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浅析公路路基沉降分析及处治对策

2019-09-10王丹

环球市场 2019年21期
关键词:路基沉降强夯法

王丹

摘要:在公路项目施工中,往往会因施工、设计、自然因素等多种因素的影响,出现路基沉降问题,为解决此类问题,必须先了解路基沉降原因及危害,结合工程实际情况,合理采取切实可行的措施进行处理,从而提升工程质量。

关键词:路基沉降;原因;强夯法

一、路基沉降原因及危害

从一些数据可知,黏性土层压实度不够造成的沉降问题所占比例最大,约占77%。在施工过程中,对应的含水层所具有的承压能力减少,导致上下黏土层空隙水压增加,从而形成水头梯度。此时存于黏土层空隙中的水将被排出,转化为自由水,增加渗透力,甚至导致黏土结构被破坏,引发路基不均匀沉降。为更好地采取路基沉降防治措施,必须对路基沉降原因、危害有一个清晰的认识,具体如下:

(一)路基沉降的原因

地质原因:松散地层或半松散地层在重力的作用下,极易形成较为坚硬的岩石层。此时,路面的地层厚度就会逐渐减少,进而产生沉降。同时,在地质构造作用下,路基会出现凹陷,也会导致路面沉降,或地震等自然因素也是导致路基沉降情况的主要因素。

人为因素:首先,人们对地下水的过度开采而导致的路基沉降问题屡见不鲜。路基沉降问题的出现,对路面平整度、舒适性及安全均都造成严重影响。其次,在一些沿海地区蕴藏着较为丰富的地热资源,但是,随着资源开采量的逐渐增加,地下水被大量抽取,在很大程度上导致水位下降,从而导致路基沉降的发生。最后,近些年來我国城市化逐渐推进,在地表荷载持续增加的情况下,同样会导致路基沉降产生。

(二)路基沉降危害

第一,路基沉降将对道路安全造成严重影响。路基沉降的危害性相对较大,很容易导致路面裂缝的出现。一旦出现不均匀沉降,严重时还会出现路面坍塌等现象。从而对道路安全运行造成不良影响,给人们的正常出行带来安全隐患。

第二,路基沉降对抗灾能力的影响。当路基出现不均匀沉降,也会影响路面使用性能,导致公路抗灾害能力的下降。如暴雨、冰雹等,将沿着裂缝处直接渗透到路基,对路基造成更大的破坏。

二、工程概况

某公路工程总长度为57.2km,起止桩号为K52+000-K57+556.8.全线选取高速公路标准,24.5km为路基宽度。本路段泥岩为紫红色泥质结构,薄层状构造,矿物成分主要为粘土矿物,具有较少长石石英含量。岩石特征为脱水干裂、饱水软化等。岩芯形状主要为碎块状、饼状,短柱状较少。部分路段存有人工填土,主要构成成分为块石、小块石与粘性土,整体呈强~弱风化状态。土体具有良好渗透性。根据风化程度划分,主要包含强风化泥岩、弱风化泥岩两层。因本工程沿线主要不良地质不发育,分布有挖方岩体顺层滑坡、风化碎落等。且具有较快风化速度,尤其是无坡面防护的条件下,新开挖边坡具有更快风化碎落速度,每年由坡面破落的碎屑物质较多,在软硬相间的中薄层岩体内,极易产生小型坍塌。为此,必须做好拓宽路基沉降控制。本工程地基处理选用强夯法,并增设土工格栅或土工格室,局部软弱土层选取换填砂砾石强夯施工。

三、强夯法控制技术分析

(一)施工要点

本工程强夯施工段总长度为42m,起止桩号K53+212-K53+254,l1-12m为其宽度。强夯施工前己做好填土碾压施工,风化泥页岩混合料为所需填料,颗粒各异,4m为碾压厚度,94%为压实度。要求分4遍进行强夯施工。选用间隔跳打法用于前3遍夯实作业,为1600 KN.m;第4遍为满夯,为800KN.m。夯实后要求路基土压实度控制在96%,30mpa为回弹模量。

(二)测试布设方案

路基土工程性质可选取原位测试法检测,该方法的应用可防止运输时改变土的状态,避免对原状土试验数据结果造成严重影响。作为一种测试效果良好的方式,目前已经得到了广泛应用。原位测试可将施工段该处原状物理性能准确反映出来,利用原位测试与土样室内试验相结合,对该土工程性质进行精确判断。原位测试技术试验方法较多,如载荷试验、标准贯入试验、钻孔旁压试验等。本文A、B两点较深处有软弱下卧层,按照规定选取强夯进行本路段施工,强夯选用的复缆能力在15t以上,15m为提升高度,并设置自动脱钩装置,10t为夯锤重量,2m为其直径,将4个贯通孔(30cm直径)设置到夯锤上,为排气提供便利,降低起锤时坑底吸力。随后进行3遍点夯施工,以最后2击平均夯沉量在3cm以内为标准,并进行1遍满夯,单点夯击1到3击。完成强夯试验段试夯作业后,要求压实度在96%以上,回弹模量控制在3 0mpa以上。根据工程埋设方案,将元器件埋设到新旧路基内对比观测沉降,选取台阶法进行旧路基边坡刷坡,并一级一级向上填土,为加快施工进度,降低新旧路基不均匀沉降,必须强夯补强处理各级台阶位置的填土,要求分层填筑、压实施工。处理方案不同,则铺设的土工织物也不同。

软弱地基位于A、B断面位置,换填砂砾石后进行强夯处理,2m为路堤填土高度。C、D、E、F断面位置6m为路基填土高度,强夯填料层直到路面下2m位置,每层进行4遍夯实,完成填土找平碾压作业后,需开槽进行仪器埋设,在路基范围内引出导管导线,压实填土进行土工织物铺设。在土工织物下部30cm设置沉降杯埋设点,以便于织物铺设后对土体沉降量进行测量。同时各组沉降杯为5个,需在老路基埋设第1个,在行车道位置布设第2、3、4个,最后一个布设到路肩部位。

加宽路基后,因新旧路基存有差异沉降,将严重破坏路面结构,对正常使用道路造成影响。为达到路基变形、强度需求,可选取“震动碾压+强夯补强”措施处理加宽路基,以此实现有效控制新旧路基强度差异,沉降均匀。

四、土工格室及格栅的应用

(一)土工格室的应用

土工格室试验段长度为100m,起止桩号为K5 3+700-K5 3+800,路基强夯处理后即可进行塑料土工格室铺设,试验段土工格室为150mm高度,300mm焊接间距。

填料施工中,需对填料粒径进行合理控制,不宜过大。禁止选取机器倾倒,防止格室被砸坏,可选取挖掘机一点一点填筑。相比格室,填土多出10cm后,才能上机进行土料卸载,严禁在格室上直接卸载,需在填好的土上卸载,随后选取挖掘机填筑,最后进行碾压整平施工。

(二)土工格栅的应用

本工程其他施工段应在强夯处理后选取钢塑土工格栅施工。完成第一层格栅铺设作业后,即可固定、填土,固定工具为U型钉,填土厚度为30cm,碾压施工后需反折多出路基部分的格栅,并向该层层面固定,在弯折端培土1m保护格栅,随后进行第二层格栅铺设,以此类推,保证形成一个裹体,2m弯折段长度。

五、结束语

综上所述,公路施工中应该综合分析公路路基沉降原因,采取合理施工控制措施,不断优化设计路基施工工作,规范施工步骤,并能够对公路路基做好质量检测工作,才能有效避免公路路基沉降,加快公路基层施工的进度,保证公路路面压实度满足规范要求,确保公路路面稳定,避免影响公路行车质量。

参考文献:

[1]刘娇.公路路基沉降及施工控制技术探讨[J].科技信息,2012,13:385

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