廣西水南路高填路堤施工控制簡介
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摘 要:針對高填路堤變形破壞的表現形式及成因,結合本工程特點,總結適合廣西水南路高填路堤施工控制的技術措施,如下存軟弱臥層處治、壓實不足處治、地下水動態變化與路表水沖刷處治、路基沉陷處治、填筑物成分不均控制等措施,并通過沉降與穩定監測予以佐證。
關鍵詞:廣西水南路;高填路堤;處治
1 引言
隨著社會的發展,科學技術的不斷進步,我國高速公路由東部修到西部,由平原修到山區,由于山區地形、地勢的特殊要求,山區高速公路的設計和施工都發生了很大的變化。其中較為典型的是山區高填路堤和深挖路墊設計與施工工藝顯得尤為重要。
2 廣西水南路工程特點
本合同段路線瀕臨云貴高原東南邊緣,主要表現為丘陵及峰叢谷地貌,為山嶺重丘區。路線在上九懷村至李子坳段地面起伏大,橫坡陡,相對高差為40m~190m。
巖土體主要為:第四系坡積層含碎石粉質粘土和二迭系上統大隆組灰綠色中層—薄層鈣質泥、和黑色頁巖和灰巖。鈣質泥巖與黑色頁巖透水性弱,為相對隔水層,浸水極易軟化,灰巖分布較廣,為峻峭巖溶峰地貌,巖溶較發育,在山谷間常有地下水溶洞,雨季出水且流量較大。坡積層上的含碎石粉質粘土呈可塑~硬塑狀,d8.0~14.0m力學強度較高,但在下伏全風化—強風化鈣質泥巖隔水層的影響下,常在下部呈飽和狀態,形成土體軟弱層。
3 廣西水南路高填路堤施工控制
3.1 路基下存軟弱臥層處治
該路段內不良地質主要為軟土地基,軟土因地勢低洼,排水不良,長期浸潤軟化土體,使土質呈可塑狀,局部形成淤泥,土質呈流~軟塑狀,厚度為1m~3m,局部深處達6m~8m,故必須清除軟土方可作為路基、涵洞的持力層。
3.1.1 換土墊層法處治
K127+400~K127+470路段地基為淤質泥土,厚度為3m~5m,原設計為換填石,但經現場勘探后,我們變更了原設計方案,采用拋石擠淤法處理并報監理工程師獲得批準。采用這種方法的優點是不用抽水,不用挖淤,不用內襯基坑。施工時要求片石粒徑不小于30cm,因下軟弱臥層有明顯橫坡,右高左低,拋石時從右側向左側擴展,并且在左側常水位范圍內多拋填,以增加其穩定性。待片石高出水面后,再用重型夯滾、碾壓,然后在其上鋪設砂礫反濾層再行土方填筑。
3.1.2 塑料排水板綜合處治
K139+955~K140+045路段位于常年積水農田地帶,我們按原設計采用塑料排水板綜合處治。
砂墊層施工所用砂選用潔凈的中、粗砂,含泥量不大于5%,分層鋪設,土工合成材料在平整好的砂墊層上全斷面鋪設,并留出錨固長度,鋪設時拉直平順,搭接30cm并用U型卡固定。塑排芯按1.0m間距正方形布樁,塑排插入深度由振動錘連續振動10S而下插深度不超過30cm來判斷是否到位。
插設豎向排水板完成后需加載預壓,本工程是采用路堤堆載進行預壓,加載的過程是地基排水固結的過程,也是地基強度增長的過程。荷載要分級施加,每級荷載量要與地基強度相對應,同時要控制加載速度,當發現地基有超過加載標準的異常表現時,需暫停加載或卸載,待正常后再恢復加載。一般情況下,每天地基的沉降量小于0.2mm~0.5mm內時即可卸載停止預壓,主要是使超載后的殘余沉降量小于設計要求的工后沉降量。
3.2 壓實(度)不足處治
高填路堤施工時最重要一點是控制壓實質量,避免路堤因壓實不足而開裂,坍塌,從而影響到路基彈性模量,進而危害到路面結構。正因為此,我們在保證常規壓實的前提下,引入40T沖擊式夯實機對高填路堤每5層進行強夯,通過試夯對粘性土路堤夯實遍數確定為15遍,填石路堤夯實遍數為20遍,夯實遍數的確立原則為最后兩遍路基沉降值不大于2mm。針對高填路堤邊緣處因安全因素易出現壓實不足的可能,我們引入羊足碾,對邊緣部位重點壓實,同時將路堤超寬值由一般路堤的50cm提高到80cm,確保高填路堤邊緣及邊坡的壓實質量。對于高填石路堤,除嚴格控制碾壓遍數外,因考慮到粗填石料在一定的應力情況下將發生屈服,其應力應變關系呈非線性,故在施工中我們要求填石料粒徑不大于30cm,對其邊坡采用粗填料碼砌,碼砌寬度為2米,碼砌與路堤填筑同步并一同碾壓,以確保路基穩定。
3.3 地下水動態變化與路表水沖刷處治
3.3.1 路表水沖刷處治
高填路堤常見病害之一是路基排水不暢導致邊坡受沖刷而坍塌,從而導致路堤失穩,基于此,我們在施工高填路堤時采取了以下三條措施來防治:
?。?)路堤填筑時要求每層均做成3%的雙向橫坡,確保路基內無積水且在路基兩側邊緣處利用超寬部位設置臨時擋水帶,通過臨時急流槽排水。(2)在超高段90區頂以下仍采用雙向橫坡,減弱因單向橫坡造成的沖刷,待快填筑至90區頂時,再調整橫坡至原設計,同時在超高內側設置臨時擋水帶與急流槽。(3)在進行路堤填筑的同時積極安排防護與排水工程施工,尤其是坡面防護工程及填挖交界處排水溝的施工,要做到與路堤填筑同步。
3.3.2 地下水的動態變化處治
河灘高填路堤除承受一般外力和自重外,其淹沒部分還要承受水的浮力及滲透動水壓力的作用,當水位驟然下降時,土體內部的水向邊坡外流出,其滲透動水壓力可能破壞路堤邊坡的穩定性,故我們對K135+800~K136+040段河灘高填路堤浸水部分采用水穩性較高及滲水性較好的砂礫土,并設置漿砌片石護腳墻防護,同時在填筑第一層砂礫土時做成倒拱型墊層,然后在其上開挖砂溝,通過護腳墻泄水孔將路基滲水排出路基。
3.4 路基沉陷壓漿處治
K134+131雙孔蓋板涵填土高度為20.56m,位于多年溝壑處,因設計院當初進行工程地質勘探時,選位欠準確,未能準確探知下軟弱臥層厚度與深度,當蓋板涵竣工后因路堤加載出現明顯的沉降,最大沉降量已達2cm之多,為了不影響公路的最終營運,我們選擇灌漿法處理。壓漿材料選用1:1的水泥漿液加添加劑,凝結時間控制在15min~30min,壓漿孔梅花形布置,孔間距為3m,注漿采用壓為為0.5MPa~1.5MPa,壓力由大到小,到注漿后期,部分注漿孔單位時間注漿量明顯上升,說明注漿形式已由滲流注漿變換為脹裂式注漿,匯總現場記錄數據計算得到平均孔隙率為10.78%。
3.5 高填路堤沉降與穩定觀測
下軟弱臥層導致的沉降特征與換土層埋深,厚度等密切相關,且路堤的破壞主要表現在地基的過大變形而導致的失穩,因此重視地基處理是確保高填路堤穩定性的必要條件。
4 結束語
廣西水南公路高填路堤經過施工后六個月的路堤預壓并經沉降與穩定監測分析知完工后沉降與位移均小于設計值,這表明我們對高填路堤采取的以上種種技術措施是可行的,合理的,可作為今后施工同類工程的參考。
參考文獻:
[1] JTJ F10—2006.公路路基施工技術規范[S].
[2] JTG TF50—2011.公路橋涵施工技術規范[S].
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