浅议路基施工技术
2014-08-15肖贻龙
肖贻龙
(湖南湘南交通路桥工程有限公司)
1 膨胀土路基施工中的问题分析与对策
1.1 膨胀土地基的问题分析
膨胀土是一种具有特殊性质的黏性土,土中的黏粒主要有亲水性矿物(蒙脱石、伊利石)组成,具有明显的吸水膨胀和失水收缩硬裂两种往复变形的高塑性黏性土。膨胀土除具有一般黏性土体的物理、化学性能外,还具有多裂隙、超固结、强胀缩、风化分带等性质。由于膨胀土的反复湿胀干缩,土中发育产生裂隙,加速了土体的软化及裂隙的生成。这使得土体的抗剪强度急剧下降,边坡失稳。膨胀土路基施工中常见的问题有以下几类。
(1)冲蚀
冲蚀是路基边坡在雨季大气降水和地表径流水的集中水流冲刷下,沿坡面出现的沟状冲蚀现象。冲蚀作用常使边坡表面形成细沟,严重者冲入深沟,一方面造成边坡不断后退,一方面使坡面土体局部破坏。
(2)泥流
泥流是因坡面松散土层与剥落堆积物受水流搬运作用的影响形成。一般发生在膨胀土坡面长大、风化剥落严重的路基边坡处。泥流易引起边沟堵塞,严重者会冲毁路基。
(3)溜塌
溜塌是指边坡表层土体,吸水饱和后受重力和渗透压力的作用,沿坡面下滑产生塑流状滑移的现象。溜滑是膨胀土病害的最常见形式,可发生在边坡的任何部位,与其边坡的坡度无关。
(4)滑坡
滑坡是指坡脚支撑或软弱夹层被隔断时,受胀缩效应和风化作用的临空作业边坡结构被破坏,在水流的促滑作用下,土坡失去稳定性,沿一定滑移面下滑破坏的现象。
(5)坍塌
坍塌是指地基土体在受干湿季节交替反复的胀缩作用、风化作用后,受在水流浸入后发生的边坡塌滑现象。
(6)剥落
路堑边坡在大气风化作用的影响下,表层的土体发生的风化碎裂,受重力作用沿坡面下滑的现象。
1.2 膨胀土地基的问题的对策
(1)施工时应挖除基床表层,换填为符合规范要求的填土并碾压至规范规定的密实标准,并在表面铺设一层的弹性不透水膜,自中心向外设置4%的排水坡度;按“缓边坡、宽平台、矮挡墙加护坡脚及排水措施相结合”的原则,将路堑边坡高度控制在15 m 以内,当路堑边坡高度过小不能满足要求时,应作个别设计。当边坡高度小于等于6 m 时,应设置2~4 m 高的C15混片石凝土挡土墙,按要求设置伸缩缝、泄水孔。挡土墙基础按应验公式确定其埋深。当边坡高度大于6 m 时,需支设路堑挡板,并分级开挖边坡。
(2)基床以下部分宜用A、B 组填料或生石灰改良后的膨胀土作填料;路堤高度控制在10 m 以内,按要求开挖台阶,并设置4%的泄水坡度,如因情况特殊不能满足上述条件时,应改善基底条件抗滑。
(3)膨胀土路基宜避开雨季施工,并保证地基填筑工作连续进行,路堤填筑土体的含水率如不能满足施工条件时,宜采用砂石换填,换填深度1.2 m 左右为宜。保护施工时先护后挡,施工时做好地面防护,注意施工排泄。施工期间严禁在堑顶以及边坡平台堆置集中荷载。
2 软土路基施工中问题的分析与对策
2.1 软土路基施工中问题分析
软土地基是指沼泽、谷地、海湖滨等土壤含水量高、孔隙比大、挠度大、固结系数小、灵敏度高、压缩性高、抗剪强度低等特点的细颗粒土地基。
软土地基分布区域常因地基土体压实不足、软土地基未加处理或处理不当等原因造成路基不均匀沉降、路基土体向两侧挤出、无法达到设计要求的压实密度等问题。
2.2 软土路基问题的对策
在软土分布区域常采用如下方法对软土地基进行处理,常见的方法有以下几类。
(1)桩基础加固法
当地基土体中存在大面积、高厚度的淤泥层时,可利用机械钻孔设备在软土地基中钻孔挖土,填入加固材料形成桩体,使骨料和土体协同作用,增加地基承载力,路基施工中常见的桩碎石桩、生石灰桩、以振动或冲击的方式挤密混合砂料或砂和角石混合料形成的挤密砂桩等。碎石桩按其成桩的不同方式分为锤击碎石桩、振冲碎石桩、预配碎石桩。碎石桩加固软土地基的作用机理是利用软土和碎石桩协同作用,形成复合地基,以提高地基的承载力。挤密砂桩加固软土地基时应注意防止地面隆起和侧向挤出,如发生这种情况时,可采用砂和角砾等摩擦力较大的回填材料或采用间隔挤密方法。生石灰桩软土地基时,生石灰遇到土体中的孔隙水发生反应,产生大量的热并产生膨胀,同时生石灰和土体发生离子交换和胶凝作用,使土体被挤密,从而达到加固地基土体的目的。
(2)机械压实法加固软土路基
机械压实路基是利用压路机、推土机、平碾、羊足碾或其他碾压机对地基土体进行压实加固处理。其作用机理是在压实功的作用下,把地基土体压实,充分发挥路基土体的强度,减少行车荷载作用下产生的沉降,以保证路基的整体稳定性。机械压实法加固地基土体施工时,先按照“薄填、慢驶、多次”的原则,保证土体在最优含水率的条件下,先用推土机将土推平,低速预压4~5 遍,然后用压路机从两边向中间碾压,每次碾压与前次碾压的后轮轮迹重叠一半左右。每碾压一次,用人工拉毛,以保证层间的良好结合。
(3)注浆法
注浆法是利用浆液挤走软土中的水分,与松散涂料结合形成高强、防水、稳定的结石体,从而达到提高地基承载力的效果的一种加固方法。目前常采用的注浆机理有浆液克服阻力渗入扩散的渗入式注浆机理、浆液渗入劈裂岩石或土体的劈裂注浆、浆液受压挤入土体并在压降点形成灯泡空间的压密实式注浆。注浆时,先将注浆区圈住,在中间插孔注浆逐序压实,以保证注浆的质量。注浆时,遵循逐渐加密的原则,先对外围进行围、堵、截,对内部进行填、压,这样易于保证工程质量。真空预压的面积不得小于建筑物基础的外缘所包围的面积。
(4)预压固结法
在路基工程施工前,先对施工场地用砂石等地基进行预压,使地基产生很大的沉降而密实,从而达到提高地基的强度,减少实际工程沉降的效果。常见的预压法有用砂石材料对场地进行预压的堆载预压法、用大气压代替实际土石对场地进行压载的真空预压法。堆载预压法施工时,预压的荷载与建筑物的基底压力相同,对于有严格限制的建筑,常采用超载预压法,预压荷载常超过极限荷载,以免发生滑动破坏。真空预压法施工时,必须设置排水砂井,否则地表膜密封下的真空度难以传到地基深度处,达不到预压的效果。
3 盐渍土路基施工中问题的分析与对策
3.1 盐渍土基施工中问题分析
盐渍土俗称“卤泊滩”,公路工程中地表下1 m 深土层中可溶性盐含量达0.3%,对作物生长有危害。盐渍土主要分布在内陆干旱、半干旱区域,我国盐渍土面积有20 多万平方公里。
盐渍土中的盐遇水溶解后形成的强度下降、地基溶陷,在温度变化时表层土体松胀、深层土体膨胀,极易造成地基边坡失稳、路面季节性隆起、冻胀翻浆,对铁路工程危害极大。
3.2 盐渍土基的问题的对策
(1)根据工程质量要求和现场施工条件,按规范要求选择合适的路基填料和放缓边坡坡度。
(2)在路基设置有效的隔断构造,以防止水分和盐分进入路基土层而使路面工程再盐渍化。可根据现场施工条件,合理选择隔断形式。常见的隔断有土工布隔断、砂石反过滤层隔断等形式。在地基基床表层铺设两布一膜,预留既有线条整治条件,防止下雨时积水渗入基体内。
4 结 语
路基工程工程施工过程中,应根据当地的自然和环境、施工区域工程地质条件、土体颗粒物理性质、施工时的经济技术条件、实验结果,选择合适的措施,防治工程质量事故的发生。对冻胀土、膨胀土、软土、盐渍土分布区的路基施工工程中的一些常见的问题做了一些分析,并提出了一些解决方案。
[1]罗红庚.公路膨胀土路基主要设计及加固措施[J].民营科技,2012,(1).
[2]马诚信.冻土地基主要及冻土路基稳定措施研究[J].科技创新导报,2010,(17).