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分析高速公路路基工程的施工论文
公路工程中路基工程是关键工程之一,路基工程质量的好坏,关系到整条公路质量的优劣。就其工程质量而言,有很多不尽人意的地方,存在一些不同程度的质量问题;公路建设质量来讲,有些还存在路基压实不够、路基沉陷、路面平整度差、桥头跳车、路面早期破坏、外观质量差等质量通病。高速公路路基工程施工过程中,建筑结构物与土方路基施工既相互制约,又相互促进,是矛盾的统一体。要正确认识其中的联系,正确组织好建筑物和土方路基施工,协调好二者的关系,不仅可缩短工期,保证工程质量,而且能减少工程造价,提高经济效益。
1.高速公路的路基工程概述
高速公路的路基顶面宽度, 比一般公路横面要宽一些。我国4车道高速公路路基宽度, 规定为20~26m。美国高速公路采用较宽的中间带,4车道的路基宽度用到30~35m。日本及其他许多国家的路基宽度,大部分与我国规定的宽度相近。路基高度在受河流洪水或洼地积水影响的路段, 由设计洪水频率或积水位高程决定。我国规定的高速公路设计洪水频率为1/100。不受洪水影响的路段, 其路堤填土高度未作特别规定, 可按一般公路路堤的填土高度进行设计, 在受地面积水或地下水影响的路段,其路堤填土高度应高出自然地面0.8m以上。过去对高速公路的路堤高度,认为以偏高为好,有不少人认为,路堤高则有利于防止人畜横穿公路,有利于设置地下通道或拖拉机立交。近年来有许多国家,从节约土方工程量、节约用地和有利于行车安全出发, 倾向于采用低填土路堤。低路堤自重轻, 有利于软土地基的处理。由于高速公路采用多层次的、很厚的路面结构层, 毛细水对路面的危害, 比较容易处理。如果采取稍复杂的截排地下水或地面水的技术措施, 即使增加一些工程费用, 也要比加大填土的工程费用。
2.高速公路路基病害类型及原因分析
2.1路堤沉陷变形
有些高速公路所经软基地段,在设计和建设中采取了堆载预压法、沙垫层、塑料排水固结法、粉体搅拌桩法、碎石桩和沙桩等多种方法进行处治,而且均采用了过渡性沥青路面, 待其沉降稳定后,再进行路面处治。但常发现局部路段沉陷较大,有些水泥混凝土面板产生错台、裂缝甚至断板与地基的这种较大的不均匀沉陷有关。有的地段虽不属软基,但由于排水不畅, 积水难以迅速排走,从而引起地基下的干湿循环效应,导致不均匀胀缩变形, 这也易引起不均匀沉降。在膨胀土路段,这种堤身下陷更加明显。路堤的.不均匀沉陷对水泥混凝土路面危害十分严重, 由于混凝土面板几乎坐落在路基和基层、垫层组成的“浴盆”之中,一旦路堤不均匀沉陷,在面板下会形成不均匀支承,出现脱空,水会通过面板的接(裂)缝渗入其中,在行车荷载的反复作用下不断地冲刷和淘空, 最后形成淤泥、错台、断板等现象。这不仅影响行车舒适性,也会使路面使用寿命下降,增大了养护维修费用, 而且养护维修又不可避免会影响干扰交通,从而使运营效率降低。
2.2路基边坡破坏
高速公路沿线路基边坡破坏的主要类型有剥落、破碎、滑坍、崩坍、塌坍、泥流、滑坡等。剥落是路堑边坡表土或风化岩面在干湿循环、冷热循环和盐分的搬运迁移引起盐胀和风化等作用下, 使得零碎薄层成片从边坡坡面滑落的现象。碎落主要是胀缩、水的侵蚀与冲刷以及车辆等引起的震动使得块状碎屑滚落下来的现象。这些剥落物落入边沟, 会影响排水, 甚至妨碍交通畅通。这两种病害在路堑边坡中均较常见。滑坍是土体或岩体沿一定滑动面向下滑动现象, 主要原因是坡体有倾向公路的软弱构造面或夹层,在施工扰动、水的冲蚀作用下, 使其平衡破坏, 出现滑动。崩坍主要指陡峻斜坡上的巨大岩体或土体脱离母岩, 突然而迅猛地由高而下倾倒、翻滚、崩落的现象。滑坡是岩体整体下滑现象, 其危害和严重性较前面几种更加厉害, 破坏性更大。此三类病害有可能毁坏公路,破坏交通设施, 使交通中断, 严重影响行车安全。路堤边坡的变形和破坏与施工、养护及集中降水都有关系。有些高速公路, 雨量集中, 路面汇水量大,这些水体若对路堤边坡形成直接冲刷, 破坏性是十分明显的。虽然沿线许多路段路面都采用了集中排水形式, 但要注意各排水设施间的衔接, 否则危害更大。如急流槽的出口处防渗加固措施不力, 极易形成集中冲刷, 导致边坡坡脚的淘空, 使边坡失稳滑坍, 甚至使整个道路中断。
2.3排水设施破坏或失效
高速公路沿线排水设施的破坏, 主要集中体现在边沟因边坡剥落等原因而淤积阻塞;排水沟渠因沟底纵坡不当而出现冲刷或淤积;沟底加固被水冲刷后失效而使得水下渗淘空:各种排水设施的衔接处脱节, 使排水系统不完整等。另外,一些设在平原微丘区的路段, 排水设施同农田水利设施交叉干扰很大, 有时会导致公路排水设施的人为破坏。地下水易引起岩溶、管漏、湿陷、次生盐渍化、路基含水量增大、边坡滑坍等病害, 而地下排水设施因隐蔽性而难于检修, 因此, 要保证地下排水设施设计位置合理、形式正确, 同时要严格保证其施工质量, 使其牢固可靠。
3.路基工程施工技术探讨
排除了自然因素的破坏,就要加强人为的防护。对于高速公路的路基的破坏成因,要想减少损失,就要从起因抓起:
3.1软土路基技术的保障
(1)路基换填法。淤泥及软土厚度小于2m时,在路基施工范围内可将淤泥、软土全部挖除,使路堤筑于基底或换填渗水性强的土层上。
(2)强夯法。对于饱和度较高的粘土或淤泥质土路基,强夯法处理的效果不明显,但近年来国内相继采用在夯坑内回填块石、碎石、砂或其他颗粒材料,通过夯击排开软土,从而在地基中形成块(碎)石墩,称为强夯置换法。
(3)土工布软基处理法。当路基的土体松软、土壤潮湿、地下水位高时,以土工布摊铺底层,并拉向边坡作防护,有利于排水,使荷载均匀分布从而加强路基的稳定。在高填土路堤,可适当分层使用土工布,加强路堤刚度。与砂垫层配合使用效果更好。
3.2排水设施的设置与维修
路基受水的影响最明显也最敏感, 路基的变形特性和强度特性都与含水量有关。而路基的强度变形特性又会影响路面结构的强度、刚度、稳定性和表面平整性等, 因而为使路基处于良好的工作状态, 最好的办法就是设置良好的排水系统, 并经常性进行养护与维修, 以保证排水通畅。
4.结语
公路路基是路面的基础,路基的强度与稳定性是保证路面强度与稳定性的基础条件。其稳定性在很大程度上受当地自然条件的各种因素影响,如地形、气候与水文地质等,同时影响路基稳定性的还有人为因素,如荷载作用、路基结构、施工方法、养护措施等。路基施工技术难度不大,但工艺比较复杂。在施工中会遇到各种各样不同的环境条件的制约,只要始终坚持技术标准,注意加强施工管理,强化质量意识,就一定会提高路基路面的耐久性。
taojia1988
你好，本人也是学土木的，这篇文章为原创，在百度或谷歌等网站绝对找不到，供你参考、修改，实为抛砖引玉之作，希望你能满意。 不良地基的处理与加固方法[摘 要] 论述了在建造建筑物之前,针对不良地基土及异常地基土的处理方法及加固方案。[关键词]不良地基;异常地基;地基处理;施工工艺;基础刚度Abstract:This paper the treatment schemes and reinforcing means of badness and abnormality foundation before thebuilding construction.Key words:badness foundation; abnormality foundation; foundation treatment; construction technique; stiffness 在现实工程中,经常会出现不良地基及异常地基的情况,如若对其处理不当将对建筑物造成不良影响。本文将对不良地基及异常地基情况的处理做一简要介绍,以便能更好地解决工程实际中地基出现的问题。1 不良地基的处理1·1 置换法1·1·1 换填法:就是将表层不良地基土挖除,然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实,形成良好的持力层,从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。 施工要点:将要转换的土层挖尽、注意坑边稳定;保证填料的质量;填料应分层夯实。1·1·2 振冲置换法:利用专门的振冲机具,在高压水射流下边振边冲,在地基中成孔,再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成桩体。该桩体与原地基土组成复合地基,达到提高地基承载力减小压缩性的目的。 施工注意事项:碎石桩的承载力和沉降量很大程度取决于原地基土对其的侧向约束作用,该约束作用越弱,碎石桩的作用效果越差,因而该方法用于强度很低的软粘土地基时必须慎重行事。1·1·3 夯(挤)置换法:利用沉管或夯锤的办法将管(锤)置入土中,使土体向侧边挤开,并在管内(或夯坑)放人碎石或砂等填料。该桩体与原地基土组成复合地基,由于挤、夯使土体侧向挤压,地面隆起,土体超静孔隙水压力提高,当超静孔隙水压力消散后土体强度也有相应的提高。 施工注意事项:当填料为透水性好的砂及碎石料时,是良好的竖向排水通道。1·2 预压法1·2·1 堆载预压法:在建造建筑物之前,用临时堆载(砂石料、土料、其他建筑材料、货物等)的方法对地基施加荷载,给予一定的预压期。使地基预先压缩完成大部分沉降并使地基承载力得到提高后,卸除荷载再建造建筑物。 施工工艺与要点:①预压荷载一般宜取等于或大于设计荷载;②大面积堆载可采用自卸汽车与推土机联合作业,对超软土地基的第一级堆载用轻型机械或人工作业;③堆载的顶面宽度应小于建筑物的底面宽度,底面应适当放大;⑤作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载。1·2·2 降水法:降低地下水位可减少地基的孔隙水压力增加上覆土自重应力,使有效应力增加,从而使地基得到预压。这实际上是通过降低地下水位,靠地基土自重来实现预压目的。 施工要点:一般采用轻型井点、喷射井点或深井井点;当土层为饱和粘土、粉土、淤泥和淤泥质粘性土时,此时宜辅以电极相结合。1·3 压实与夯实法以配合堆载预压用于加速饱和粘性土地基的固结1·3·1 表层压实法:采用人工夯,低能夯实机械、碾压或振动碾压机械对比较疏松的表层土进行压实。也可对分层填筑土进行压实。当表层土含水量较高时或填筑土层含水量较高时可分层铺垫石灰、水泥进行压实,使土体得到加固。1·3·2 重锤夯实法:重锤夯实就是利用重锤自由下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基,使其表面形成一层较为均匀的硬壳层,获得一定厚度的持力层。 施工要点:施工前应试夯,确定有关技术参数,如夯锤的重量、底面直径及落距、最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量;夯实前槽、坑底面的标高应高出设计标高;夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围内;大面积夯时应按顺序;基底标高不同时应先深后浅;冬季施工时,对土已冻结时,应将冻土层挖去或通过烧热法将土层融解;结束后,应及时将夯松的表土清除或将浮土在接近1m的落距夯实至设计标高。 1·3·3 强夯:强夯是强力夯实的简称。将很重的锤从高处自由下落,对地基施加很高的冲击能,反复多次夯击地面,地基土中的颗粒结构发生调整,土体变为密实,从而能较大限度提高地基强度和降低压缩性。其施工工艺流程:①平整场地;②铺级配碎石垫层;③强夯置换设置碎石墩;④平整并填级配碎石垫层;⑤满夯一遍;⑥找平,并铺土工布;⑦回填风化石渣垫层,用振动碾碾压八遍。一般在大型强夯施土前,都应选择面积不大于400m2的场地进行典型试验,以便取得数据,指导设计与施工。1·4 挤密法1·4·1 振冲密实法:利用专门的振冲器械产生的重复水平振动和侧向挤压作用,使土体的结构逐步破坏,孔隙水压力迅速增大。由于结构破坏,土粒有可能向低势能位置转移,这样土体由松变密。1·4·2 施工工艺:①平整施工场地,布置桩位。②施工车就位,振冲器对准桩位。③启动振冲器,使之徐徐沉入土层,直至加固深度以上30~50cm,记录振冲器经过各深度的电流值和时间,提升振冲器至孔口。再重复以上步骤1~2次,使孔内泥浆变稀。④向孔内倒入一批填料,将振冲器沉入填料中进行振实并扩大桩径。重复这一步骤直至该深度电流达到规定的密实电流为止,并记录填料量。⑤将振冲器提出孔口,继续施工上节桩段,一直完成整个桩体振动施工,再将振冲器及机具移至另一桩位。⑥在制桩过程中,各段桩体均应符合密实电流、填料量和留振时间等三方面的要求,基本参数应通过现场制桩试验确定。⑦施工场地应预先开设排泥水沟系,将制桩过程中产生的泥水集中引入沉淀池,池底部厚泥浆可定期挖出送至预先安排的存放地点,沉淀池上部比较清的水可重复使用。⑧最后应挖去桩顶部1m厚的桩体或用碾压、强夯等方法压实、夯实,铺设并压实垫层。1·4·3 沉管砂石桩(碎石桩、灰土桩、OG桩、低标号桩等):利用沉管制桩机械在地基中锤击、振动沉管成孔或静压沉管成孔后,在管内投料,边投料边上提(振动)沉管形成密实桩体,与原地基组成复合地基。1·4·4 夯击碎石桩(块石墩):利用重锤夯击或者强夯方法将碎石(块石)夯入地基,在夯坑里逐步填人碎石(块石)反复夯击以形成碎石桩或块石墩。2 异常情况的地基处理2·1 松土坑(填土,墓穴,淤泥等)的处理2·1·1 将坑中松软虚土挖除,使坑底及槽帮四壁均见天然老土,然后采用与坑边的天然土压缩性相近的材料回填,回填材料及做法:①当地基为砂土时,用砂或砂石回填,回填每层厚度不大于20cm并应分层洒水夯实或用平板振捣器夯实。②当地基为较密实的干硬性粘土时,可用3∶7灰土分层夯实。③当地基为中密可塑粘土时,用1∶9灰土分层夯实回填。④当虚土挖除后,如遇地下水,则水下部分采用级配砂石回填,水上部分仍可用灰土夯实回填。2·1·2 当单独柱基下有虚土坑时,可按下述情况处理①如坑深度大于槽宽,或坑面积大于槽底面积的1/3时,宜将槽底全部落到坑底。②在粘性土中,两相邻单独柱基的槽底高差不得大于相邻柱基的净距,否则应将较浅的柱基槽底相应落深,使两柱基槽底标高取平。③在砂性土中,两相邻单独柱基的槽底高差不得大于净距的1/2,否则两柱基的槽底宜取平。④如坑底过深,可考虑加大基础底面积,或与相邻柱基础连在一起做成联合基础。2·2 局部范围内有硬土或旧结构物时的处理当基底下有局部过硬的土质或旧结构物(如旧基础,老灰土,化粪池,旧砖窑,压实的路面,大树根,大块石等)时,应全部挖除,再按上述方法回填或加深基础(应指出的是,不能认为在地基处理时,只须对松软的地基做处理。对过于坚实的地基如不做处理,也会引起建筑物产生较大的不均匀沉降)。2·3 设备管道的处理当上下水等设备管道在槽底以上穿过时,应在基础墙处管道上方留出大于房屋预估沉降量的空隙,以避免建筑物产生沉降时引起管道损坏,同时,应采取防止管道漏水的措施,以避免漏水浸湿地基而引起不均匀沉降。当管道基础穿过基础时,可将基础局部落深,使管道穿过基础墙,同时,管道上方应按上述原则留足够的空隙。[参考文献][1] 董爱飞. 常用地基处理技术综述[J]. 建筑, 2008, (03) . [2] 梁亚明,刘英华. 刚性桩复合地基在软土地基处理中的应用[J]. 科学之友(B版), 2008, (03) . [3] 王剑峰,赵竹莹. 浅谈CFG桩地基处理及工程实例[J]. 林业科技情报, 2008, (01) . [4] 曹冰. 复合地基技术在北良港淤泥吹填区地基处理中的应用研究[J]. 港口科技, 2008, (03) . [5] 钟毅. 砾料石灰土结构在软土地基处理中的应用研究[J]. 北方交通, 2008, (03) . [6] 刘震,郑忠钦. CCMG地基处理在上海长江大桥桥头路基施工中的应用[J]. 上海公路, 2008, (01) . [7] 王刚,玄力,张广范,张跃宇. CFG桩在地基处理中的应用实例[J]. 西部探矿工程, 2008, (05) . [8] 吴剑,周健,崔积弘,茅永德. 上海港罗泾港区地基处理的试验研究[J]. 工业建筑, 2007, (S1) . [9] 冯国栋. 浅谈地基不均匀沉降的原因及防治[J]. 科技创新导报, 2008, (08) . [10] 苑克伟,李国,王积鑫. 粉喷桩在箱涵地基处理中的应用[J]. 北方交通, 2008, (03) .
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