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關鍵詞:道路橋梁地基處理
一、前言
軟土對公路的危害,引起我國公路方面各具部門的重視,科研、設計、施工等單位全力以赴,協(xié)同作戰(zhàn),經(jīng)過多年努力,已摸索了不少對策,并取得了可喜的成績。
(一)科研部門成立了專門機構,組織機關。交通部下屬科研院、所有之,為了承擔軟土科研及試驗工程臨時組成科研小組也有之。近年來為集設計、科研與施工為一體專門服務于軟基,也兼作其它特殊性巖土處治工程而紛紛出現(xiàn)一些新型的巖土公司,在廣東、湖南、遼寧、陜西等省均有,這樣的聯(lián)合配套公司,給軟基處理帶來新的生機。
(二)勘察設計部門利用他們勘察單位的優(yōu)勢,采用多種勘探,測試手段,尤其近年來不僅用單一的鉆探方法而且更廣泛采用靜力觸探、十字板剪、旁壓等原位測試儀具以及多種土工儀器進行原狀土和擾動土的物理、力學、水理試驗項目,為設計提供了可靠的地質(zhì)資料和各種必需的土工試驗數(shù)據(jù),大大提高設計成果的可靠度。在設計方法方面更有大的突破,過去對軟土的沉降、穩(wěn)定計算,多用手算,現(xiàn)在采用計算輔助設計,不僅加快了設計進度,而且便于優(yōu)化設計,且能迅速提供設計成果,也元形中減輕了設計人員的勞動強度。
(三)施工部門由于目前軟土部門趨向?qū)I(yè)化。公路部門有,航務、鐵道、市政、水電……等部門也有。它們擁有專門的施工機械,可使用多種材料進行軟基處理施工,并能埋置檢測觀察儀具體進行監(jiān)測,從而也保證了施工質(zhì)量和施工安全。
(四)其他部門在學術活動方面,不少學會或有關情報單位,不時地舉行軟土地基經(jīng)驗次序或?qū)n}研究會,以提高科技人員素質(zhì)并收到取長補短加快信息傳遞的多方面的效果。
在管理工作方面:交通部急生產(chǎn)單位之所急,最近正組織幾個單位,經(jīng)過三年努力,編制出交通行業(yè)標準《公路軟土地基路堤設計施工技術規(guī)范》,它的即將頒布與出版,將使我國公路軟基無論在設計方面或施工方面,出現(xiàn)了有章可循的局面。
二、路基處理
(一)處理的一般原則
1.以時間換金錢,早在10年前,日本著名換金錢處理軟土路堤的方法。即盡早用堆載預壓不作深層處理軟基的方法,這種以自然沉降逐漸達到路基穩(wěn)定,是一種最經(jīng)濟也簡單的方法。但我國公路基本建設的程序不能盡早拔款、征地、從容施工,而一旦工程項目付諸實施時,又往往限于工期,一般情況用自然沉降法將難以實現(xiàn)。
2.以金錢贏得時間:即在施工工期緊迫,時間有限的情況下,除非個別低路堤地段高度在臨界高度以下,可不作地基處理。橋梁采用基礎處,其余軟土都需采用不同方法處理,只不過可用多種方案進行優(yōu)選。
(二)勘察、設計和施工
1.軟土地區(qū)的地質(zhì)情況首先要弄清楚,工程地質(zhì)條件復雜,還應進行工程地質(zhì)分區(qū),以便按分區(qū)不同在區(qū)別地予以處理。在勘察設計時如地質(zhì)工作做的不夠深,在施工時一旦發(fā)現(xiàn),可作些補充勘察及勘探工作,對地質(zhì)情況作進一步了解。
2.設計方案要經(jīng)濟又要合理切合當?shù)貙嶋H情況。
3.所用材料數(shù)量要夠、質(zhì)量要保證;施工機械數(shù)量、規(guī)格、性能均要滿足要求。
4.施工時要嚴格遵守施工技術規(guī)范和操作規(guī)程辦事,以保證良好的質(zhì)量,軟土地段特別要注意控制填土速率,避免和產(chǎn)生路堤滑移或發(fā)生其它意外事情。
5.監(jiān)理工作要跟上,觀測儀具事先要埋置好,及時進行監(jiān)理和記錄。以保證施工的質(zhì)量和安全。
如能樹立質(zhì)量第一的思想,嚴格將上述幾項工作做好,應該說軟土路基施工,可以達到安全、優(yōu)質(zhì)的目的。
(三)處理方案的評價
1.處理軟土地基常用的方法在公路方面是排水固結,多用各種不同長度和間距的袋裝砂井(直徑7~10cm)或塑料排水板(寬10nm,厚4.5~6.0)與砂墊層(厚30~80cm)相結合,雖然這些方法是一般的,但卻是有效的經(jīng)濟的。
為了加快固結而且可提高地基承載力,也可用直徑30~50cm或更小一些的砂樁或碎石樁,但造價比上述常用方法要增加至少3~5倍。
2.輕質(zhì)路堤:我國輕質(zhì)路堤采用的材料一般是粉煤灰,國外也有用大塊型硬質(zhì)泡沫塑料。粉煤路堤有三種類型,即單一的、土和粉煤灰互層的和土砂及粉煤灰等混合的。
輕質(zhì)路堤的作用是減輕路堤自重,減小或加速軟土沉降提高土體抗剪強度,同時它作為填料還有節(jié)約投資、減少占地等效益。
3.其他輔助方法:土工布(分有紡和無紡的兩種,一般多用編織的,個別的也有兩種類型組合的,可以達到優(yōu)點互補)還有一材料是塑料加勁格柵,實際上類似“柴排壓枝”的作用,這些材料可提高地基整體性,減少地基不均勻的沉降,對防止滑移盡快施工也有好處。
此處還有淺層拌合和換填優(yōu)質(zhì)材料及拋石排淤等處理淺層軟土。有的為深層還設有反壓護道。
三、橋涵通道處的處理
在軟土地區(qū)的橋梁,由于基礎埋置較深,已穿過軟土層,故一般無大沉降。而在橋頭與路堤接合處由于沉降差異較大,往往出現(xiàn)臺階在車輛通道處多出現(xiàn)縱坡突變,在車速過快時出現(xiàn)車輛“切線拋出”感覺很不舒適,人、車安全受到影響。
在此接合處處理的方法一般有:
1.涵洞、通道處與路堤一樣同時填筑施工,后期再開槽做基礎;在橋臺處最好前后都填土,或在橋臺后背填以滲水性好的砂礫材料。
2.在這些人工構造物處采用超載預壓,橋頭兩側引道80~100m范圍也宜如此,以加速固結,減小通車后過大的沉降。
3.路堤如過高,下部軟土層厚、沉降量過大,沉降期過長、如處理地基費用過高,且效果不一定好時就不如改用橋梁跨過,京津塘高速公路軟土地區(qū),路堤如超過6.0m,就用橋跨通過。廣深高速公路也將不少高路堤設計路段,改用了高架橋方案。
4.橋臺處路堤處理:為了加快地基固結,提高地基承載力,減輕路堤與橋臺間沉降差,在橋臺處的一定距離內(nèi)采用砂樁,粉噴樁、旋噴樁等加固地基。
1.1沉降處理
沉降處理包括加速固結沉降和減少總沉降量兩方面。加速固結沉降可采用加載預壓、豎向排水(設置砂井或芯板排水)和擠實砂樁等方法。減少總沉降量可以采用換填好土、石灰(水泥)樁、擠實砂樁等方法。
1.2穩(wěn)定處理
穩(wěn)定處理可以采用換填土、擠實砂樁、石灰(水泥)樁等措施增加抗滑阻力。各種加速固結沉降措施都有助于促進軟土層強度的增長;慢速或分期填筑路堤可以達到阻止地基強度降低的目的。
1.3應注意的問題
(1)地基的土質(zhì)及土層構成(厚度、排水層等)條件。(2)道路的性質(zhì)、路堤高度和寬度,是否為與構造物連接的地段等條件。(3)工期、材料供應、施工機械作業(yè)條件和對周圍環(huán)境的影響等條件。以上處理方法可以單獨使用,通常用幾種方法組合使用,以發(fā)揮各種方法的特長,取得良好的處理效果。
2軟土地基處理的具體措施
2.1換填土法
當淤土層厚度較簿時,可采用淤土層換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基礎等辦法進行地基處理,鑒于換砂不利于防滲,且工程造價較高,一般應就地取材,以換填泥土為宜??蓪④浲寥客诔?,使路堤筑于基底或盡量換填滲水性土。這種方法適用于軟土厚度小于2m的路堤。換土法要回填有較好壓密特性土進行壓實或夯實,形成良好的持力層,從而改變地基承載力特性,提高抗變形和穩(wěn)定能力,施工時應注意坑邊穩(wěn)定,保證填料質(zhì)量,填料應分層夯實。
2.2拋石擠淤法
在路基底從中部向兩側拋投一定數(shù)量的片石,將淤泥擠出路基范圍,以提高路基強度,所有片石宜采用不易風化的大石塊,尺寸一般<0.3m。其上鋪0.1m厚碎石及0.1m厚砂層后再填土。這種方法的適用范圍為:軟土厚度<3.0m,表層無硬殼,呈流動狀態(tài)、排水困難的地基狀態(tài)。
2.3反壓護道法
當軟土和沼澤較厚,路堤高度不超過極限高度的2倍時,路堤兩側填筑適當厚度和寬度的護道,在護道附加荷載的作用下,保持地基的平衡,增加抗滑力矩,防止路堤的滑動破壞。通過反壓護道法使路堤下淤泥趨于穩(wěn)定。護道一般可采用單組形式,其高度為路堤高度的0.3—0.5倍。適用范圍:當路堤超過極限高度的1.5—2.0倍以內(nèi)時適用。
施工時,護道盡量與路堤同時填筑,且壓實度要達到90%以上。它的特點是施工工藝簡單、費用較低,但施工用地增大。
2.4砂墊層法
在軟土地基上鋪設厚度為0.5—1.2m的砂層,可使軟土頂面增加一個排水面,促進路基底的排水固結,提高路基的強度及穩(wěn)定性。砂墊層材料的選擇以透水性好的砂或砂礫(74u篩孔通過率為3%以下)為宜,以保證所需的排水能力;砂墊層的寬度以每側寬出路堤0.5—1.0m為宜。砂墊層適用于路堤高度<2倍極限高度的狀況。
2.5設置砂井法
砂井與連接的砂墊層配合使用效果較好,一般砂井直徑為0.2—0.3m,井距為井徑的8—10倍,常用范圍為2—4m,平面上呈矩形或梅花形布置。適用范圍:軟土層厚度>5m,且路堤高度超過天然地基承載力容許的高度很多時適用。
2.6攤鋪土工布法
高填土可適當分層,采用土工布加強路堤剛度,并在軟土基上隔墊,使荷載均勻,避免局部破壞,對地下水防治相當有利,也可以用土工布攤鋪軟土底層,并折向沿邊坡作防護,這樣既提高基底剛度,也使邊坡受到維護,有利于排水和因地基應力再分配而增加路基的穩(wěn)定性
2.7排水固結法
排水固結法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩(wěn)定問題有效措施,由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組合而成。排水系統(tǒng)是在地基中設置排水體,利用地層本身的透水性由排水體集中排水的結構體系,根據(jù)排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種。
2.8灌漿法
是利用氣壓、液壓或電化學原理將能夠固化的某些漿液注入地基介質(zhì)中或建筑物與地基的縫隙部位。灌漿漿液可以是水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿及各種化學漿材如聚氨酯類、木質(zhì)素類、硅酸鹽類等。灌漿法對加固淤泥軟土地基具有明顯效果,如福建省龍海市角美壺嶼港水閘由于淤泥軟基不均勻,沉陷閘基沉降最大達到0.63m,加固時采用單管高壓旋噴灌漿處理,每個閘墩上、下游側和中間各設5個灌漿孔,沿閘墩軸線兩側布孔,灌注水泥漿,成樁直徑0.5m,伸入閘基礎10.5m,采用灌漿壓力為20MPa,經(jīng)過處理后閘基沉降基本得到控制。高壓旋噴灌漿處理原理是通過在閘基中高壓旋噴灌漿形成水泥土摩擦樁,提高閘基承載力,達到控制沉降的目的。另一種對淤泥軟土地基閘室淘空處理通常應通過水閘上游防滲如設置水平鋪蓋或垂直防滲控制閘基滲流,然后再對閘室進行灌漿處理。
3結語
總之,軟土地基的強度或變形的問題是工程土中必須十分注意的問題,過大的沉降及不均勻的沉降造成軟土地區(qū)大量的工程事故。因此,在軟土地區(qū)進行設計與施工的道路工程時,必須從地基、建筑、結構、施工、使用等多個方面綜合考慮,采取相應的措施,減少地基的不均勻沉降,保證建筑物的正常使用。
參考文獻:
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[2]王曉謀,袁懷宇.高等級公路軟土地基路堤設計與施工技術[M].人民交通出版社,2001.
關鍵詞:公路工程;軟土路基;施工處理;
中圖分類號:X734文獻標識碼: A
引言
在公路工程項目建設階段,經(jīng)常會遇到公路路線穿越軟土路基區(qū)域的情況,軟土公路路基由于地質(zhì)情況復雜多變、土體承載能力不足、穩(wěn)定性較差,必須進行軟土路基的施工處理,以改善軟土路基區(qū)域的土體性狀,提高軟土路基的承載能力,確保公路工程路基的穩(wěn)定性,控制路基施工作業(yè)后期的沉降變形。軟土路基施工處理方案較多,在工程施工作業(yè)過程中,施工技術人員應當結合施工作業(yè)區(qū)域的實際情況,根據(jù)不同施工處理方案的特點以及實用性,綜合選擇效果好、造價低、進度快的軟土路基施工處理方案,通過高質(zhì)量路基施工處理,為路面結構層提供堅實的基礎。
1.軟土路基工程性質(zhì)分析
軟土就是指從軟塑狀態(tài)到流塑狀態(tài)的飽和土層,軟土根據(jù)土質(zhì)類型的不同,大致可以分為淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土、粉質(zhì)粘土以及粉土等土體,軟土路基在自然狀態(tài)下可以保持土體的穩(wěn)定,但是當軟土受到擾動或者是荷載作用,則很容易出現(xiàn)流動變形,軟土路基的工程性質(zhì)主要有以下幾方面:
(1)含水量和孔隙比較大。軟土路基的天然含水量相對較高,而且通常情況下大于30%,超過一般液限,土體的相對含水量超過1.0。軟土路基的天然孔隙比也較高,一般超過1.0,較高的含水量以及孔隙比也是影響軟土壓縮性以及抗剪強度的關鍵因素。
(2)軟土路基的土體滲透性較差。軟土路基土體的滲透性一般在10-5-10-6cm/s之間,土體的滲透系數(shù)較小,含水量較高,因此造成了軟土路基土體的固結非常緩慢,而且在荷載作用的初期,很容易由于較高的孔隙水壓力影響路基的整體強度。
(3)軟土路基的土體壓縮性較高。軟土路基的土體壓縮性較高,壓縮系數(shù)較大,而且壓縮系數(shù)隨著土體液限以及含水量的提高而增加,很容易在荷載的作用下出現(xiàn)較大的不均勻沉降變形。
(4)軟土路基的土體抗剪強度不高。軟土路基的特點為固結快剪強度指標較高,但是抗剪強度非常低,一般小于0.02MPa。
(5)觸變性與蠕變性較為顯著。在軟土路基施工過程中,由于土質(zhì)性質(zhì)較差,觸變性與蠕變性強,設計施工階段處理稍有不慎,很容易出現(xiàn)各種施工質(zhì)量問題。
2.公路工程軟土路基常用處理技術
2.1淺層軟土路基處理技術
淺層軟土路基施工處理方法主要有換填法、拋石擠淤法、淺層加固法等幾種方式,主要適用于路基承載力不足的淺層軟土路基以及低填淺挖作業(yè)路段。
(1)換填法。換填法的施工處理原理為通過采用機械將路基基地范圍內(nèi)的軟土路基挖除,并及時回填強度高、穩(wěn)定性相對較好的砂礫、碎石等,以提高路基承載力,降低沉降量。換填法主要適用于淺層非飽和軟弱地基的施工處理,同時也可用于濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性凍土、素填土以及雜填土路基的施工處理,處理深度一般不超過3m。
(2)拋石擠淤法。拋石擠淤主要是通過拋投塊石或者片石,將軟土路基區(qū)域內(nèi)的淤泥強行基礎路基范圍,以提高路基的強度,減小路基土體土層壓縮系數(shù)。主要適用于公路路線過溝塘路段,淤泥厚度較薄的路段,處理深度一般在3m以內(nèi)。
(3)淺層加固法。淺層加固法一般是通過在軟土路基之中摻加水泥或者是生石灰,通過路基土體與固化劑之間的化學作用,起到改善軟土路基土體性質(zhì),加固土體強度的作用。主要適用于處置淺層的濕陷性黃土、素填土、非飽和軟土以及雜填土等路基,處理深度宜在2m以內(nèi)。
2.2中層軟土路基處理技術
中層軟土路基主要是指對深度范圍在3-15m范圍內(nèi)的軟土所進行的處理,當前在公路工程施工中,中層軟土路基處理方法主要有水泥攪拌樁法、袋裝砂井法、塑料排水板法、強夯置換法、擠密碎石樁等幾種方法。
(1)水泥攪拌樁法。水泥攪拌樁的處理工藝原理為通過采用深層攪拌機或者是粉噴機,將水泥漿與軟土路基的土體進行原位拌和,形成具有一定強度的柱狀水泥土體,以提高路基承載力,減小路基沉降的發(fā)生。水泥攪拌樁法主要適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土以及地基承載力標準值在0.12Mpa以內(nèi)的軟土路基。
(2)袋裝砂井法。袋裝砂井的施工處理工藝為通過采用專業(yè)的沉入或者是打入機械設備,將裝具有透水性能的沙袋沉入軟土路基內(nèi)部作為豎向排水通道,通過排水通道排出軟土路基內(nèi)部的水分,起到排水固結的作用。適用于處理軟土路基深度較大的沖填土以及飽和軟土,施工作業(yè)速度較快,而且施工作業(yè)機械要求不高,對于路基的擾動也較小。
(3)塑料排水板法。塑料板排水法施工作業(yè)工藝為通過采用插板機將塑料排水板按照相應的密度插入軟土路基內(nèi)部形成豎向的排水通道,在經(jīng)過排水與壓抑后,將軟土路基內(nèi)部的水分排除,起到加速軟土路基土體固結沉降的作用,對于較大深度的沖填土以及飽和軟土具有較好的適用性。
(4)強夯置換法。強夯置換法通過強夯機夯錘的強大動能,在軟土路基區(qū)域夯擊形成坑洞并填充碎石繼續(xù)夯擊,形成具有較高強度的強夯置換墩作為復合地基。對于軟粘性土、碎石土、在填土以及低飽和度粉質(zhì)土具有較好的適用性,而且施工工藝成熟、作業(yè)時間段、造價低廉,因而強夯置換法施工處理技術在軟土路基的處理技術中應用較為廣泛。
(5)擠密碎石樁法。擠密碎石樁是通過機械沖錘沖擊套管中的碎石,進而將樁周圍的軟土路基擠密,并通過分段提升套管、沖出碎石的工藝,形成密實的碎石樁,能夠在軟土路基內(nèi)部通過碎石樁與樁間土形成具有較高承載力的復合地基。主要適用于砂性土、粉砂土以及可液化土等,技術經(jīng)濟性較好,施工作業(yè)速度較快。
2.3深層軟土路基處理技術
深層軟土路基處理方法主要是針對深度超過15m的軟土路基所進行的處理,當前在公路工程施工中,應用較多的深層軟土路基處理方法主要有CFG樁、PHC管樁以及水泥土雙向攪拌樁等幾類。
(1)CFG樁。CFG樁主要是將碎石、粉煤灰、石屑以及水泥通過機械設備在軟土路基內(nèi)部拌和成為具有一定粘結強度的半剛性樁體,通過樁體與樁間土形成復合地基,提升路基承載力,主要適用于人工填土、淤泥質(zhì)土、粉土以及粘性土。施工特點在于處理速度快、工藝質(zhì)量易于控制,施工作業(yè)工期較短。
(2)PHC管樁。PHC管樁是通過采用錘擊或者是靜壓等施工方式,將預應力高強混凝土管樁沉入軟土路基內(nèi)部形成復合地基的施工處理方式。適用范圍較廣,樁身強度較高,而且由于樁體的承載力、抗彎拉性能較好,因此能夠有效提高路基承載力,但是施工處理成本相對較高。
(3)水泥土雙向攪拌樁主要是通過水泥土雙向攪拌樁基內(nèi)外兩組攪拌葉片的正反反向旋轉(zhuǎn)攪拌,在路基深處將軟土路基和固化劑強制攪拌,進而形成整體性強、水穩(wěn)定性好以及強度高的路基。處理特點在于處置深度較大,能夠達到26m左右,而且攪拌均勻,成樁質(zhì)量較為可靠,處理效果較好。
3.結語
軟土路基施工處理作為公路工程施工作業(yè)階段重要施工內(nèi)容,對于公路路基的穩(wěn)定性、強度具有直接的影響。進行軟土路基的施工處理,必須結合軟土路基的實際情況,綜合考慮分析路基處理效果、工程進度以及造價要求,選擇最為科學合理的軟土路基施工處理方案,以提高公路路基處理后的路基整體質(zhì)量,確保公路工程建設施工的順利完成。
參考文獻
[1]魯敏芝.高速公路軟基處理研究現(xiàn)狀[J].公路建設與養(yǎng)護,2011(11):9-11.
關鍵詞:路基施工、管理控制、技術控制、質(zhì)量控制、全過程控制
Abstract: along with the development of national economy, our country in highway construction in continue to increase, the highway subgrade construction subject as road in the design and construction plays a decisive role, this paper focuses on the entire process control principle applied to the construction of subgrade construction of subgrade construction process control, to ensure highway subgrade construction schedule and construction quality, improve the service life of highway roads and economic benefits.
Keywords: subgrade construction and management control, technical control, quality control, process control
中圖分類號:O213.1文獻標識碼:A文章編號:
路基施工的特點
路基是公路的主體,是公路最重要的組成部分,是公路路面的基礎。堅固、穩(wěn)定的路基是減少路面變形、保證行車安全、延長公路使用壽命和提高公路經(jīng)濟效益的重要保證。基礎不牢,必然會導致大廈的傾覆,同樣,路基不牢,路也就不通暢了。重視路基質(zhì)量,就是重視企業(yè)的質(zhì)量。它的施工特點有以下幾個方面:
1、路基施工條件較為復雜,必須根據(jù)不同的地形、地質(zhì)條件合理選擇施工方案,雖然技術不復雜,但較其他工程施工,難度較大。
2、工程量較大,占到整個工程量的一半以上,施工工期較長,投資規(guī)模大。
3、工程施工所需的設備、人員較多,設備的型號也是多種多樣,人員的配備必須合理,加大了管理的難度。
4、路基施工中的不確定因素較多,天氣、溫度以及設計都會對工程產(chǎn)生影響,同時,一旦路基產(chǎn)生缺陷,它的修復較難,時間也比較長,不良后果及影響大。
二、路基施工的全過程控制
㈠路基施工的管理控制
根據(jù)路基施工的特點,要求我們的管理工作要更加科學、更加有效,管理工作的好與壞,直接能反映出我們企業(yè)的管理水平,施工的難度、復雜性最能展現(xiàn)企業(yè)的實力和經(jīng)驗,只有不斷創(chuàng)新,不斷探索,才能找到適合本企業(yè)的管理模式,路基施工的管理要點有:
⑴統(tǒng)籌兼顧,細心規(guī)劃
要因地制宜,根據(jù)不同地區(qū),不同路段,不同條件,制定出比較完備的施工方案
⑵明確施工標準,完善施工方法
根據(jù)有關設計文件、合同和相關規(guī)章制度,明確施工的標準,確保施工人員按標準進行施工,完善施工方法,制度作業(yè)指導書,盡量做到與現(xiàn)場情況相適應,保證施工工藝先進、施工方法妥當。
⑶合理分配資源
對于施工所需的器械、人員等資源,要進行合理的分配,使其成為一個有機整體,爭取做到用有限的資源發(fā)揮出最大的能量。
⑷明確責任范圍,將工作落實到位
在施工過程中,必須明確每個人的職責,做到分工協(xié)調(diào),層層把關,在施工中,關鍵還要抓好施工方案、計劃和各項規(guī)章制度的落實工作,并且最到及時總結、匯報,通過不斷交流,總結經(jīng)驗,使我們的工作更上一層樓。
㈡路基施工的技術控制
不斷加強路基施工方面的學習、研究,對路基施工的技術進行嚴格的把關,有利于提高路基施工質(zhì)量,提高公路行駛舒適度,從而延長公路壽命。主要討論以下幾點:
⑴公路軟土路基施工
公路工程中的遇到軟土路基天然含水量高、孔隙比大、承載能力低、壓縮性強等特點決定了公路工程施工中難點的出現(xiàn)。在軟土地基上修筑路基如果不采取措施處理或處理不恰當, 必然會發(fā)生路基失去穩(wěn)定或過度沉陷的病害, 從而導致了公路不能正常使用或提前損壞。
在路堤填筑期間,必須觀測每個填筑層,當發(fā)生沉降或位移超過規(guī)定標準的情況時,必須立刻停止施工。當接近極限填土高度時要加強觀測,為了避免由于加載過度造成地基破壞,必須嚴格控制填土的速度。如果超過規(guī)范規(guī)定,要停止施工或采取相應的技術措施以保證路基的安全。
⑵路基填筑材料的壓實
對于填筑材料的選取,應考慮填料的物理性質(zhì)、力學性質(zhì)和影響因素,確定填筑材料的最佳含水率和最大干密度,合理選擇路基的填筑施工工藝。
規(guī)范標準規(guī)定高速公路和一級公路路面底面以下80cm~150cm部分的上路堤其壓實度必須≥ 95% ,對其它等級公路鋪筑高級路面時,其壓實度也應該按高速公路和一級公路的施工標準進行。此外,路基施工要求還增加了對路堤基底的壓實度不宜小于93%的標準的規(guī)定。
⑶路基的防水、排水施工
影響路基強度和穩(wěn)定性及路面使用壽命的重要因素之一是水,由于水的侵蝕,導致很多路基損毀,從環(huán)境保護出發(fā),也應當做好路基的防水、排水工作。在路基施工中,一定要重視排水工作,防止因不同原因造成水患,影響路基施工,避免造成不必要的損失。
⑷路基施工防護
由于路基的填筑改變了地層的天然平衡狀態(tài)使路基暴露在空氣中, 而且不斷受各種自然因素的影響, 這就需要對路基進行各種類型的防護措施:
(1)沖刷防護:沿河路基邊坡防護大多采用直接防護。
(2)支擋防護:目前主要是擋土墻用于支擋防護。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、地基條件較好的場合;鋼筋混凝土結構的扶壁式擋土墻、懸臂式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理其墻身圬工體積小廣泛應用于公路路基的防護。
(3)坡面防護:坡面防護的目的是防止坡面巖土的風化剝落、地表水流的沖刷以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)。
㈢路基施工的質(zhì)量控制
路基的質(zhì)量要求是要具有足夠的穩(wěn)定性,具有足夠的強度,具有足夠的水溫穩(wěn)定性。它的控制主要是路基壓實厚度、寬度的控制,含水率的控制,施工及檢測的控制。
路基的質(zhì)量控制必須貫穿整個路基施工過程,對于施工中的每個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量、用料質(zhì)量、完成質(zhì)量都必須嚴格的把關。質(zhì)量是企業(yè)的生命,只有合格、過硬的質(zhì)量,才能使企業(yè)更具有競爭力,使其能長久發(fā)展下去。
結束語
運用全過程控制原則,對路基施工的全過程進行管理、技術、質(zhì)量的控制,積極創(chuàng)新管理模式、技術,使投資能發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。
總之,路基施工是一項復雜的系統(tǒng)工程,在進行路基施工時,必須嚴格規(guī)范要求進行,針對不同的路基項目采取不同的具體措施。面對日益激烈的建筑市場競爭,要想立于不敗之地,就必須與時俱進,不斷拓展視野,完善自己的施工技術,積極采用新工藝、新材料、新設備,只有這樣才能迎接新的輝煌。
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關鍵詞:軟土地基;地基加固;效果
中圖分類號:U457+.3文獻標識碼:A文章編號:
目前國內(nèi)外常用的軟土地基處理方法有:淺層加固法、強夯法、砂樁擠密法、真空預壓法、砂井堆載預壓法、水泥灌漿法、高壓噴射注漿法、深層攪拌法等。以上每種處理方法都有其自身的處理機理和優(yōu)缺點,在實際應用中一般不單獨采用一種處理方法,多數(shù)采用兩種或多種處理方法,即組合方法。這樣就可以發(fā)揮各自處理方法的優(yōu)勢,以達到增強處理效果的目的。
1工程實例
本項目是某市規(guī)劃公路主干線的一部分。本文研究路段樁號 K2+160~K5+600,路線長約 3.44km,主線采用一級公路兼城市快速路標準,主路設計速度 100km/h,輔路采用城市 I 級主干道標準,輔路設計速度 50km/h。路基全寬為58.5m。本工程為 2010 年 4 月完成設計,2010 年 12 月底開始施工。
2軟土地基加固處理設計
2.1 設計原則
軟基處理設計時綜合考慮本項目所在場地的地質(zhì)情況、施工工期、施工工藝、取材、工程造價等因素,并充分吸取各地區(qū)軟基處理的成功經(jīng)驗,進行多方案的經(jīng)濟技術比較后確定。
2.2軟土路基處理措施
根據(jù)本項目的工期、具體軟土分布情況,因本項目大部分路段軟土比較深厚,軟土厚度平均達到 20m 以下。通過水泥攪拌樁、CFG 樁、砂樁、真空預壓排水固結等不同軟基處理方法比較,決定采用如下軟土路基處理措施:
1)對于一般軟基(除臺后填土及構造物外)路段,采用“袋裝砂井+堆載預壓”的處
理方案。袋裝砂井呈正三角形布置,間距 1.0~1.3m,砂墊層 80cm 厚,上鋪 1 層雙向土工格柵,袋裝砂井深入砂墊層 30cm。
一般路段的縱向處理范圍根據(jù)處理深度、填土高度等因素綜合確定。進行等載或超載預壓時,應在預壓期內(nèi)及時追加沉降土方,以平衡沉降土方維持預壓高度。預壓完成后,卸載土方可用于簡易人行道填筑或作臨時施工便道之用。
2)對于圓管涵路段,軟土處理方法與一般軟基路段相同,并加密袋裝砂井間距,預壓沉降穩(wěn)定后反開挖施工。
3)對于箱涵路段,先施工袋裝砂井+堆載預壓,卸載后進行水泥攪拌樁二次加固處理。水泥攪拌樁樁徑 50cm,正三角形布置,樁間距 1.3~1.5m,砂墊層厚 80cm,上鋪一層雙向土工格柵。水泥攪拌樁處理的縱向范圍一般為涵洞寬+4m 控制,橫向處理范圍為涵洞出口坡腳線外 1m。
4)對于橋頭路段、擋土墻較高路段及老路路基拓寬段,原則上采用“預制管樁+袋裝砂井”處理方法,但當軟土埋深較淺、填土較低、擋土墻承載力要求較低的橋頭路段采用“袋裝砂井+堆載預壓”處理。橋頭引道采用“預制管樁+袋裝砂井”的方法處理深層軟土。預制管樁樁徑 30cm,樁間距 1.8~2.6m,正方形布置,塑料排水板間距 1.8~2.6m,砂墊層厚 60cm,上鋪兩層雙向土工格柵(分橫向與縱向錯開布設)。 “預制管樁+袋裝砂井”縱、橫向處理范圍根據(jù)引道填土高度及處理深度等因素綜合確定。
2.3 構造物兩側路基填筑設計
為了減少路基在構造物兩側產(chǎn)生不均勻沉降,減輕跳車現(xiàn)象,提高車輛行駛的舒適性,對橋梁和涵洞兩側路基填筑需進行特殊處理。
1)臺后路基處理范圍
對橋梁、涵洞、通道臺后處理范圍見表1。
表1 橋涵構造物臺后路基填土處理范圍
注:H 為路基填土高度減去路面及路床厚度。
2)臺后路基處治措施
橋涵臺背路基與錐坡采用中粗砂或其他透水性材料填筑,臺背路基與錐坡填土同時進行,要求從填方基底或涵洞頂部至路床頂面壓實度均達到 96%。
3加固效果及現(xiàn)場監(jiān)測
施工及監(jiān)控單位根據(jù)我們設計提供的監(jiān)控斷面埋設沉降板、測斜管及位移邊樁等器材。表面沉降儀器布設儀器見表2,斷面布置見圖 1。
表2 表面沉降板埋設儀器表
圖1 軟土路基監(jiān)測橫斷面
袋裝砂井自開始施工,同時根據(jù)設計提供的監(jiān)控斷面進行監(jiān)測。觀測頻率視不同時期而定,其中填土每填筑一層觀測 1 次,兩次填筑間隔時間較長時,每 3d 至少觀測 1 次;預壓期第 1 個月隔日觀測 1 次; 預壓期第 1 個月后至第三個月每周觀測 1次;預壓期第三個月之后至預壓期結束每半月觀測1次。按設計布置的監(jiān)控斷面見表3:
表3 監(jiān)控斷面一覽表
3.1 沉降觀測
從表面沉降隨時間變化曲線來看,K2+475為代表斷面(見圖2,),在開始填土后,沉降曲線迅速增長,在等載預壓三個月后,基本已經(jīng)達到沉降穩(wěn)定。在等載預壓 6 個月后,已基本能滿足設計要求的卸載沉降量值??偟某两盗颗c設計的預估沉降量稍小。可見袋裝砂井+堆載預壓施工,對于工期要求不高的路段,是可行的。
圖2 K2+475斷面時間-荷載-沉降曲線表
3.2水平位移觀測
根據(jù)我們布設的測斜管測得的水平位移來看,在袋裝砂井施工準備階段,即鋪設砂墊層施工的時候,各個測斜管均有向外側擠出變形,水平位移值在 20mm 左右,袋裝砂井施工后,各個測斜管均有向內(nèi)的收縮變形。在填土過程中,隨著荷載的加載過程中,都有一個向外的擠出變形值,加載穩(wěn)定期間,隨后有一個較快的向內(nèi)收縮位移。觀測值均小于 20mm,表明施工過程中,邊坡是穩(wěn)定的。
4結束語
通過本文研究分析可知:袋裝砂井+堆載預壓法,適用于飽和軟土、吹填土、松散粉土以及新近沉積土施工的地基處理,對存在連續(xù)薄砂層的地基處理效果更好。袋裝砂井+預制管樁法,適用于軟土特別深厚的軟土地基、并對地基承載力要求較高的工程。袋裝砂井+水泥攪拌樁處理,適用于軟土較深厚,對地基局部承載力要求較高的路段。三種地基處理方法對于處理不同路段的軟土路基,經(jīng)施工檢驗,沉降及位移均在設計范圍內(nèi),地基承載力均滿足設計要求。
參考文獻:
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關鍵詞:瀝青混泥土路面,平整度,控制
1.路面不平整的原因
1.1路基的不均勻沉降,必然會引起路面的不平整,路基不均勻沉降的主要原因有以下幾點。
⑴軟土地基處理不到位、當基底處于軟土路段時,需對其進行處理,其處理方法有多種,如:粉體攪拌樁,超載預壓土等,不論采用哪種方法,都存在軟硬基底接合處,此處的土基如果不作為過渡段予以處理將會產(chǎn)生不均勻沉降。
⑵半填半挖路基的接合處處理不當在半填半挖地段施工時,土基未按規(guī)范要求挖成臺階, 使土基與填料在接合部會產(chǎn)生裂縫以致沉降。
⑶開山段與填方段交接處的不均勻沉降開山段路基無論是土基還是巖層與填方段的路基填料都有所不同,壓實效果不同,所產(chǎn)生的沉降也不同,將會產(chǎn)生不均勻沉降。
1.2橋頭涵洞兩端的跳車橋涵臺背處路基由于沉降而導致跳車,其主要原因:
⑴由于臺背填料與臺身剛度差較大,造成沉降不均勻。
⑵在橋(涵)與路基接合處,常會產(chǎn)生細小的縮裂縫,隨著雨水滲入將會使該處路基發(fā)生沉降。
⑶由于壓實機械的作業(yè)面狹小碾壓不到位, 局部壓實度滿足不了要求,通車后將出現(xiàn)路基的壓縮沉降或不均勻沉降。
1.3基層不平整對路面平整度的影響
如基層不平,既使面層攤鋪平整,壓實后也會因虛鋪厚度不同,而產(chǎn)生不平整。當面層施工時,即使瀝青混合料表面攤平了,但基層平整度高低不平,碾壓后仍將出現(xiàn)低洼不平,這樣勢必要進行人工找補,不但會降低標高合格率,也影響了表面平整度。
1.4攤鋪機械施工把關不嚴將會出現(xiàn)路面“搓板”
⑴如果攤鋪機基準線控制不好, 如張拉力不足或支承間距太大而產(chǎn)生撓度,使攤鋪層出現(xiàn)波浪。掛線高程測量不準或樁位移動,都會通過架設在鋼絲線上的儀表反映在相應的攤鋪路段上, 造成路段高低起伏,既影響平整度又保證不了厚度。
⑵攤鋪機的攤鋪速度快慢不一,將會導致表面層粗糙不均,影響攤鋪后的預壓密實度,使碾壓成型后的面層厚度起伏不定,從而影響面層的平整度。
⑶接縫處理不當對平整度的影響接縫有縱向接縫和橫向接縫兩種,接縫處理不好易出現(xiàn)下凹和凸起現(xiàn)象,尤其是兩個作業(yè)隊交界處,由于攤鋪機松鋪系數(shù)不同, 所以同一斷面施工放樣掛線高程也就不相同,如果采取同一個放樣線必定出現(xiàn)接縫處下凹和凸起現(xiàn)象,影響平整度。
2.控制瀝青路面平整度的措施
2.1路基不均勻沉降對軟土路段路基、高填方路基、橋頭涵洞兩端、填挖結合部等處的不均勻沉降,除進行軟基處理,換填材料等按規(guī)范要求進行處理外,還應進行沉降觀測。
采用埋置沉降板的方法,在路基施工前在基底埋設沉降板,隨著填土高度增加逐漸加長沉降桿, 并在沉降桿埋設處作標識并加以防護,每十天觀測一次沉降結果,待路基填土達到設計高程時,再繼續(xù)觀測,如果連續(xù)觀測三次沉降值均在0.5mm 以下時,表明路基沉降已處于穩(wěn)定狀態(tài),這時便可以進行路面施工。如果填土速率過快,雖已達到設計高程,但連續(xù)三天觀測沉降值均未達到0.5mm 以下時,這時應給予路基一定的沉降期,待達到穩(wěn)定后再進行路面施工,這樣可以避免由于路基的不均沉降而引起的路面平整度差的問題。
2.2嚴格控制基層標高,確?;鶎悠秸?/p>
基層平整度差,主要體現(xiàn)在基層標高合格率低,由于高速公路瀝青路面基層大部分采用二灰碎石或水穩(wěn)沙礫, 其含水量的控制是關鍵。控制水泥穩(wěn)定砂礫混合料含水量必須從砂礫入手,當砂礫含水量較低時,在拌和過程中應控制好加水量,滿足最佳含水量要求,如果砂礫含水量過高,不加水已超過最佳含水量很多時,應將從河中撈出的砂礫控干、晾曬以滿足施工要求,否則拌和后含水量過大攤到路段上時,難以及時進行碾壓。雖然夏季溫度高、表面易干爽,但混合料里面的水分又難以蒸發(fā),在這種情況下進行碾壓將出現(xiàn)“軟彈”現(xiàn)象,使路面高低不平;如果不及時碾壓,而超過水泥的凝結時間,混合料將無法壓實,壓實厚度也無法保證,即標高誤差超差多,滿足不了規(guī)范要求,使合格率降低,應嚴格控制混合料的最佳含水量,所以要保證路面平整度。
2.3合理選擇攤鋪機,確保路面平整度
⑴攤鋪機熨平板寬度的選定應滿足: 組合后的熨平板要與機械本身左右對稱;熨平板的組合寬度內(nèi)應盡可能減少縱向接縫:多層次路面的上下層縱向接縫不應重合。瀝青路面正式攤鋪前,應檢驗組合熨平板的底面不平整度和基本熨平板與附和熨平板底面的高度差,以確保平整度。
⑵攤鋪機振動梁振幅調(diào)整的主要依據(jù)是攤鋪層厚度和攤鋪層壓實度,振動壓實時,大振幅比小振幅有較高壓實能力,但瀝青混凝土攤鋪層屬于薄層,一般采用小振幅,以避免面層松散和整體強度下降,在攤鋪前,應檢查振搗器、夯錘皮帶使用性能,尤其是皮帶是否過于松弛,避免振搗頻率和夯實次數(shù)不一致。免費論文參考網(wǎng)。
⑶攤鋪機基準線的控制:當以控制高程為主時,以走鋼絲為宜;當控制厚度為主時,則采取浮動基準梁法,一般情況下是底面層走鋼絲控制標高,中、上面層控制厚度采用浮動基準梁法,面層平整度好壞也取決底面層標高和平整度,所以走鋼絲法尤為重要。當采用走鋼絲法時就應注意:支持鋼絲繩的支柱鋼筋的間距不能過大,一般為5-10m,每兩根鋼支柱間鋼絲繩的撓度不大于2mm, 張緊鋼絲繩的拉力一般在800N左右;基準線應盡量靠近熨平板,以減少厚度增量值。為保證連續(xù)作業(yè),應準備足夠的鋼絞線,以避免走完本段鋼絲后,下段還沒有架設完成。免費論文參考網(wǎng)。
2.4采用合理的碾壓工藝
碾壓是瀝青路面施工最后一道工序, 是保證瀝青砼路面工程施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié), 合理的碾壓工藝與正確的碾壓方式是保證路面平整度的重要手段。
2.4.1碾壓方式及壓實機具
瀝青路面的碾壓分初壓、復壓、終壓。初壓時選用鋼輪壓路機靜壓兩遍,以整平和穩(wěn)定攤鋪層,避免縱橫向推擠;復壓選用重型輪胎壓路機碾壓四遍,以使混合料密實、穩(wěn)定成型;終壓宜選用寬鋼輪壓路機碾壓兩遍以上,以消除輪跡為準,形成最后的壓實表面。鋼輪壓路機應有霧狀噴水裝置;輪胎壓路機則由專人負責,用蘸有1:4 的油水混合液的拖把擰干跟涂輪胎,防止壓路機碾壓時因出現(xiàn)混合料粘輪而影響路面平整度。
2.4.2嚴格控制碾壓溫度
碾壓溫度與碾壓效果關系也很大, 對碾壓溫度的控制是提高平整度及壓實度的首要因素。現(xiàn)場應有專人對瀝青混合料從生產(chǎn)到鋪筑完成的全過程的溫度進行測試,特別是從鋪筑到碾壓階段。高溫時混合料塑性大,容易改變空隙而獲得較好的平整度;而低溫時混合料內(nèi)摩阻加大,產(chǎn)生不均勻壓實,既不容易壓實,也很難使平整度達到規(guī)定指標,且壓實時易發(fā)生局部松散、開裂,影響路面質(zhì)量。根據(jù)《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》(JTJO32-94)表7.2.4 要求,在氣溫15℃以上施工時, 初壓溫度為110~140℃, 氣溫在10~15℃時, 初壓溫度為120~150℃,終壓溫度不小于70℃。
2.5專人檢查路面平整度
在復壓結束后,質(zhì)量檢查員及時用6m 靠尺檢查其剛碾壓過路面的平整度,并做好相應記號,在終壓前,壓路機根據(jù)檢查員的記號,以采取相應的處理辦法。如橫向平整度問題較大,則橫向強振2~3 遍;如縱向平整度有問題,則沿縱向強振2-3 遍,以使平整度達到要求。免費論文參考網(wǎng)。通過以上分析,影響路面平整度的因素是多方面的,只有通過對各個環(huán)節(jié)的嚴格控制,才能較好地控制路面平整度。
單位:洛陽市路星公路工程監(jiān)理有限責任公司
【關鍵詞】高速公路工程,軟土路基,病害處理質(zhì)量,檢測技術
中圖分類號:U412.36+6 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
在高速公路工程的施工過程中,在地基工程的處理方面,一定要特別細心,因為地基將影響到整個高速公路工程的質(zhì)量問題,不管是高速公路工程的全部承重負荷都將由地基來承載。最容易因為地基方面出現(xiàn)高速公路安全問題的是軟地基,一旦軟地基沒有采取一定的措施進行處理, 就會出現(xiàn)很多施工質(zhì)量和安全問題,因而,加強對軟地基病害處理質(zhì)量檢測技術的探討,有著十分重要的意義。
二、工程地質(zhì)概況
某高速公路某工區(qū)66處軟基路段,均分布在泥灰?guī)r風化剝蝕殘積區(qū)山間凹地的富水地帶。其成囚主要是下部泥灰?guī)r含泥成分高,透水性差,地表地勢低注,地下水排泄不暢,經(jīng)長期浸泡淤積而成。該路段地下水長期活動于粘土層中或巖土接觸界面,從而加劇了泥灰?guī)r的風化力度,軟土厚度在逐漸變厚。下部泥灰?guī)r上界面的理深在2. 3一6. 4 m之間,巖土界面略有起伏。而在地表,土的分布狀態(tài)與粘土中的含水最密切相關,在地勢略高、排水較好、含水最低的地段則形成硬殼層,其硬殼層粘土厚度一般小于1 m;在地勢低注、地下水豐富地段,由于流水排泄困難,則形成沼澤地。
三、高速公路軟土路基的特征分析
高速公路路基的施工是公路建設施工中較為重要的一個環(huán)節(jié),高速公路路基的施工質(zhì)量及軟基處理方法的選擇將直接影響到后期施工中路面平整度、工后沉降及公路施工周期。軟土路基是高速公路路基施工比較復雜的一種路基情況,鑒別其特征對于為高速公路路基進行鑒定具有重要意義。為探明施工路段軟土分布特征,應以工程地質(zhì)鉆探,采取原狀土樣進行室內(nèi)土工試驗為主,同時進行靜力觸探及十字板剪切實驗等原位測試,以此對比軟土的物理力學參數(shù)特征。然后根據(jù)路段軟土層特征進行處理方法的選擇。軟土一般是指天然含水量大、壓縮性高、承載力低的一種軟塑狀態(tài)的粘性土。它一般是在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積,經(jīng)生物、化學作用形成的。但含水量多少才謂之高、承載力多少才謂之低,目前尚沒有一個統(tǒng)一標準。
四、高速公路常見病害
我國高速公路路基、路面的早期損壞有多種形式,是由多種不同原因引起的,其中對路面使用性能和使用壽命影響最大的是結構性破壞、水破壞和嚴重轍槽。下面分別簡述路基、路面的常見病害類型。
1.常見路面破壞類型
(一)變形類 填土路堤上的路面竣工后以及開放交通后,路基會產(chǎn)生不均勻沉降,導致其上路面頂面產(chǎn)生波浪式的不平整。
(二)軟土基層沉降類 軟土基層沉降是由于軟土地基引起路面產(chǎn)生很大的不均勻沉降,使路面縱斷面產(chǎn)生大的變形。
(三)松散類 由路面結構性破壞產(chǎn)生的網(wǎng)裂。由于路面結構的承載能力不能抵抗現(xiàn)有行車荷載的反復作用,而產(chǎn)生的路面結構性整體破壞,其外觀特征為輪跡帶上產(chǎn)生裂縫,進一步發(fā)展成縱向網(wǎng)裂形變帶,其中以水破壞產(chǎn)生松散變形類病害最為廣泛。
(四)車轍 我國普遍采用半剛性基層瀝青路面的結構,基層本身的變形不是主要的,多數(shù)都是瀝青混和料產(chǎn)生的流動性車轍。
2.常見路基破壞類型
(一)填挖交界類 由于填挖路基產(chǎn)生縱向不均勻沉降,使路面頂面產(chǎn)生波滾式的不平整。
(二)路基壓實度不夠產(chǎn)生的縱向裂縫 由于地基和填土在槽向不可避免的不均勻性,特別是在有表面水滲入地基的情況下,路面結構或早或遲產(chǎn)生一些細而短的縱向裂縫。
(三)橋頭跳車類由于橋頭填土較厚,路基路面容易產(chǎn)生大的沉降,而橋頭的沉降量很小,從而產(chǎn)生錯臺高差,是路基路面縱向變形最嚴重的一種形式,在軟基路段、濕陷性黃土地區(qū)尤為嚴重。
(四)不良地質(zhì)體 由于地基部分存在不良地質(zhì)體,如滑坡、空穴,高速公路的修建改變了微地貌環(huán)境,在持續(xù)動荷載作用下,原有的不利地質(zhì)條件被進一步激發(fā)、擴大,從而引起路面沉陷、裂縫,甚至大范圍的路基塌滑。
(五)其他類破壞形態(tài) 主要包括支擋結構物的損壞、水毀類破壞、原有防護擋土墻由于基礎沖空倒塌等原因造成的路基整體滑移甚至沖毀。
五、檢測方法與技術
根據(jù)工程地質(zhì)概況,如果軟基清淤沒有達到設計要求,或者換填厚度不足,則殘留的第四系高液限粘土將與上覆的填筑土(砂礫土)、下伏的泥盆系灰?guī)r具有明顯的電性差異;如果清淤到達基巖面(灰?guī)r),由于地下水位的緣故,在強風化或弱風化灰?guī)r與填筑砂石之間也將形成一個低阻層,與上覆的填筑土(砂礫土)、下伏的泥盆系灰?guī)r也存在明顯的電性差異。這就為地球物理方法無損檢測清淤換填厚度,提供了可靠的前提。檢測時,根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算低阻層的厚度,結合目前地面標高、清淤之前的地面標高以及設計清淤厚度,就可以計算出清淤厚度誤差,進而對軟基處理質(zhì)量進行評價。
結合軟基路段的地質(zhì)地球物理特性,并結合工點的實際地形地貌特點和施工情祝,經(jīng)多次技術試驗和參數(shù)測定,確定檢測工作采用電阻率測深法(三極測深)進行。三極測深法是檢測垂直深度方向介質(zhì)電性變化的有效地球物理方法之一,主要用于研究覆蓋層下的基巖起伏,為水文、工程地質(zhì)提供有關疏松層中電性不均勻體的分布以及疏松層下的地質(zhì)構造等,能比較可靠地確定工作區(qū)范圍內(nèi)軟基的部位。其工作原理如下圖所示。其中:A.B為供電電極,電極B位于無窮遠處;M.N為測最電極;O為測深點;A.M.N排列在一條直線上。根據(jù)檢測工作的深度要求,AO = 1.5 m.2.5 m.4m.6m.9m.15m.25 m.40m.50 m.60 m ,OB距測點距離>800 m。
野外實地觀測時,為滿足檢測精度,M.N極距間最小間距為0.5 m,最大間距為3 m,供電電壓>360 V,供電電流>500 mA。考慮到電法探測屬體積勘探方法,為獲取指定清淤部位的最合理的分層標高,在勘探部位0.8 m x0.8 m的范圍內(nèi),同時布置9個測點進行測最。以此9點的平均分層標高作為該部位的最終分層標高,由此計算該部位的清淤厚度。
六、檢測資料解釋
對工區(qū)66個軟基清淤處理路段采用電阻率測深法進行檢測后,采用數(shù)宇濾波法求T函數(shù),并用阻尼最小二乘法擬合T函數(shù)方法進行數(shù)宇定最反演,進而分析計算出填筑土(石)的厚度以及基巖面深度,繪制電阻率測深曲線。
下圖為電阻率測深曲線。分析該曲線,在理深處于6.0 m左右位置時,電阻率達到極小值,推測該部位為淤泥或地下水水位面,為基巖與填筑土的分界面。測最該點地面標高為 262. 316 m,計算出該部位標高為256.32 m。結合施工之前此處原始地表標高測最結果(259.13m,軟基厚度為3.75 m因此該部位基巖面標高應為256.38 m,清淤達到了設計要求。
結合檢測部位地面標高,計算檢測部位的清淤厚度以及基巖面標高,并將其與變更文件中清淤厚度進行對比分析,計算清淤厚度誤差。根據(jù)檢測結果,該工區(qū)66處軟基路段中26處檢測厚度大于設計厚度。分析認為,此26處軟基路段基巖上部為強風化泥灰?guī)r,而且填方路堤填筑厚度較大(部分大于10 m),應為路基沉降所致。
與此同時,該工區(qū)有5處清淤厚度小于設計厚度0.4 m以上,其中有2處清淤厚度小于設計厚度1.0m以上。為確認檢測結果,施工單位和業(yè)主在該5處進行鉆孔確認。鉆探結果顯示,地球物理無損檢測結果與鉆孔結果基木一致,最大誤差僅0.3 m,符合工程實際情況。后據(jù)檢測結果,施工單位對清淤處理不合格的5處軟基路段進行處理,用以確保路基沉降均勻、路堤穩(wěn)定以及通車后運行安全。
七、結束語
綜上,鑒于高速公路軟土路基的重要性,我們應該不斷加強對高速公路軟土地基常見病害的處理,提高處理的質(zhì)量,加強對質(zhì)量的檢測技術的研究。
參考文獻:
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[2]趙潤濤 高速公路軟基處理及觀測技術研究河北工業(yè)大學2006-01-01碩士
[3]馮仲仁 高速公路軟基處理智能決策支持技術研究武漢理工大學2003-05-01博士
關鍵詞:施工技術,混凝土 , 道橋施工
Abstract: in order to promote the highway bridge concrete bridge in the theoretical research and practical application, in the paper the relevant material, on the basis of the concrete bridge by the comprehensive method of system is introduced and analyzed. The selection of concrete, prone to bridge the settlement of excessive section of construction techniques, and the processing of roadbed and bridge waterproof construction three aspects, in view of prestressed concrete beam bridge in the mixture ratio of construction of some actual problems existing in a preliminary discussion, briefly discussed the main technical points of the bridge construction.
Keywords: construction technology, concrete, and bridge construction
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A文章編號:
前言:
隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,我國道橋建設項目也迅速增多,規(guī)模也不斷擴大,甚至出現(xiàn)杭州灣跨海大橋這樣的巨型工程,對道橋建設的要求也越來越高,在生產(chǎn)實踐過程中,隨著技術水平的提高,為了解決普通混凝土質(zhì)量大的缺點,人們逐漸開發(fā)出了混凝土的新品種———輕質(zhì)混凝土。國外首先用回旋窯燒制了頁巖陶粒,為輕質(zhì)混凝土的發(fā)展邁出了可喜的第一步。由于輕質(zhì)混凝土是一種比強度高,保溫耐火,抗震性能好,無堿集料反應等新型混凝土,可廣泛應用在各種工業(yè)與民用建筑等構筑物上,具有很好的技術經(jīng)濟價值。
在輕質(zhì)混凝土的發(fā)展初期,由于其強度較低且人們對其力學性質(zhì)研究較少,使其應用的范圍有所局限。隨著研究的深入、高強輕集料即高強陶粒的問世。人們利用高強陶粒配制出了密度等級為1600~1900,強度等級在LC30以上的,廣泛用于結構的高強輕集料混凝土。它以優(yōu)良的力學性能和潛在的好處,在世界各國,特別是在北歐等國被廣泛地應用于高層、超高層建筑結構,大跨度橋梁和城市立交橋及海洋工程中。而在我國,由于對輕質(zhì)高強混凝土的研究還不十分系統(tǒng),其用于承重結構的還不多,筆者在本文中簡要分析道橋施工技術的幾個要點。
一、混凝土的選用
混凝土是當前道橋的最主要材料,如果混凝土選用不當容易使道橋出現(xiàn)裂縫以及破損現(xiàn)象,嚴重的還會對橋梁的安全構成威脅。隨著建筑業(yè)的飛躍發(fā)展新材料的應用,混凝土的強度有了很大提高。人們利用高強陶粒配制出了密度等級為16001900,強度等級在LC30以上的,廣泛用于結構的高強輕集料混凝土。
高強混凝土是由普通砂、高強陶粒、水泥和水或同時外加粉煤灰、F礦粉、礦渣、硅粉等混合料配制而成的,通常它的強度等級在LC30以上,密度小于1950千克/立方米,它本身質(zhì)量很輕,是一種理想的結構用混凝土。它和普通混凝土所不同的是涉及到了表觀密度的最大限值和最小
的強度等級限值。
隨著國民經(jīng)濟和科學技術的發(fā)展,目前建設的橋梁逐漸向大跨度發(fā)展,這使得混凝土自重大的缺點極大的限制了橋梁跨度的進一步提高。在橋梁結構向大跨、重載、輕質(zhì)、耐久方向發(fā)展的時代,高強混凝土作為一種新的建筑材料,以其高強、輕質(zhì)和抗變形能力強的特點,顯然能夠克服道橋自重過大的缺陷,實現(xiàn)橋梁跨度的進一步提高。因此,高強混凝土當是今后橋梁建設上主要使用的材料之一。高強混凝土的優(yōu)勢主要有以下幾點:減輕橋梁自重,增大橋梁的跨越能力;提高橋梁的耐久性,延長使用壽命;抗震性能好;減低橋梁高度。
二、道橋過渡段施工技術要點
路橋過渡段發(fā)生不均勻沉降,即橋頭跳車現(xiàn)象已經(jīng)成為道路最常見的質(zhì)量缺陷之一,下面將系統(tǒng)分析總結沉降的原因,并且從設計和施工兩方面提出有效的控制措施。
2.1道橋過渡段不均勻沉降成因分析。
①橋梁地基
大多數(shù)橋梁地基土質(zhì)的天然含水量大、空隙率大、抗剪強度低,長期的自重荷載和車輛載荷作用很容易使此段發(fā)生沉陷。
②臺背填料
選擇臺背的填料時,應盡量選透水性好的材料,但常用的透水性材料存在空隙率大的缺點,施工中很難控制其壓實度,由路基路面的恒載和車輛荷載也容易引起地基的壓縮變形,此外,填料的壓縮、固結、次固結引起路基路面結構層因行車作用而被壓縮。
③設計
由于各種原因造成的鉆探深度不足或地質(zhì)鉆探布控過少,以至未能及時發(fā)現(xiàn)軟基存在,或準確探明軟基范圍和深度,從而造成軟基處治的理論計算與實際情況存在一定差距,導致軟基處治設計不能達到規(guī)范要求。
④施工
通常在道路橋梁施工中,由于道路與橋梁的施工順序原因,造成了橋涵兩端留下一個填土較多、施工面窄的作業(yè)段,從而導致現(xiàn)場施工條件極差?,F(xiàn)實中常出現(xiàn)這樣的情況,由于施工單位搶工程進度,而沒有嚴格按照規(guī)范要求進行施工作業(yè),臺背回填松鋪厚度嚴重不足,臺背排水防護做得也不到位,從而給路基沉陷留下質(zhì)量隱患。
⑤防治沉降的設計施工要點。
通常采用砂類、滲水性土作為填料。
⑥加強路橋過渡段路堤填料的選擇
實施路橋過渡段路堤填筑之前,要謹慎地選擇施工路段的填料,將
各種土壤作進行比試驗,并從實驗結果中,比較各種土壤的技術指標,從
中選出最適宜的土壤作為過渡段路堤的填料。通常采用砂類、滲水性土
等這樣的具有良好的級配水穩(wěn)定性和壓實特性的材料作為填料。
⑦巧用土工格柵
土工格柵是一種具有很特殊的工程特性的材料,它具有典型的應力、應變分散,會約束土體的側向變形,控制路基填土的側向位移,從而增強路基的整體穩(wěn)定性,由于土工格柵具有彈性,在車輛荷載的反復作用下,也會減少或不產(chǎn)生變形的累積,而且由于土工格柵與路基填土的摩擦作用,使上部荷載在路基中重新分配,降低了橋臺臺背局部范圍土中的垂直應力,從而減少沉降。土工格柵因以上的這些性質(zhì),而成為一種有效控制路橋過渡段不均勻沉降的措施。
⑧合理設置緩和過渡段
由于橋梁為剛性結構,基本不產(chǎn)生沉陷,而路基為柔性要允許存在
變形,因此剛性橋面與柔性路面的銜接必然產(chǎn)生沉陷。因此,軟土地基處
治時,各段不同強度之間需設置強度過渡段。同樣,地面上的路堤,亦需
要設置強度過渡段。
⑨選擇有利于減少路橋過渡段沉降的橋臺結構在各種型式的橋臺結構中,過渡段路堤在橋臺結構施工前填筑,不受施工作業(yè)面的限制,這樣更有利于大型機械碾壓,使壓實更加均勻,壓實度也更容易達到設計要求。
⑩優(yōu)化施工組織
在路橋過渡段的施工組織設計中,應該首先考慮減少路橋間的工后沉降差。應盡量提前軟土地基路段的施工時間,通過增加預壓時間,來減少軟基路堤工后沉降。此外,對一些路基工后沉降可能大的工點,必須優(yōu)先安排深層軟土地基和橋頭高路堤施工,并且進行靜置預壓直至符合規(guī)范要求為止。
三、防水施工路基面的處理
道橋防水施工路基面的處理,是直接影響道橋路基面防瀝青路面鋪裝層質(zhì)量的重要因素之一。道橋路基面防水質(zhì)量關系到道橋使用的壽命,因為如果水滲人混凝土里會使會鋼筋銹蝕,從而導致水泥混凝土脹裂和路橋結構的破壞;尤其是鋼箱式橋梁由于水的腐蝕造成鋼結構強度破壞更為嚴重。下面將簡單介紹幾種相應的處理措施。
3.1道橋水泥混凝土路基澆筑后,在初凝階段使用鋼絲刷進行表面拉毛處理,這樣可增加道橋路基面的粗糙度,以增加道橋路基面與道橋防水層和瀝青路面鋪裝施工后的粘結力。道橋防水施工路基面處理的粗糙度和深度要適合所選用防水材料的需要。
3.2可以通過銑刨機來對瀝青混凝土路面的開挖、翻修以及瀝青路面擁包、網(wǎng)紋、油浪、車轍的清除處理,來除掉道橋水泥混凝土路基表面的浮漿,以提高道橋路基面與道橋防水層和瀝青路面鋪裝的粘結強度。一般對路基面的浮漿進行清楚處理,可以使路基面的強度大大增加。
3.3為了提高道橋防水的功效,通常應處理暴露水泥混凝土路基面的一些細微的缺陷。道橋水泥混凝土的基礎可能產(chǎn)生許多細微裂紋,而這些裂紋又往往隱藏在路基面的浮漿里,可以通過打毛處理使這些裂紋暴露出來,使得防水層能直接滲透、封堵。通常用鑿毛機來進行處理,以提高混凝土表面附著力,增加新老水泥混凝土的結合度,從而保證水泥混凝土公路澆筑形成一個整體。
結束語:
總之,我們建筑工作者應加大高強陶粒的研究工作,盡快生產(chǎn)出高性能高強陶粒,從根本上改變高強混凝土的力學性能,為高強混凝土在道橋上的廣泛使用,及要充分掌握道橋施工技術要點,保障道橋施工質(zhì)量,為我國道橋建設事業(yè)做出貢獻。
參考文獻:
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【論文關鍵詞】高速公路;路基沉降;沉降計算
【論文摘要】在高速公路軟土地基路段的建設過程中,考慮到軟土地基的復雜性,為了控制施工進度,指導后期的施工組織與安排,如何正確計算路基的工后沉降是一個重要問題,本文介紹了用于路基沉降計算的常用方法和一些新方法,并對它們的優(yōu)缺點進行了剖析,同時對各種方法的計算結果與實際情況作了比較,為準確計算路基的沉降量提供了方法上的參考。
1.前言
在公路施工過程中,為了控制施工進度,指導后期的施工組織與安排,同時保證路基的穩(wěn)定與適用,需要對路基的最終沉降量進行計算預測。高速公路對地基要求甚高,為了實現(xiàn)其“安全、舒適、高速”的服務目的,在使用年限內(nèi)不應出現(xiàn)較大的工后沉降,同時還應避免不均勻沉降的發(fā)生。隨著我國“五縱七橫”高速公路網(wǎng)的全面展開,高填方路堤和軟土路基也越來越多,如何準確地預測它們的沉降量將會是高速公路建設中的一個重要課題。目前用于計算沉降的方法很多,主要有傳統(tǒng)計算方法、根據(jù)現(xiàn)場實測資料推測的經(jīng)驗公式法、數(shù)值計算法等。本文擬在對傳統(tǒng)的計算方法作一總結的同時,側重于對新的計算方法作一介紹。
2.傳統(tǒng)計算方法
經(jīng)典的沉降計算方法將沉降分為瞬時沉降、固結沉降和次固結沉降三部分。瞬時沉降包括兩部分:由地基的彈性變形產(chǎn)生的和由地基塑性區(qū)的開展,繼而擴大所產(chǎn)生的側向剪切位移引起的。對于固結沉降的計算,主要采用分層總和法。次固結沉降常采用分層總和法根據(jù)里蠕變試驗確定參數(shù)求解。最終沉降量的計算通常采用固結沉降值乘以經(jīng)驗系數(shù)的方法。
2.1分層總和法
分層總和法是先求出路基土的豎向應力,然后用室內(nèi)壓縮曲線或相應的壓縮性指標,壓縮系數(shù)或壓縮模量分層求算變形量再總和起來的方法,這種方法沒有考慮路基土的前期應力。e-lgp曲線法可以克服這個不足,能夠求出正常固結、超固結和欠固結情況下路基土的沉降。但這兩者都是完全側限條件下的變形計算方法,所以司開普頓和比利提出利用半經(jīng)驗的方法來解決這個問題。關于分層總和法的介紹比較多,這里不再贅述。使用該方法有一點必須引起重視,就是壓縮層深度的選擇,這可以從位移場角度和應力場角度加以考慮,具體可參見參考文獻[1]。
2.2應力路徑法
直接用有效應力路徑法來計算沉降的步驟是:①在現(xiàn)場荷載下估計路基中某些有代表性(例如土層的中點)土體單元的有效應力路徑;②在試驗室做這些土體單元的室內(nèi)試驗,復制現(xiàn)場有效應力路徑,并量取試驗各階段的垂直應變;③將各階段的垂直應變乘上土層厚度即得初始及最后沉降。
有效應力路徑法可以克服估計初始超孔隙壓力以及固結沉降的街接上存在不夠合理的地方這個缺點,但它無法避
免用彈性理論來計算土體中的應力增量。
3.現(xiàn)場實測資料推測沉降
由于荷載作用下路基沉降需要一段時間才能完成,所以通過前期的沉降觀測資料可以推算路基的最終沉降量。
3.1對數(shù)配合法
由路基固結度常用式U=1-ae-bt及其定義式,在實測的初期沉降-時間曲線上任意取3點且使它們之間的時間間隔相等,可得最終沉降量。為了使推算結果精確一些,時間間隔值盡可能取大一些,這樣對應的沉降差值就要大一些。
3.2雙曲線配合法
該法認為時間沉降量為一雙曲線,可由此確定路基的沉降量。但用該公式的計算結果與實測比較后發(fā)現(xiàn)偏離較大[3],推算的最終沉降量也偏大,如果沉降過程的觀測歷時較長,而且在求算最終沉降量時著重于后一階段的沉降曲線的話,就可得到較好的結果。
雙曲線配合法模型簡單實用,預測值較實測值稍微偏大,偏于保守,但對工程沉降預測有利。
3.3指數(shù)函數(shù)配合法
指數(shù)函數(shù)配合法即在沉降時間關系曲線上,取最大橫載段內(nèi)的三點,并使三點的時間間隔相等,將三點的時間與相應的沉降代入固結度的常用式U=1-ae-bt即可得指數(shù)函數(shù)配合法的具體表達式,由于上述方法中采用了實測的三點時間和對應沉降值,該方法又稱三點法,三點的選擇以沉降曲線趨于穩(wěn)定的階段,且三點間隔盡可能大最為有利,此時推算的沉降值最準確。
4.其他計算方法
4.1原位試驗法
通過原位試驗來確定沉降量的方法主要有:平板載荷試驗法、靜力觸探法、標準貫入試驗法和旁壓試驗法。其中平板載荷試驗法主要適用于砂土地基,該方法是對一定面積逐級施加荷載增量,并測量由這些增量所引起的沉降,可得到荷載與沉降的關系曲線,該方法通常要進行尺寸效應修正。靜力觸探法如標準貫入試驗法是利用由大量的資料分析所得到的這些試驗結果與土的壓縮性指標之間的關系來計算沉降。旁壓試驗法是用旁壓試驗得到的模量應用彈性理論得到預估沉降量,該方法將沉降分為二部分:由球形應力張量引起的沉降和由偏斜應力張量引起的沉降。
4.2有限單元法[5]
有限單元法是將地基和結構作為一個整體來分析,將其劃分網(wǎng)格,形成離散體結構,在荷載作用下算得任一時刻地基和結構各點的位移和應力。該方法可以將地基作為二維甚至三維問題來考慮,反映了側向變形的影響。它可以考慮土體應力應變關系的非線性特性,采用非線性彈性的本構模型,或者彈塑性本構模型。目前用得最廣的是鄧肯-張雙曲線模型。它可以考慮應力歷史對變形的影響,還可以考慮土與結構共同作用,考慮復雜的邊界條件,考慮施工逐級加荷,考慮土層的各向異性等。從計算方法上來說,是一種較為完善的方法。它的缺點是計算工作量大,參數(shù)確定困難,要做三軸排水試驗,目前主要用于重要工程、重點地段的計算。
4.3反分析法
反分析法是依靠在工程現(xiàn)場獲取位移量測信息反演確定各類未知參數(shù)的理論和方法[6]。在反分析確定了路基參數(shù)后再根據(jù)所選擇的模型能準確地求出路基的沉降量。進行反分析計算要注意的問題有:一個可靠的反分析必須依靠一套可靠和完整的數(shù)據(jù)測定;在反算某些參數(shù)時,總要對其他一些輔助參數(shù)進行實測,有時還需要估計;進行反分析首先要對整個數(shù)學模型某種假定,這些假定的可靠度將影響反分析的適用性;在反分析的模型選擇、介質(zhì)特性假定等方面,經(jīng)驗的工程判斷將起到重要作用。