特殊路基施工技术浅析

发表时间:2021/7/1   来源:《工程建设标准化》2021年5期   作者:曹子锐
[导读] 由于我国公路网辐射广阔,地质复杂多变,在公路建设过程中,受不同地质条件的影响
        曹子锐
        云南省昆明市寻甸县河口镇村镇规划建设服务中心,云南省 昆明市 655200
        摘要:由于我国公路网辐射广阔,地质复杂多变,在公路建设过程中,受不同地质条件的影响,特殊路基施工问题不可避免,必须要制定出切实可行的施工技术方案,严格控制施工过程,确保特殊路基的施工质量。
关键词:特殊路基、施工技术
一、前言
        特殊路基通常指的是软土路基、湿陷性黄土路基、滑坡路基等等。针对不同的路基状况,必须采用相应的施工技术,以满足特殊路基施工的技术要求,确保施工质量。
二、软土路基施工技术要点
        淤泥、淤泥质土及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏土统称为软土。大部分软土的天然含水量为30%~70%,孔隙比1.0~1.9,触变性大、流变性显著。软土路基具有以下四个特点:一是具有较高的含水量;二是压缩性强;三是透水性能低;四是物理力学性质差等。修建在软土地区的路基,主要存在路堤填筑荷载引起软基滑动破坏问题和沉降问题。软土路基的施工关键点在于增强软土的稳定性、尽可能地减少路基土层的含水量,提高路基的整体强度和刚度。
        软土地基在我省路基施工中比较常见,在本文中作重点介绍。施工中常常采用多种方法综合应用,按加固性质,主要介绍以下几种:
        1、砂垫层施工
        施工原理:在软土层顶面铺砂垫层,起到浅层水平排水作用,使软土中的水分在路堤自重的作用下,加速沉降,缩短固结时间,但对基底应力分布和沉降量的大小无显著影响。该方法适用于路堤高度小于两倍极限高度(在天然软土地基上,基底不作特殊加固处理而用快速施工方法修筑路堤的填筑最大高度),软土层及其硬壳较薄或软土表面渗透性很低的情况,也适用于软土层稍厚但具有双面排水条件的地基。砂垫层施工简便,不需要特殊机具设备,占地较少,但需放慢填筑速度,严格控制加荷速率,使地基有充分时间进行排水固结,适用于施工期限不紧迫、砂料来源充足、运距短的施工环境。
        2、反压护道
        施工原理:在路堤两侧填筑一定宽度和高度的护道,改善路堤荷载,增加路基抗滑力,使路堤下的软基向两侧隆起的趋势得到平衡,从而保证路堤的稳定性。反压护道适用于路堤高度不大于1.5~2倍的极限高度,非耕作区和取土不太困难的地区。采用反压护道加固地基,不需要特殊的机具设备和材料,施工简易方便,但占地多,土用量大,后期沉降大,以后的养护工作量也大。
        3、换填法
        换填法一般适用于地表下0.5 ~3.0m之间的软土处治,分为开挖换填法、抛石挤淤法和爆破排淤法。开挖换填法就是将软弱地基层全部挖除或部分挖除,用透水性较好的材料进行回填,该方法简单易行,也便于掌握,对于软基较浅(1~2m)的泥沼地特别有效。抛石挤淤法是在路基底部投入一定数量片石,将淤泥挤出基底范围,以提高地基承载力。这种方法施工简单、迅速、方便,本方法适用于常年积水的洼地、片石能沉达底部的泥沼或厚度为3~4m的软土;也适用于路面软弱,施工机械无法进入路段,表面存在大量积水无法排除,石料丰富、运距较短的情况,此方法在公路施工中得到广泛推广。
        在这里我重点介绍爆破排淤法,该方法的施工机理及特点:将炸药放在软土或泥沼中爆炸,利用爆炸时的张力作用,把淤泥或泥沼扬弃,然后回填强度较高的透水性材料,如砂砾、碎石等。爆破排淤法是换土的一种施工方法,具有换填深度大、工效较高的特点,此方法适用于当淤泥较厚、稠度大、路堤较高和施工期紧迫时,路段内没有桥涵等构造物,路基承载力均衡一致,因整体沉降对道路不会产生破坏,也可考虑换填。爆破排淤法分为两种,一种方法是先在原地面上填筑低于极限高度的路堤,再在基底下爆破,适用于稠度较大的软土或泥沼;另一种方法是先爆后填,适用于稠度较小,回淤较慢的软土。


        4、堆载预压法
        施工原理:在软基上修筑路堤,通过填土堆载预压,使地基土压密、沉降、固结,从而提高地基强度,减少路堤建成后的沉降量。进行预压的荷载超过设计的道路工程荷载,称为超载预压,预压荷载等于道路工程荷载,称为等载预压。堆载预压法对各类软弱地基均有效,使用材料、机具简单、施工操作方便,但堆载预压需要一定的时间,适合工期要求不紧的项目。对于深厚的饱和软土,排水固结所需要的时间很长,同时需要大量的堆载材料,在使用上会受材料和工期的限制。
三、湿陷性黄土路基施工技术要点
        1、湿陷性黄土的工程特性
        一般呈黄色或黄褐色,粉土含量常占60%以上,含有大量的碳酸盐、硫酸盐等可溶盐类,天然孔隙比在1左右,肉眼可见大孔隙。在自重压力或自重压力与附加压力共同作用下,受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著下沉,具有湿陷性和易溶蚀、易冲刷、各向异性等工程特性,导致黄土地区的路基易产生多种问题及病害,引起路基失稳、边坡变形或陷穴,在二级公路建设中湿陷性黄土就是一个非常典型的案例。
        2、湿陷性黄土地基的施工处治方法
         ①湿陷性黄土地基应采取拦截、排除地表水的措施,防止地表水下渗,减少地基地层湿陷下沉,其地下排水构造物与地面排水沟渠必须采取防渗措施;②若地基土层有强湿陷性或较高的压缩性,且容许承载力低于路堤自重力时,应考虑地基在路堤自重和活载作用下所产生的压缩下沉,除采用防止地表水下渗的措施外,可根据湿陷性黄土的工程特性和工程要求,因地制宜采取换填土、重锤夯实、强夯法、预浸法、挤密法、化学加固法等措施对地基进行处理;③对地基现有的陷穴、暗穴,可以采用灌砂、灌浆、开挖回填等措施进行处理,可以采用导洞、竖井和明挖等开挖方法。④深层搅拌桩法也是处理湿陷性黄土的技术之一,它主要通过水泥或者石灰等材料对其进行固化处理,将原先的易溶性水盐改为难溶性盐,从本质上改变其湿陷性的化学结构,该方法的优点是施工可操作性强、噪声污染低,受到了施工人员的普遍认可与接受。
四、滑坡路基的施工技术要点
        1、滑坡路基的共同特征
        滑坡土体软弱、易吸水不易排水、呈软塑状、力学指标低;滑坡体的形状在匀质土中多近似于圆弧形,在非匀质土中为折线形;水多是滑坡发展的主要原因,地层岩性是产生滑坡的物质基础,滑坡多是沿着各种软弱结构面发生的;自然因素和人为因素引起的斜坡应力状态的改变(爆破、机械振动等)均有可能诱发滑坡。
        2、滑坡路基的处治措施
        滑坡路基的处治措施主要有排水、力学平衡和改变滑坡体三类。①对于滑坡路基的处治,应分析滑坡的地表地形、滑动面、滑坡体的构造、滑动体的土质及饱水情况,以了解坡体的形式和形成原因。根据路基通过滑坡体的位置、水文、地质条件,充分考虑稳定路基的施工措施。②路基滑坡直接影响到路基稳定时,须首先做好地表水及地下水的处理。对于滑坡顶层面的地表水,应采取设置截水沟的措施处理,在滑动面以外修筑一条环形截水沟,避免地表水流入滑动面内;对于滑坡体下部的地下水源应截断或排出。③对于挖方路基上边坡发生的滑坡,应修筑一条或数条环形截水沟,当挖方路基上边坡发生的滑坡不大时,可采用刷方(台阶)减重、打抗滑桩或修建抗滑挡土墙进行处理以达到路基边坡的稳定;④填方路堤发生的滑坡,可采用反压土方或修建挡土墙等方法处理,在滑坡体未处治之前,禁止在滑坡体上增加荷载(如停放机械、堆放材料、弃土等)。
六、结束语
        本文对软土路基、湿陷性黄土路基、滑坡路基、膨胀土路基等特殊路基的施工方法进行了简单分析和总结。在特殊路基的施工中,应根据不同的地质情况采用相应的施工方法,制定切实可行的施工技术方案,才能满足特殊路基施工的技术要求,并严格控制施工过程,确保特殊路基的施工质量。
参考文献
        [1]、公路路基施工技术规范(JTG F10-2006).北京:人民交通出版社
        [2]、公路工程管理与实务(第四版).1B400000
        [3]、公路工程技术标准(JTG B01-2014)
        [4]、姚立明.公路施工中路基缺陷加固技术[J].工程建设与设计(2016-04)
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