路基換填技術在公路工程的應用

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路基換填技術在公路工程的應用

摘要:以某高速公路軟土路基試驗段施工為背景,通過研究軟土路基換填完成后的壓實度、平整度及鋪設土工格柵工后應變,以評價路基換填施工質量,總結軟土路基換填及土工格柵鋪設施工技術。施工質量結果表明:經軟土換填處理及鋪設土工格柵后,上路堤及下路堤平均壓實度分別為95.2%、94.4%,路基頂面平整度為10mm,均滿足規范要求;在換填施工完成100d后,土工格柵應變逐步減小并趨于穩定狀態,符合換填路基整體應變要求。

關鍵詞:路基工程;路基換填;土工格柵;施工技術

0引言

現有軟土地基處理方法可分為淺層處理和深層處理,根據不同地址條件及施工要求,淺層軟土地基處理一般有土工織物法、表層排水法、換填法等,深層軟土處理有高壓旋噴樁法、擠密砂樁法及真空預壓法等,其中換填法及土工織物法由于其施工條件要求低及施工效果明顯等優點,近年來廣泛應用于淺層軟土地基處理工程中[1]。因此,本文以某高速公路軟土地基試驗段施工為背景,通過研究軟土地基換填后的施工質量,總結軟土地基換填及土工格柵鋪設施工工序,以期為軟土地基施工提供建議。

1工程概況

某高速公路路基修建工程中,受到當地地形與巖土特性的影響,設計路線通過成片軟土區域。該區域軟土分布具有沉積厚度大及性質不均勻等特點。由于前期該區域軟土地基道路施工完成后,出現路基沉陷、開裂及坍塌等病害,造成重大經濟損失。根據路線通過區域軟土分布及工程特性,對軟土地基處理方案進行技術論證,最終確定對該區域部分軟土地基采用換填方式進行處理。

2換填處置技術

2.1軟基開挖

軟土地基換填開挖前由項目測量員按照地面實際高程及設計高程,采用漸進開挖法進行開挖邊線,然后按照路塹開挖邊線確定坡頂截水溝位置,并確保在開挖路塹前完成坡頂截水溝施工,以防止降雨時發生坡面沖刷及路塹積水。開挖前,詳細檢查、核對設計圖表,如有疑問及時復測更改,并根據設計圖紙確定出路線中樁、樁界及棄土堆等位置。開挖位置確定后進行邊坡放樣,每挖一段距離確定出中線樁,并測定其標高及寬度,以控制路塹開挖面[2]。軟基開挖時應保持開挖邊坡穩定,不得對周邊建筑物或構造物產生影響,同時需時刻注意路塹邊坡的穩定性,如遇到險情應及時報告并處理。

2.2填料回填

當開挖軟土地基至預定深度時,研究人員即可對開挖面開展現場試驗,如果現場試驗結果不滿足路基填筑要求,應及時上報并確定處理方案,直至處理結果符合填料回填要求。填料回填前可在開挖底部及邊坡位鋪設防水層及排水措施,預防地下水及坡面徑流影響回填路基的穩定性及安全性。開挖路塹回填時,應根據實際情況在保證工程質量的基礎上確保填料的經濟性。

2.3下層土工格柵鋪設

在回填至一定深度后,為保證回填路基整體性及安全性,應開始在回填碾壓面上布設土工格柵。在鋪設工作前,首先按照規范要求應對鋪設的土工格柵進行質量檢驗,如果檢查結果不符合相關標準,應當采取適當手段對土工格柵處理,碾壓面鋪設土工格柵施工參數如表1所示;其次,由于碾壓路基面寬度大于土工格柵出廠寬度,因此為減少土工格柵搭接寬度,應優先選擇寬幅土工格柵,最大限度保證土工格柵與路基軸線之間垂直分布,控制不同寬度土工格柵的搭接寬度在8~13cm之間,同時保證土工格柵鋪設時的平整度和連接性,使得鋪設土工格柵最大限度發揮與路基的共同作用[3]。此外,由于土工格柵搭接處在土基沉降過程中容易發生不均勻沉降而滑落,因此對于個別路段應該對土工格柵進行綁扎固定。

2.4中層土工格柵鋪設及填土壓實

路基換填深度較大時,為保證填筑路基穩定性及壓實質量,應對其進行分層填筑。待下路基填筑并鋪設土工格柵施工完成后,開始對填筑體及時進行壓實處理,在進行壓實作業時候應注意對埋設柔性位移傳感器的保護,以防止后期變形監控數據出現偏差。填筑體下層施工完成后,即可開展中層填筑及土工格柵的鋪設。填土施工時應該注意填筑土層的平整性及均勻性,以保證土工格柵與土基均勻變形。

2.5上層土工格柵鋪設及填土碾壓

土工格柵鋪設完成后即可開展上層填土填筑工作,由于上層填筑體對于整體變形及壓實度要求更高,因此在該層施工時應注意對填料粒徑及均勻性的要求。在施工過程中為提高施工效率,在保證若條件下可將換填土直接卸于路基層表面。但考慮到新筑路基穩定性及安全性,應對堆土高度及范圍進行進行嚴格控制,以免引起垮塌等現象。卸土以后可進行最終壓實作業。

2.6施工檢測

路基分層填筑及各層土工格柵鋪設完成后,即可開展對換填路基開展驗收檢測工作??衫霉嗌胺ā⒐嗨ɑ蚝俗用芏葯z測等方法對路基壓實度進行檢測,同時利用三米直尺檢測路基填筑平整度。

3施工質量控制

3.1壓實度

軟土路基土質特殊性及施工工序復雜性,對試驗段軟土地基填筑完成后,僅從路基表面難以檢測路基下部是否滿足規定壓實度要求,因此采用灌砂法或者灌水法對軟土換填路基進行檢測。為對下層填筑體壓實度進行檢測,待采用灌砂法將上路堤壓實度檢測完成后,在原有點位繼續向下挖深,檢測下路堤壓實度,從而在一定程度上減小對路基整體性破壞。路基上路堤及下路堤壓實度檢測結果如表2所示。由表2可知,軟土地基換填上路堤壓實度平均值為95.2%,下路堤壓實度平均值為94.4%,均符合規范要求。由于下路堤填筑厚度比較厚,且下路提對于壓實度要求較低,因此下路堤壓實度小于上路堤壓實度,但滿足規范要求值。

3.2平整度

路基頂面平整度對面層尤其是瀝青路面的厚度及平整度有重要影響??芍?,換填路基頂面平整度均值為10mm,完全能夠滿足設計要求。

3.3土工格柵應變

為檢測試驗段路基土工格柵加筋效果,研究人員在試驗路段兩個斷面鋪設柔性位移傳感器以觀測土工格柵應變隨時間變化的情況。對土工格柵應變觀測數據可知,兩個樁號檢測斷面處底層及頂層土工格柵應變在100d檢測時,土工格柵應變增長較快,占整個工后總應變的60%以上。由于路基換填施工完成初期,換填土體仍未處于穩定狀態,尤其軟弱地基換填處土體差異沉降尤為嚴重,換填土體沒有充分固結,其中應變與施工影響有關。隨著工后時間的延長,路基土體沉降變化趨于穩定,格柵應變趨于平緩,逐步達到最大值。

4結語

軟土地基具有特殊的物理力學性質,在水溫等因素作用下常常出現路基承載力下降、不均勻沉降及路基垮塌等問題。諸多工程實踐表明,軟土地基換填技術并配合實使用土工格柵可保證軟土地基區路基承載力及穩定性。本文以某高速公路軟土路基試驗段施工為背景,通過研究軟土區域換填路基施工質量,提出軟地基換填及土工格柵加鋪施工技術,以期為我國軟土路基施工提供施工建議。

參考文獻:

[1]文華,楊濤,曹興,等.基于土工合成材料立體加筋法的軟土路基施工工藝研究[J].公路,2018(3):20-24.

[2]趙東遠.近海灘涂區域圍海造田地基處理技術及沉降效果研究[D].重慶:重慶交通大學,2017.

[3]張培.換填與加筋相結合處理加寬路基下軟土地基的研究[D].武漢:武漢理工大學,2006.

作者:楊學會 單位:張家口路橋建設集團有限公司

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