公路工程路基作用及鋼筋籠石筍處理

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公路工程路基作用及鋼筋籠石筍處理

摘要:在分析公路工程路基作用現狀的基礎上,結合某公路工程實際情況,對其地形地勢和地質條件進行分析,并提出鋼筋石筍軟基處理技術原理和應用,為保證軟基處理質量和效果提供技術支撐。

關鍵詞:公路路基;軟土路基;鋼筋籠石筍

0引言

在公路工程路基施工中,經常會遇到軟土路基,由于軟土路基不具工程性質,所以必須對其進行處理,提高軟基承載力。鋼筋籠石筍是一種新穎且有效的方法,值得大范圍推廣應用。

1公路工程路基的作用現狀

路基是由通過開挖或填筑施工形成的支承路面的結構,也可稱之為公路工程下部結構。同時,與橋隧、涵洞等相連,形成整體線路。按照所處地形,可將路基分成路堤與路塹,也就是所謂的填方與挖方。路基是路面的重要基礎,除了要承受路面結構自重,還要承受車輛行駛產生的動荷載。路基與路面結構一同組成的結構處于相對松散但相互連結的狀態,抵抗動荷載性能相對較弱。路基施工材料無論是填筑還是開挖,一般為土石材料。因此,路基屬于土工結構,難免受到區域地質條件、水文、自然氣候等因素的影響,而且由于其自身抵抗能力相對較差,所以必須具有良好的耐久性、堅固性與穩定性。尤其是高等級公路的路基,還必須具有良好剛度,以確保行車舒適性與平穩性。某公路位于貴州省桐梓縣馬鬃鄉,地處黔北高原,大婁山延伸段向四川盆地過渡的斜坡地帶。區域地勢呈中部較高,南、北兩端相對較低,會受到地質、自然氣候和水流等一系列因素作用影響與控制,地貌主要為溶蝕峰叢谷地及侵蝕低中山,地形有很大的起伏,河谷溪溝會產生一定沖刷作用,且涉及機械搬運,有較為嚴重的巖石切割破碎現象,坡度和相對高差分別為30°~55°、150~250m。本公路路基上覆殘坡積層(Qel+dl)、沖洪積黏土、碎石土、軟土。其中,(Qel+dl)黏土層呈棕色,含有少量砂粒,成硬塑狀—可塑狀,在YK45+090—YK45+200中分布,主要處在河道和周圍的田地與耕地中,厚度為0~2.0m;(Qel+dl)碎石土層呈灰褐色與灰黃色,成分包括泥質粉砂巖和灰巖,顆粒粒徑在2~8cm范圍內,含量約為60%,其他部分均由黏土充填,松散—稍密、稍濕,厚度為0~2.0m;(Qel+dl)軟土層呈灰褐色和褐色,成軟塑狀,水分飽和,在場區內的旱地廣泛分布,黏土碎石土下1.5~3.0m,在農田區域中厚度為0~2.0m。下伏基巖以奧陶系下統湄潭組粉砂質泥巖夾灰巖為主。其中,強風化層呈灰黃色和灰色,薄—中厚層狀,節理裂隙發育,巖體較為破碎且偏軟,主要為松散碎裂結構;中風化層呈灰綠色和灰色,薄—中厚層狀,巖體處于較破碎—較完整狀態,巖石偏軟。本項目場區主要位于揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱之鳳岡北北東向構造變形區。從地質調繪可知,場區中沒有斷層揭露,屬于單斜構造,巖層倒轉,產狀為85°~110°∠24°~55°,主要節理有產狀為270°∠82°、60°∠83°兩組。根據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306—2015)查得場區地震動反應頻譜特征周期為0.35s,地震動峰值加速度值為0.05g,對應地震基本烈度為Ⅵ度。

2軟基處理中鋼筋籠石筍的應用

主要是由片塊石和碎石等材料制造而成的復合式加固樁,屬散體樁范疇,不存在黏結強度。在鋼筋籠中充填碎石和塊石,由相鄰各樁及樁間土形成穩定的復合式地基。

2.1加固原理

2.1.1擠密和振密

該樁主要通過樁身擠密與施工過程中產生的振動來增加樁周土實際密度大小,以此提高地基整體承載力,減小壓縮性。如果待加固土體是液化地基,則因土體孔隙比有所減小,且密實度增加,能對土體液化進行有效消除。

2.1.2置換作用

當該方法在軟基處理中使用時,因軟黏土有很高的含水量,且透水性較差,所以樁體難以發揮應有的作用,主要起到的是對部分軟土進行置換的作用,并形成復合式地基,提高地基整體抗剪強度,增強承載力,提高抵御滑動破壞的性能。

2.1.3加速固結

采用這一樁體能加快排水固結速度,提高地基土整體強度,增強軟基承載能力。

2.2設計方案

2.2.1樁體

(1)平面布置。按梅花形對樁體進行布置,如圖1所示,在路線方向上,凈間距確定為4m,而橫向的布置間距則確定為8m。(2)樁尺寸。樁的長度×寬度=3m×2m,樁的長邊在橫向進行布置。(3)埋置深度。埋置深度主要根據場區范圍內軟土實際深度進行確定,樁深一般為4m,要求進入到處于穩定狀態的土層至少0.5m,并從地面線上伸出0.5m,這樣做的目的在于提高樁體抗剪力,并加快排水固結速度。

2.2.2固結排水

在樁頂地面線上部填筑具有透水性的硬質填料,也就是形成排水盲溝,其主要具有以下兩個作用:第一,使樁間土能夠快速且不斷的固結,當有固結水從中流出后,通過從地面上伸出0.5m來排水;第二,對于排水盲溝,還應采用筍樁進行橫向與縱向抗剪,使相鄰的樁能夠相連,提高地基承載能力。

2.3施工步驟

在樁體施工中,應嚴格按照以下步驟進行:焊接制作鋼筋籠→填料準備→用挖機進行開挖并下放鋼筋籠→放置并固定鋼筋籠→向籠中充填碎石與片塊石,直到鋼筋籠的頂部→振動密實→設置排水盲溝→對路基進行填筑施工。

3鋼筋籠石筍施工注意事項

鋼筋籠石筍施工過程中,需要注意以下要點和問題:(1)施工必須嚴格按照規范流程和要求進行,保證施工順利完成,并保障施工安全。(2)工程施工開始前,施工方應對設計文件進行詳細核對,同時嚴格遵照設計圖相關注釋施工,如果施工現場和設計資料存在出入,需要通知有關責任單位,經會商后及時處理。(3)切實做好施組設計。開工前,以設計要求為依據,結合工程特點,保證施組設計合理性與科學性。編制合理可行的方案及進度計劃,實現預期的質量、進度與安全目標。防止因施工方法、程序及工序等原因造成的安全或質量隱患。(4)施工中使用的所有材料,其技術參數都必須滿足相關技術規范與標準具體要求。(5)設計文件未盡事宜參照《公路路基施工技術規范》(JTGF10—2006)、《公路工程質量檢驗評定標準》(JTGF80/1—2004)、《公路路基設計規范》(JTGD30—2015)及國家其他相關規范規程的有關條文執行。

4結語

綜上所述,路基作為公路工程重要組成部分,具有極為重要的作用,如果路基質量不合格,產生較大的變形和沉降,尤其是差異沉降,將對路面結構造成破壞,影響其正常使用。因此,在實際工作中,需要在重視路基重要性的基礎上,根據區域內分布的軟基實際情況,結合其地質、水文,制定有效的軟基處理措施,保證軟基處理施工順利進行,以達到預期的軟基處理效果,為后續路基和路面施工奠定良好基礎。

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作者:楊青海 單位:貴州省畢節公路管理局

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