水板

等载为主

沪嘉东

延伸段

5

8.9

3

1992.2~

1993.12

粉煤灰路堤不处理超载,粉喷桩

粉喷桩为欠载预压

沪宁

(上海段)

26

7.5

4.3

1993.8~

1996.10

粉煤灰路堤粉喷桩,钢渣桩

粉喷桩主要是欠载

沪杭

(上海段)

26

7.5

4

1996.8~

1998.10

粉煤灰路堤塑料排水板,粉喷桩,钢渣桩

1984年沪嘉高速公路主要采用袋装砂井,最大路堤高度控制在4.5m以下,在部分试验段进行了超载预压,多数路段为欠载预压,且预压时间不足。试验路还进行不同砂井间距的对比,在不同间距砂井处理段之间设过渡段。有些路堤采用粉煤灰,约减少了路堤自重1/4。1985年莘松高速公路仍采用袋装砂井处理,同时进行了塑料排水板试验,在堆载方面强调等载预压的技术措施。新桥立交采用全粉煤灰路堤试验,地基采用砂井处理,最大路堤高度达7.5m。1992年沪嘉高速公路东延伸段大规模采用粉煤灰路堤,地基用粉喷桩处理,最大路堤高度达8.9m;此外还进行了不处理地基条件下的超载预压试验;为解决“三孔”跳车,首次试用加筋土桥台,以期保证桥台与路基的同步沉降,减少差异沉降。1993年沪嘉高速公路上海段地基主要采用粉喷桩处理,并对钢渣桩进行了试验。1996年沪杭高速公路动工修建,在地基处理方面总结以往经验。根据软土层厚度分别采用塑料排水板、粉喷桩、钢渣桩等处理技术,并进一步使用超载预压,采取综合处理,因地制宜的技术方案。

2上海软土地基特性

上海的地基主要为沿海软土层。从高路堤的工程特性来看,影响沉降量及工后沉降的主要土层为:褐黄色粉质粘土②(俗称“硬壳层”),淤泥质土③④,暗绿色粉质粘土⑥等。根据该三类土层的分布及厚度,上海的地基土主要分两大类:一类地基“硬壳层”厚度一般在2~3m左右,淤泥质土厚度达10m以上,暗绿色土层埋藏较深或缺失,该类地基采用砂井等竖向排水固结法或粉喷桩法无法打穿淤泥质土层,地基土的压缩变形量大;另一类地基“硬壳层”一般或较厚,淤泥质土层不厚,暗绿色土层埋深浅,该类地基可采用打穿软土层的处理工艺,地基土的变形量较小。根据上海几条高速公路的地质资料绘制而成,可以看出上海地基土的厚度存在较大的差异。表2为三类土的主,要物理力学指标。

上海地基土主要土层物理力学指标表2

土名

孔隙比

e

天然含

水量%

塑性

指数

lp

液性

指数

lL

压缩

系数

压缩

模量

KPa

天然

密度

抗剪强度

(固快)

容许

承载力

kPa

ф

CkPa

褐黄

色硬

壳层

0.9~

1.06

26.5

~38

7~

16

0.6~

1.1

0.14~

0.33

4~6

18.5

20~

27

11~

22

100~

110

灰色

淤泥

质粉

粘土

0.96

~1.3

40.6

~49

14~

15

1.5~

1.67

0.62~

0.88

2.5~

3.1

17~

17.6

15~

17

13

60~

80

灰色

淤泥

质粘

1.2~

1.45

40~

60

11

1.89

0.68

2.5~

2.9

17.5

15~

17

13

60~

80

暗绿

色粉

粘土

2~

3.5

24.1

12.7

0.44

0.22

6.5~

7.4

19.7

~2.0

16

53

185

3高路堤软基处理总体评述

3.1软基处理不能完全消除工后沉降

在目前有限的施工期内,堆载时间不可能很长,要通过地基处理来完全消除工后沉降是不现实的,工后修补不可避免。

高路堤软基处理不能完全消除工后沉降包括两层含义:一是工后沉降不可能为零;一是工后沉降不能满足地基处理设计的控制标准。上海地区高速公路工后沉降控制指标为:路桥连接段高路堤控制工后沉降为10cm,结构物之间的高路堤段控制工后沉降为30cm。根据上海沪嘉、莘松及沪嘉东延伸段几条高速公路建成通车后3.5~8年内高路堤的沉降观测资料,工后沉降量基本都超过10cm,最大的工后沉降超过50cm,砂井打穿软土层,工后沉降满足10cm。表3列出部分路段的工后沉降观测结果。

上海高速公路段工后沉降量表3

沪嘉

莘松

沪嘉东延伸段

位置

1+

030

1+486

1+541

4+465

新桥

立交

通波

塘桥

六磊

塘桥

庙塘

0+400

0+550

0+938

1+190

88.10

96.12

88.10

96.12

88.10

96.12

88.10

96.12

90.12

93.6

90.12

93.6

90.12

93.6

90.12

93.6

93.12

94.10

93.12

94.10

93.12

94.10

93.12

94.10

m

3.37

3.22

3.22

3.67

7.56

4.3

4.2

3

8.6

6.2

4.1

4.5

cm

4

8.6

16.6

28

>24

>14

>19

>16

22

17

3

5

砂井

超载

打穿

天然

粉煤灰

等载

天然

粉煤灰

等载

砂井

填浜

未打穿

粉煤

砂井

未打穿

粉煤灰

粉喷桩

未打穿

粉煤灰

粉喷桩

未打穿

粉煤灰

超载

粉煤灰

超载

从上海高速公路建成以来历年不断修补的事实来看,沪嘉自通车第一年就进行桥头沉降处理,连续4年以上,每年进行修补;莘松自通车后第二年也开始桥头沉降处理,到1993年,部分桥头已进行过二次处理,1993年6月以后,开始对几座沉降较大的桥接坡进行罩面处理;沪嘉东延伸段工程通车不到一年的时间内就对祁连山高架路堤接坡进行了修补,通车三年内先后对其它两座桥接坡进行了罩面处理。通车5年后,路堤沉降基本稳定。

这说明,采用地基处理后不可能消除工后沉降,工后修补不可避免。

3.2选择软基处理方法应与路堤高度、地基条件相结合

十多年来,上海先后进行过袋装砂井、塑料排水板、粉喷桩、钢渣桩及超载预压等地基处理方法的实际工程应用,从减少工后沉降的实践来看,各种软基处理方法在不同的路堤高度,不同的地基条件下,减少工后沉降的实际作用差异较大,具体表现为:

(1)同一种方法在某一路堤高度范围内效果较佳;

(2)路堤高度不同,处理方法的效果相比较存在差异;

(3)地基条件不同,不同处理方法的效果也存在差异。

莘松、沪嘉及沪嘉东延伸段路堤工后沉降高度的散点关系。莘松高速公路自松江立交至新桥立交范围内路堤高度多大于3m,最大路堤高度达7.65m,多数桥接坡采用砂井处理,工后沉降基本与路堤高度成比例:沪嘉高速公路自祁连山路至南翔段路堤高度在2~4m之间,部分路段桥接坡采用砂井处理,从总体上看,工后沉降与路堤高度成比例增加,个别情况路堤接近4m而工后沉降小于10cm,路堤高度只有2m而工后沉降大于10cm;沪嘉东延伸段为粉喷桩加固地基,在路堤高度大于4m的情况下,工后沉降与高度成比例,且都大于10cm。这说明不同地基处理方法的技术效果与路堤高度有关,还可以看出,当路堤高度达到4~5m以上时,选用砂井与选用粉喷桩的处理效果相差不多。

沪嘉与莘松的地质条件也有较大差别。沪嘉在近祁连山及桃浦路段,软土层厚度在10m左右,14m深可见暗绿色土层,该路段砂井打穿软土层,因而工后沉降较小,3.3m高度土路堤在工后2年内沉降小于5cm;莘松高速公路近松江段软土层厚度达15~20m,采用砂井处理的路段一般经过一年半的等载预压,不少3m以下路段工后一年半的沉降达10cm;沪嘉东延伸段软土层厚度10~15m,暗绿色土层缺失,粉喷桩处理工后沉降超过10cm。这表明,在地基条件较好时,可选用砂井或粉喷桩等打穿软土层的处理方法,而软土层厚度大时,可采用较经济的砂井、预压处理方法。

3.3软基处理需要足够的预压荷载和预压期

众所周知,天然地基与砂井需要一定的预压荷载和预压期。对粉喷桩、钢渣桩这一类柔性桩是否也需要预压荷载与预压期尚需论证。根据沪嘉东延伸段与沪宁高速公路的应用结果,粉喷桩处理地基仍需要一定的预压期。

预压荷载分超载、等载与欠载三种类型。超载预压是减少工后沉降的有效方法,对于天然地基及砂井处理地基,应尽可能采用超载或等载预压形式。在沪嘉高速公路修建时,不少路段因工期紧,预压荷载达不到等载要求,因而工后沉降较大,即使某些2.5m以下高度路堤也不例外;莘松高速公路普遍采用等载预压,预压期保持1年以上,因而工后的沉降量相对沪嘉而言要小,个别路段因预压期不够,工后沉降较大;沪嘉东延伸段工程对4~4.5m高度粉煤灰路堤采用超载预压,预压时间为9个月,工后一年半的沉降量小于5cm,张泾河桥与桃浦河桥两侧桥接坡路堤由于预压时间短,工后沉降达10cm。对于粉喷桩处理软基,较普遍的观点是沉降能很快稳定,预压荷载不强调等载或超载。然而在沪嘉东延伸段工程中,粉喷桩段路堤荷载采用欠载预压,预压时间仅4个月,4.2m高粉煤灰路堤工后一年半沉降达15cm。可见,无论是砂井处理或者粉喷桩处理,保持等载是必要的。

预压期的确定比较复杂,一方面要考虑工后沉降技术标准,另一方面又要现实地考虑工期太长,确定施工期沉降稳定的标准非常必要。从高速公路建设的实际情况看,沪嘉高速公路建设期3.5~4年,路堤预压期3个月到2.5年;莘松高速公路建设期5年多,路堤预压期为一般在14个月;沪嘉东延伸段工程建设期2年,路堤预压期4~9个月;沪宁高速公路工程建设期3.5年,路堤预压期6~9个月,究竟预压多少时间较为合理呢?下面就等载预压作一简要分析。

当地基处理方式选定之后,地基的沉降规律就基本确定。比如,当砂井的间距、长度、直径、地基土类型选定后,地基固结规律就已确定,固结度仅与时间有关。表4中列出沪嘉、莘松等部分路段不同预压时间的固结度、沉降速率及工后沉降,可以看出,当预压时间达6个月时,沉降速率为0.35~1.61mm/d,工后沉降为17.8~62cm;当预压时间达12个月时,沉降速率为0.2~0.53mm/d,工后沉降为13~29.3cm;当预压时间达18个月时,沉降速率为0.11~0.32mm/d,工后沉降为8.5~22cm。要使工后沉降达到10cm的控制标准,预压期需要2年以上,在路堤大于6m或地质条件差的路段预压时间需2.5~3年。从沉降过程看,当路堤超过临界高度时,沉降速率逐渐增大,满载预压一段时间后,沉降速率逐渐减小,沉降曲线上一般存在一个拐点,拐点之前,增加单位预压时间减少的工后沉降量很大,拐点之后沉降速率逐渐变小,增加单位预压时间减少的工后沉降量逐渐减小,因此预压时间至少应超过拐点。拐点实际上是沉降速率变化最大的位置,部分路段拐点时间见表4。达到拐点的时间一般要4~13个月,地质条件好,达到拐点时间短,反之则长。

不同预压时间的沉降速率及工后沉降量表4

沪嘉

莘松

沪宁

1+030

1+541

1+330

1+360

19+735

20+520

19+600

m

3.37

3.22

4

4

4.2

7.4

6.7

沉降

速率

工后

沉降

沉降

速率

工后

沉降

沉降

速率

工后

沉降

沉降

速率

工后

沉降

沉降

速率

工后

沉降

沉降

速率

工后

沉降

沉降

速率

工后

沉降

6

0.61

18.4

0.44

17.8

1.8

51

1.61

62

0.35

19.3

0.81

55.4

0.5

33

12

0.29

13.3

0.20

13

0.5

25

0.53

29.3

0.2

15.3

0.35

29

0.35

24

18

0.14

8.3

0.11

8.5

0.3

18.6

0.3

22.2

0.18

13.2

0.20

19.4

0.32

19

6

9

13

13

5

4

5

砂井超

载打穿

天然

粉煤灰

等载砂

井未打穿

等载砂井

未打穿

欠载粉煤

灰粉喷桩

5m未穿表

层11m硬土

欠载粉煤

灰粉喷桩

0m未穿表

层10m硬土

天然地基

注:①沉降速率单位,mm/d。②工后沉降单位,cm。③拐点为满载后月份。

由此来看,要使工后沉降量满足或接近10cm的标准,等载预压1.5年是完全必要的,在地基条件较差或路堤高度较低(小于3m)时,预压时间可减少为1年,而地基条件较差或路堤高度较高(大于6m)时,预压时间应增加到2年以上。按沉降速率达到0.1~0.2mm/d作为路堤稳定和施工面层的依据是符合地基沉降规律的。在等载预压条件下,工后沉降达到10cm的控制标准也是可能的。争取合理的工期,予以合理的施工组织,确保必要的预压期,是降低工后沉降最经济的措施,

3.4桥头接坡软基处理长度应与路堤高度、地基条件及工后沉降相结合

桥接坡软基处理长度取多少,没有一个明确的选择标准,多数路段以处理50m作为标准。从理论上讲,软基的纵向处理长度首先应保证减少工后沉降的需要,其次要确保道路纵向线形的流畅。从实际情况来看,桥接坡路堤预压期普遍较短,工后纵向沉降造成桥接坡段路面产生一个凹槽段,其纵向长度一般在30~50m,在路堤高度大于5m时,影响长度可达80m,尽管产生这一现象的原因较多,但凹槽段的长度与形状变化不大,产生最大沉降处一般距离桥台10~15m,在搭板的端部存在较大的折点。从工后加罩改善路面线形的实践来看,工后沉降较小的桥接坡罩面长度在20~30m左右,工后沉降在10~20cm范围内的桥接坡罩面长度50~60cm左右,工后沉降超过20cm的桥接坡罩面长度在80~100m不等。由此看来,桥头接坡段软基处理的长度也应按路堤高度、地基条件及工后沉降等因素综合考虑,一般路段路堤高度在5m以下时取50m还是较为合理的。

桥头接坡段软基处理是否有必要设置长度渐变或间距渐变的过渡形式,应根据地质条件来定。对于软土较厚的地基,工后沉降较大,有无过渡段不会反应在路面线形的变化,而对于处理深度能打穿软土层,工后沉降较小的情况,有必要设过渡段。事实上当路堤达到一定高度后整体刚度较大,地基条件变化反应到路面上也是平滑过渡的。

3.5路面横坡应增大0.5~1%作为预留坡度

不处理地基及砂井处理地基,路堤断面沉降呈现锅底状,而粉喷桩处理后,断面沉降变得较为平缓。根据沪嘉、莘松等高速公路观测成果,路面横坡改变随着时间与沉降的增大而增大。横坡与沉降成曲线关系,沉降小于100cm时,曲线斜率较大,超过100cm时,曲线斜率变小。当路堤高度大于6m或当地基条件较差,路堤总沉降为120~160cm,若工后沉降为30cm时,通车后横坡变化约0.5%,而路堤高度在4~5m左右时,总沉降量一般为70~100cm,若工后沉降为30cm,通车后横坡变化约0.7%,而路堤高度在4~5m时,总沉降量一般为70~100cm,若工后沉降为30cm,通车后横坡变化约0.7%,沪嘉高速公路工后8年的路面横坡变化一般在0.3%,少数路段达0.5%。可见,在施工时对路面横坡增大0.5~1%,工后沉降引起横坡变化后,仍能满足设计要求。

3.6关于地基沉降规律及最终沉降推算

地基总沉降的推算方法有双曲线法、指数曲线法、对数曲线法等,曾有不少文章探讨过上海地区最终沉降量采用何种方法较为合理,从推算的结果看,对数曲线法最大,双曲线法次之,指数曲线法最小。从沪嘉高速公路工后沉降观测资料来看,沉降与时间不完全呈单对数关系,在单对数图中曲线尾部略微逐渐变平,说明用单对数曲线预测工后沉降略微偏大,可用双曲线推算;日本的观测资料表明沉降与时间呈单对数关系,杭甬高速公路沉降曲线不完全呈单对数关系,但与对数曲线较为接近。从地质条件来看,日本的条件最差,杭甬的条件次之,沪嘉的条件相对较好,这说明地质条件越差,曲线越接近对数曲线。实际上,对数关系反映了地基的流变特性,这是软粘土固有的工程特性。

3.7关于砂井与粉喷桩布桩间距的设计

间距设计是砂井与粉喷桩地基处理设计内容之一。砂井间距受地基固结度控制,根据沪嘉和莘松的试验结果,砂井间距大于4.5m后排水固结的作用已不明显,沪嘉的经验是,间距为3m与1.5m的布置方式能达到大致相等的固结效果,并且布桩间距越密,总沉降量也越大,同不处理地基相比较,砂井处理后可增加10%左右的沉降量,从沉降过程看,增加的该部分沉降是在施工预压期内产生的,并不对工后沉降产生影响。因此上海地区可视具体地质条件,选用1.5~3.m布桩间距。粉喷桩布桩间距受面积置换率控制,从桩长范围内复合体的模量来看,桩间距越小,模量越高,该范围内压缩量越小,但从路堤总沉降量来看,桩间距从1.4~1.6m之间变化,相应的面积置换率从0.1~0.05m之间,总体沉降变化不大,只是桩长范围内与桩端以下压缩量的相对比例发生了改变,桩距为1.4m时,桩长范围内压缩量占总沉降量的10%,而桩距为1.6m时,桩长范围内压缩量占总沉降量的40%,从粉喷桩处理后总沉降量减少方面来看,基本能减少20~30%,桩间距变化并不产生总沉降较大的改变,粉喷桩间距通常采用1.5m尚有潜力可挖。

3.8关于路堤临界高度

上海天然地基在低路堤(小于2.5m)作用下总沉降量不大,且沉降可很快稳定。根据莘松的经验,当填土在1.8m高时,经15个月预压,沉降稳定在10cm以内,填土高度在2~2.3m时,在两年时间内沉降稳定在15~20cm,曲线较平缓,因此莘松提出2.3m作为最佳填土高度,在此高度范围内无需地基处理。沪嘉的沉降资料表明,路堤高度在1.5m以下时,工后沉降仅3~4cm,路堤高度在1.9~2.7m时。工后沉降为8~11cm,大都满足或者接近工后10cm的控制标准,对路堤高度达到3m的桥接坡(如马陆圹桥)工后沉降为14.1cm,略超过10cm。从地质条件来看,沪嘉比莘松好,不处理地基的临界高度也略有变化,一般2.5m作为一个平均的临界路堤高度还是比较恰当的。

粉喷桩处理后地基也存在“临界路堤高度”。对存在这一高度的原因不少学者作过分析研究,笔者认为地基的超固结特性应是主要原因。地表以下5~10m范围内的土处于超固结状态,并且天然地基临界高度荷载与地基土先期固结压力相吻合。粉喷桩处理地基存在这一现象与天然地基有较大区别。桩土作为实体基础,当路堤高度达到临界时,实体与地基侧向摩阻力达到极限,桩尖产生刺入变形,桩尖以下淤泥质软土变形量较大,从而开始出现沉降量增大的趋势。根据沪嘉东延伸段实测沉降资料,当路堤高度达3.5~3.8m时沉降量较大幅度增加,这说明粉喷桩处理后对3.8m以下高路堤可较大幅度减少总沉降量,从而也较大地减少工后沉降,但实际上对这样高的路堤采用粉喷桩处理并不经济。

3.9加筋桥台技术可消除“三孔”跳车现象

高速公路汽孔、机孔和人孔(三孔)这三类横穿通道是引起跳车的主要构筑物,其数量在高速公路桥涵通道中占有相当高的比例。虽然这些通道接坡路堤高度较大中型桥涵低,从沪嘉运营期的养护情况看,不少“三孔”跳车现象严重,需进行多次罩面处理。鉴于这种情况,在沪嘉高速公路东延伸段首次对古宗路汽孔和孟古路拖孔采用加筋土桥台技术,彻底解决了因差异沉降而引起的跳车问题,通车3.5年,两座通道无行车颠簸感觉,两座通道工后沉降曲线,可以看出,古宗路汽孔两侧路堤与桥台同步沉降,孟古路拖孔加筋桥台下沉较大,两侧路堤下沉较小,这是由于两侧进行过超载预压,而加筋土桥台未预压过的缘故。尽管如此,行车无任何跳车感觉。事实证明,加筋土桥台技术是解决“三孔”跳车的一种可行方法。重要的是确保“三孔”的净空。

路堤范文篇10

关键词:道路桥梁地基处理

一、前言

软土对公路的危害,引起我国公路方面各具部门的重视,科研、设计、施工等单位全力以赴,协同作战,经过多年努力,已摸索了不少对策,并取得了可喜的成绩。

(一)科研部门成立了专门机构,组织机关。交通部下属科研院、所有之,为了承担软土科研及试验工程临时组成科研小组也有之。近年来为集设计、科研与施工为一体专门服务于软基,也兼作其它特殊性岩土处治工程而纷纷出现一些新型的岩土公司,在广东、湖南、辽宁、陕西等省均有,这样的联合配套公司,给软基处理带来新的生机。

(二)勘察设计部门利用他们勘察单位的优势,采用多种勘探,测试手段,尤其近年来不仅用单一的钻探方法而且更广泛采用静力触探、十字板剪、旁压等原位测试仪具以及多种土工仪器进行原状土和扰动土的物理、力学、水理试验项目,为设计提供了可靠的地质资料和各种必需的土工试验数据,大大提高设计成果的可靠度。在设计方法方面更有大的突破,过去对软土的沉降、稳定计算,多用手算,现在采用计算辅助设计,不仅加快了设计进度,而且便于优化设计,且能迅速提供设计成果,也元形中减轻了设计人员的劳动强度。

(三)施工部门由于目前软土部门趋向专业化。公路部门有,航务、铁道、市政、水电……等部门也有。它们拥有专门的施工机械,可使用多种材料进行软基处理施工,并能埋置检测观察仪具体进行监测,从而也保证了施工质量和施工安全。

(四)其他部门在学术活动方面,不少学会或有关情报单位,不时地举行软土地基经验次序或专题研究会,以提高科技人员素质并收到取长补短加快信息传递的多方面的效果。

在管理工作方面:交通部急生产单位之所急,最近正组织几个单位,经过三年努力,编制出交通行业标准《公路软土地基路堤设计施工技术规范》,它的即将颁布与出版,将使我国公路软基无论在设计方面或施工方面,出现了有章可循的局面。

二、路基处理

(一)处理的一般原则

1.以时间换金钱,早在10年前,日本著名换金钱处理软土路堤的方法。即尽早用堆载预压不作深层处理软基的方法,这种以自然沉降逐渐达到路基稳定,是一种最经济也简单的方法。但我国公路基本建设的程序不能尽早拔款、征地、从容施工,而一旦工程项目付诸实施时,又往往限于工期,一般情况用自然沉降法将难以实现。

2.以金钱赢得时间:即在施工工期紧迫,时间有限的情况下,除非个别低路堤地段高度在临界高度以下,可不作地基处理。桥梁采用基础处,其余软土都需采用不同方法处理,只不过可用多种方案进行优选。

(二)勘察、设计和施工

1.软土地区的地质情况首先要弄清楚,工程地质条件复杂,还应进行工程地质分区,以便按分区不同在区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做的不够深,在施工时一旦发现,可作些补充勘察及勘探工作,对地质情况作进一步了解。

2.设计方案要经济又要合理切合当地实际情况。

3.所用材料数量要够、质量要保证;施工机械数量、规格、性能均要满足要求。

4.施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事,以保证良好的质量,软土地段特别要注意控制填土速率,避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。

5.监理工作要跟上,观测仪具事先要埋置好,及时进行监理和记录。以保证施工的质量和安全。

如能树立质量第一的思想,严格将上述几项工作做好,应该说软土路基施工,可以达到安全、优质的目的。

(三)处理方案的评价

1.处理软土地基常用的方法在公路方面是排水固结,多用各种不同长度和间距的袋装砂井(直径7~10cm)或塑料排水板(宽10nm,厚4.5~6.0)与砂垫层(厚30~80cm)相结合,虽然这些方法是一般的,但却是有效的经济的。

为了加快固结而且可提高地基承载力,也可用直径30~50cm或更小一些的砂桩或碎石桩,但造价比上述常用方法要增加至少3~5倍。

2.轻质路堤:我国轻质路堤采用的材料一般是粉煤灰,国外也有用大块型硬质泡沫塑料。粉煤路堤有三种类型,即单一的、土和粉煤灰互层的和土砂及粉煤灰等混合的。

轻质路堤的作用是减轻路堤自重,减小或加速软土沉降提高土体抗剪强度,同时它作为填料还有节约投资、减少占地等效益。

3.其他辅助方法:土工布(分有纺和无纺的两种,一般多用编织的,个别的也有两种类型组合的,可以达到优点互补)还有一材料是塑料加劲格栅,实际上类似“柴排压枝”的作用,这些材料可提高地基整体性,减少地基不均匀的沉降,对防止滑移尽快施工也有好处。

此处还有浅层拌合和换填优质材料及抛石排淤等处理浅层软土。有的为深层还设有反压护道。

三、桥涵通道处的处理

在软土地区的桥梁,由于基础埋置较深,已穿过软土层,故一般无大沉降。而在桥头与路堤接合处由于沉降差异较大,往往出现台阶在车辆通道处多出现纵坡突变,在车速过快时出现车辆“切线抛出”感觉很不舒适,人、车安全受到影响。

在此接合处处理的方法一般有:

1.涵洞、通道处与路堤一样同时填筑施工,后期再开槽做基础;在桥台处最好前后都填土,或在桥台后背填以渗水性好的砂砾材料。

2.在这些人工构造物处采用超载预压,桥头两侧引道80~100m范围也宜如此,以加速固结,减小通车后过大的沉降。

3.路堤如过高,下部软土层厚、沉降量过大,沉降期过长、如处理地基费用过高,且效果不一定好时就不如改用桥梁跨过,京津塘高速公路软土地区,路堤如超过6.0m,就用桥跨通过。广深高速公路也将不少高路堤设计路段,改用了高架桥方案。

4.桥台处路堤处理:为了加快地基固结,提高地基承载力,减轻路堤与桥台间沉降差,在桥台处的一定距离内采用砂桩,粉喷桩、旋喷桩等加固地基。