來源:筑龍論壇 版權(quán)歸原作者所有 小編有話說 公路工程中,,路基施工作為非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),,雖然結(jié)構(gòu)形式比較簡(jiǎn)單,但是施工量大,,施工范圍廣,,比較容易受各種地形,地質(zhì)等條件的影響,,而且投資大,,施工工期長(zhǎng),所以為了更為的夯實(shí)路基方面的知識(shí),,小編在這里整合了路堤填筑施工,,路塹開挖施工,路基排水以及軟土地基施工這四大板塊來和大家一起學(xué)習(xí),。 路堤填筑施工 一,、路堤填筑的施工環(huán)節(jié): 二、基底處理: 在路堤填筑前進(jìn)行基底處理,,能使路堤填土與原地表密切結(jié)合,,增加承載能力,避免路堤沿基底發(fā)生滑動(dòng),防止因草皮,、樹根腐爛引起的路堤沉陷,,保證路堤填筑的質(zhì)量,保證路堤具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,。 (1)密實(shí)穩(wěn)定的土質(zhì)基底地面橫坡不陡于1:10時(shí),,直接在地面上修筑路堤 (2)當(dāng)?shù)孛鏅M坡,i>1:5,,較陡時(shí),,除草皮,雜物后,,挖臺(tái)階,,臺(tái)階寬度不小于2m,高度不小于1m,,若i>1:2.5,,外坡角特殊處理(護(hù)腳) (3)基底土為腐殖土?xí)r,必須人工或者機(jī)械將其表層土清除換填,,一般換填厚度不小于30cm為宜,。 (4)路堤修筑范圍內(nèi),原地面的坑,、洞,、基穴等,應(yīng)當(dāng)回填壓實(shí),。 (5)路堤基底范圍內(nèi)由于地表水或地下水影響路基穩(wěn)定時(shí),,應(yīng)采取攔截、引排等措施,,或在路堤底部填筑不易風(fēng)化的片石,、塊石或砂、礫等透水性材料,。路線經(jīng)過水田、池塘或洼地時(shí),,應(yīng)根據(jù)積水和淤泥層等具體情況,,采取排水疏干、清淤換填(二級(jí)以下公路可拋填砂礫或石塊等壓,、擠淤見下圖),、晾曬或摻灰等處理措施;當(dāng)基底土質(zhì)濕軟而深厚時(shí)應(yīng)按軟土地基處理 水田或池塘地段基底處理方案 三,、填筑材料的選擇 《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定 (1)路堤填料不得使用淤泥,、沼澤土、凍土、有機(jī)土,、含草皮土,、生活垃圾、樹根和含有腐朽物質(zhì)的土,。采用鹽漬土,、黃土、膨脹土填筑路堤時(shí),,應(yīng)針對(duì)地質(zhì)和水文環(huán)境,,經(jīng)試驗(yàn)后選用。 (2)液限大于50%,、塑性指數(shù)大于26的土,,以及含水量超過規(guī)定的土,不得直接作為路堤填料,。需要應(yīng)用時(shí),,必須采取滿足設(shè)計(jì)要求的技術(shù)措施,經(jīng)檢查合格方可使用,。 (3)鋼渣,、粉煤灰等材料,可用作路堤填料,,其他工業(yè)廢渣在使用前應(yīng)進(jìn)行有害物質(zhì)的含量試驗(yàn),,避免有害物質(zhì)超標(biāo),污染環(huán)境,。 (4)搗碎后的種植土,,可用于路堤邊坡表層。 路基填料中最穩(wěn)定的填料主要有石質(zhì)土,、砂性土和鋼渣等,,這幾類材料摩擦系數(shù)大,不宜壓縮,,透水性好,,其強(qiáng)度受水的影響很小,是填筑路堤的最佳材料,。在路基填料中穩(wěn)定性差的填料主要有高液限黏土,、粉質(zhì)土等,不宜作為公路路基用土,。 高速公路和一級(jí)公路路堤填料應(yīng)到實(shí)地采取土樣并進(jìn)行土工試驗(yàn),,有關(guān)指標(biāo)應(yīng)符合下表要求。 二級(jí)和二級(jí)以下公路路堤填料也按下表規(guī)定選用,。 四,、路基填筑方式 (1)水平分層填筑:按照路堤設(shè)計(jì)橫斷面,,自下而上逐層填筑。依據(jù)填料的性質(zhì)(透水性),,從原地面逐層向上堆填并分層壓實(shí),。 (2)縱向分層填筑法:縱向分層填筑適用于推土機(jī)或者鏟運(yùn)機(jī)從路塹取土填筑距離較短的路堤,依縱坡方向分層,、逐層推土填筑并碾壓密實(shí),。 (3)橫向填筑法:從路堤的縱向或橫向,按照全部高度逐步推進(jìn)填筑,。常用于路線跨越深谷或通過陡坡地段及泥沼地區(qū),,但不易壓實(shí),沉降不均勻,。 五,、路基壓實(shí)施工 路基壓實(shí)的作用是提高填料的密實(shí)度,減小孔隙率,;增強(qiáng)填料顆粒之間的接觸面,,增大凝聚力或嵌擠力,提高內(nèi)部摩擦阻力,,減少形變,,為路基的正常使用提供良好的基礎(chǔ)。 (1)土質(zhì)路基壓實(shí) 1,、壓實(shí)原理—土體在壓力作用下,,克服土顆粒間的內(nèi)聚力和摩擦力,使原有結(jié)構(gòu)受到破壞,,固體顆粒重新排列,。 3、壓實(shí)機(jī)械作業(yè)方式 1)慢速碾壓,,壓實(shí)速度2~4km/h為宜 2)避免掉頭碾壓,,采用縱向進(jìn)退的方式 3)碾壓應(yīng)縱向分行進(jìn)行 4)縱向分行壓好后,進(jìn)行第二段碾壓,,縱向接頭處,,重疊1~2m碾壓。 壓實(shí)機(jī)械碾壓路線 壓實(shí)機(jī)具的選擇與操作 壓實(shí)機(jī)具的選擇以及合理的操作,則是影響土基壓實(shí)效果的另一綜合因素,。土基壓實(shí)機(jī)具的類型較多,大致分為碾壓式,、夯實(shí)式和振動(dòng)式三大類型。碾壓式(又稱靜碾壓式),包括光面碾(普通的兩輪和三輪壓路機(jī)),、羊足碾和氣胎碾等幾種。夯擊式中除人使用的石夯,、大夯外,機(jī)動(dòng)設(shè)備中有夯錘,、夯板,、風(fēng)動(dòng)夯及蛙式夯機(jī)等。振動(dòng)式中有振動(dòng)器,、振動(dòng)壓路機(jī)等,。不同壓實(shí)機(jī)具,適用于不同土質(zhì)及不同土層厚度等條件,這些都是壓實(shí)機(jī)具的主要依據(jù),正常條件下,對(duì)于砂性土的壓實(shí)效果,振動(dòng)式較好, 夯擊式次之,碾壓式較差。對(duì)于粘性土,則宜選用碾壓式或夯擊式,振動(dòng)式較差甚至無效,。不同壓實(shí)機(jī)具,在最佳含水量條件下,適應(yīng)于一定的最佳壓實(shí)厚度以及通常的壓實(shí)遍數(shù) ▲羊足碾 靜力碾壓式:(光面碾,,羊足碾,氣胎碾)粘性土 夯擊式:粘性土 振動(dòng)式:砂性土 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明:土基壓實(shí)時(shí),、在機(jī)具類型,土層厚度及行程遍數(shù)已經(jīng)選定的條件下,壓實(shí)操作時(shí)宜先輕后重,、先慢后快,先邊緣后中間(超高路段等需要時(shí),則從內(nèi)側(cè)至外側(cè)宜先低后高。壓實(shí)時(shí),相鄰兩次的輪跡應(yīng)重迭輪寬的1/3,保持壓實(shí)均勻,不漏壓,對(duì)于壓不到的邊角,應(yīng)輔以人力或小型機(jī)具窮實(shí),。壓實(shí)全過程中,經(jīng)常檢查含水量和密實(shí)度,以達(dá)到符合規(guī)定壓實(shí)度的要求,。 ▲光面碾 土基壓實(shí)標(biāo) 土基野外施工,受種種條件限制,不能達(dá)到室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大干容重γ0應(yīng)予以適當(dāng)降低。令工地實(shí)測(cè)干容重為γ,它與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)得到的γ0值之比的相對(duì)值,稱為壓實(shí)度K,。壓實(shí)度K是現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),。最大干密度γ0是通過標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所確定的。 碾壓工序的控制 為了有效地壓實(shí)路基填筑土,必須對(duì)碾壓工序作以下的控制:路基要求的壓實(shí)度根據(jù)填挖類型和公路等級(jí)及路堤填筑的高度而定,。通常根據(jù)表中的規(guī)定,用標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn),求出最大干密度和相應(yīng)的最佳含水量,計(jì)算出施工要求的最小干密度,。 各種壓實(shí)機(jī)具碾壓不同土類的適宜厚度和所需壓實(shí)遍數(shù)與填土的實(shí)際含水量(最佳含水量±2%以內(nèi))及所要求的壓實(shí)度大小有關(guān),應(yīng)根據(jù)要求的壓實(shí)度,在做試驗(yàn)段時(shí)加以確定。高等級(jí)公路路基填土壓實(shí)宜采用振動(dòng)壓路機(jī)或35~50t輪胎壓路機(jī)進(jìn)行,。采用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓時(shí),第一遍應(yīng)靜壓,第二遍開始用振動(dòng)壓實(shí),。壓實(shí)過程中嚴(yán)格控制填土的含水量。含水量過大時(shí),應(yīng)將土翻曬至要求的含水量再碾壓,;含水量過小時(shí),需均勻曬水后再進(jìn)行碾壓,。通常,天然土的含水量接近最佳含水量時(shí),在填土后應(yīng)隨即壓實(shí)。 碾壓工序的控制: 4,、影響壓實(shí)效果的因素 1)土的含水量 在一定功能條件下,,控制土的濕度為最佳值時(shí),壓實(shí)效果最佳,、最經(jīng)濟(jì),;含水量是影響壓實(shí)效果的決定性因素;在一定的壓實(shí)功能作用下,,含水量的變化會(huì)導(dǎo)致土的干密度隨之變化,,在最佳含水量的時(shí)候壓實(shí),能夠得到最大干密度,; 2)土質(zhì)對(duì)壓實(shí)的影響 土質(zhì)不同,,最大干容重和最佳含水量不同;砂性土的壓實(shí)效果優(yōu)于粘性土,; 3)壓實(shí)功能 壓實(shí)功能(指壓實(shí)工具的重量,、碾壓次數(shù)或錘落高度,、作用時(shí)間等)對(duì)壓實(shí)效果的影響,是除含水率外的另一重要因素,。在相同條件下,,功能越高,土基的密實(shí)度越高,。壓實(shí)功能增加到一定限度以上,,效果提高愈緩慢。但是過分增大壓實(shí)功能,,超過土體的極限強(qiáng)度會(huì)導(dǎo)致土體破壞,。 4)碾壓溫度 溫度不宜過高或過低,適當(dāng)?shù)臏囟瓤梢越档屯馏w中水粘滯度,,易于壓實(shí),。 5)壓實(shí)厚度對(duì)壓實(shí)效果的影響。 壓實(shí)厚度對(duì)壓實(shí)效果具有明顯影響,。相同壓實(shí)條件下(土質(zhì),、濕度與功能不變),實(shí)測(cè)土層不同深度的密實(shí)度(或壓實(shí)度)得知,,密實(shí)度隨深度遞減,,表層5cm最高。不同壓實(shí)工具的有效壓實(shí)深度有所差異,。根據(jù)壓實(shí)工具類型,、土質(zhì)及土基壓實(shí)的基本要求,路基分層壓實(shí)的厚度,,有具體規(guī)定數(shù)值,。一般情況下,夯實(shí)不宜超過20 cm,,12—15t光面壓路機(jī),,不宜超過25cm,振動(dòng)壓路機(jī)或夯擊機(jī),,宜以50 cm為限,。 6)地基下承層強(qiáng)度 地基強(qiáng)度不足,路堤的第一層就難以達(dá)到較高壓實(shí)度,,因此,,填筑路堤前,首先要碾壓路基,,若地基有軟弱層,,應(yīng)用沙礫處理地基。 7)碾壓機(jī)具和方法 壓實(shí)機(jī)具不同,,壓力傳布的有效深度不同,;夯擊機(jī)具壓力傳布最深,,振動(dòng)式次之,碾壓式最淺,。壓實(shí)機(jī)具質(zhì)量較小時(shí),荷載作用時(shí)間越長(zhǎng),,土的密實(shí)度越高,,密實(shí)度的增長(zhǎng)隨作用時(shí)間的增長(zhǎng)而減小,;壓實(shí)機(jī)具較重時(shí),,土的密實(shí)度隨荷載作用時(shí)間的增加而迅速增大,超過某一時(shí)間限度,,土基變形增加而破壞,。碾壓速度越高,壓實(shí)效果越差,。 5,、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)與碾壓控制 1)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn) 壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)包括確定標(biāo)準(zhǔn)干密度的方法和要求的壓實(shí)度。 工地上壓實(shí)達(dá)到的干密度γ與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的該路基土的最大干密度γ0之比,。壓實(shí)質(zhì)量要求由壓實(shí)度控制,。 壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn) 2)路基壓實(shí)作業(yè)的控制與檢驗(yàn) 確定不用種類填土的最大干密度和最佳含水量;檢查控制填土含水量,; 3)壓實(shí)機(jī)械的選擇 碾壓式:光面碾(兩輪和三輪壓路機(jī)),、羊足碾和氣胎碾等 夯擊式:人工夯、夯錘,、夯板,、風(fēng)動(dòng)夯及蛙式夯機(jī)等。 振動(dòng)式:振動(dòng)器,、振動(dòng)壓路機(jī)等,。 不同壓實(shí)機(jī)具,適用于不同土質(zhì)及不同土層厚度等條件,。 對(duì)于砂性土:振動(dòng)式較好,、夯擊式次之、碾壓式較差,。 對(duì)于粘性土:碾壓式或夯擊式較好,,振動(dòng)式較差甚至無效。 壓實(shí)方法:先輕后重,、先慢后快,。 分層碾壓的關(guān)鍵是控制碾壓遍數(shù),對(duì)于低黏質(zhì)土壓實(shí)所需的碾壓遍數(shù)平均為4—6遍,,對(duì)黏質(zhì)土需要10—12遍,。 路塹開挖是路基施工中工程量最大,、最普遍的施工內(nèi)容,需多種機(jī)械進(jìn)行施工 一,、路塹開挖的特點(diǎn) (1)開挖前均應(yīng)先開挖截水溝,,設(shè)法引走一切可能影響邊坡穩(wěn)定的地面水和地下水。 (2)開挖時(shí)應(yīng)按橫斷面自上而下,,切不可逆轉(zhuǎn)施工,。 (3)在地質(zhì)不良擬設(shè)擋土墻的路塹中,路塹應(yīng)分段開挖,。 (4)路塹棄土應(yīng)按要求,,整齊的堆放在路基一側(cè)或兩側(cè)。 (5)松軟土地帶或其他不符合要求的土質(zhì)地段,,要采取各種穩(wěn)定處理措施,。 二、土質(zhì)路塹開挖施工 路塹開挖是將路基范圍內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高之上的天然土體挖除,,并運(yùn)到填方地段或其他指定地點(diǎn)的施工活動(dòng),。 (1)橫挖法 在路線一端或兩端,沿線成縱向向前開挖,。雙層時(shí),,下層上留有上層操作的出土和排水通道。適用于平緩地面上短而淺的土石路塹,,用挖裝,、車運(yùn)機(jī)具施工。 (2)縱挖法 沿路塹縱向挖掘工作通道,,再逐漸向兩側(cè)橫挖,。本法便于安排土方運(yùn)輸和展開工作斷面,當(dāng)開挖深度較大時(shí),,可將高度分成幾個(gè)層次安排多組臺(tái)班在不同層次和前后錯(cuò)開的作業(yè)面上開挖,,適用于開挖量大、較長(zhǎng)的路塹,。 (3)縱橫通道混合掘進(jìn) 若開挖斷面寬,,開挖量大,可在開挖縱向通道的基礎(chǔ)上再在橫向開挖通道,,提高工作效率,。 (4)分段掘進(jìn) 若開挖長(zhǎng)大的路塹,可以沿路塹縱向選擇一個(gè)或幾個(gè)適宜處,,將較薄的一側(cè)路塹橫向挖穿,,將路塹在縱向分成幾段,安排多組開挖斷面,同時(shí)掘進(jìn) 路塹開挖原則及注意事項(xiàng) 1.坡頂坡面檢查 對(duì)危石,、裂縫或其它不穩(wěn)定情況必需進(jìn)行妥善處理,。開挖時(shí),首先將表層腐植土推開棄至指定棄土場(chǎng),,然后將利用土調(diào)配至填方路堤段進(jìn)行填土,,若試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有不合格土?xí)r同樣棄至棄土場(chǎng)。 2.開挖順序 開挖從上而下,,由中心向兩邊,,逐層順坡開挖,嚴(yán)禁掏底開挖,。開挖過程中隨時(shí)進(jìn)行刷坡處理,使邊坡一次成型,。深挖路塹還修出降坡臺(tái)階,。在巖層走向、傾角不利于邊坡穩(wěn)定及施工安全的地段,,改成順層開挖,,不挖斷巖層,采取措施減弱施工振動(dòng),。在設(shè)有擋墻的上述地段,,采取短開挖或馬口開挖,并設(shè)臨時(shí)支護(hù)等措施,。 3.在有護(hù)坡的邊坡,,當(dāng)防護(hù)不能緊跟開挖時(shí),暫時(shí)留一定的保護(hù)層,,待作防護(hù)層時(shí)再刷坡挖夠,。 應(yīng)注意的問題: 1.先挖截水溝 2.棄方不能隨意丟棄 3.及時(shí)設(shè)置支擋工程 三、石質(zhì)路塹開挖方法 爆破法,、松土法 水的作用是造成路基病害的主要因素,。水的危害,例如對(duì)土體的浸泡,、飽和,、沖刷作用,是路基病害發(fā)生的重要原因之一,。路基范圍內(nèi)排水處理的好壞對(duì)路基的整體穩(wěn)定和防止基床病害影響甚大,。 地下水進(jìn)入路基土體,降低路基強(qiáng)度,,引起翻漿,、冒泥,冬天還容易引起凍脹破壞。地面水在路基邊坡上流動(dòng)還會(huì)對(duì)邊坡沖刷,,不利于路基的穩(wěn)定性,。 一、路基排水的目的與設(shè)置原則 (1)路基排水的目的 路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性與水的關(guān)系十分密切,。路基的病害有多種,,形成病害的原因也很多,但水的作用是主要因素之一,。路基排水的目的在于確保路基始終處于干燥,、堅(jiān)實(shí)和穩(wěn)定狀態(tài)。 路基施工中,,應(yīng)校核全線路基排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否完備和妥善,,必要時(shí)應(yīng)予以補(bǔ)充或修改,應(yīng)重視排水工程的質(zhì)量和使用效果,。設(shè)置施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)性排水措施,,保證路基工程質(zhì)量,提高施工效率,。 路基養(yǎng)護(hù)中,,對(duì)排水設(shè)施應(yīng)定期檢查與維修,以保證排水設(shè)施正常使用,。 (2)路基排水設(shè)計(jì)的一般原則 1)排水設(shè)計(jì)要因地制宜,、全面規(guī)劃,因勢(shì)利導(dǎo),、綜合整治,,講究實(shí)效、注意經(jīng)濟(jì),,充分利用有利地形和自然水系,。 2)各種路基排水溝渠的設(shè)置,應(yīng)注意與農(nóng)田水利相配合,。 3)設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行調(diào)查研究,,查明水源與地質(zhì)條件,各種排水溝渠的平面布置與豎向布置相配合,,做到綜合整治,,分期修建。 4)路基排水要注意防止附近山坡的水土流失,,盡量不破壞天然水系,,不輕易合并自然溝溪和改變水流性質(zhì),盡量選擇有利地質(zhì)條件布設(shè)人工溝渠,,減少排水溝渠的防護(hù)與加固工程,。對(duì)于重點(diǎn)路段的重要排水設(shè)施,,以及土質(zhì)松軟和縱坡較陡地段的排水溝渠,應(yīng)進(jìn)行必要的防護(hù)與加固,。 5)路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級(jí)等具體情況,,注意就地取材,以防為主,,既要穩(wěn)固適用,,又必須講究經(jīng)濟(jì)效益。 二,、地表排水設(shè)施施工:邊溝,;截水溝;排水溝,;跌水與急流槽,;渡水槽與倒虹吸;蒸發(fā)池 (1)邊溝 一般設(shè)置在挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤坡腳外側(cè),,走向與路中線平行,,用以匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑,,常與路基排水設(shè)計(jì)綜合考慮,使之起到邊溝的排水作用,。 1)邊溝的橫斷面形式及尺寸,,邊溝的橫斷面形式,主要有梯形,、矩形,、三角形和流線型等。 2)邊溝的縱坡與長(zhǎng)度 邊溝的縱坡一般應(yīng)與路線縱坡一致,,并不宜小于?0.5%,,以防淤積,在特殊情況下容許減至0.3%,。當(dāng)邊溝縱坡過大,,且有沖刷可能時(shí),應(yīng)采取加固,、設(shè)置跌水或急流槽等措施,。 邊溝水流通過涵洞排向路基另一側(cè): 3)邊溝出水口處理: 邊溝水流入涵前窨井剖面圖: 路塹與高路堤的邊溝出口布置圖: (2)截水溝 又稱天溝,一般設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂以外,,或山坡路堤上方的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn),,用以攔截并排除路基上方流向路基的地面徑流,減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān),,保證挖方邊坡和填方坡腳不受水流沖刷,。 挖方路段(路塹)截水溝示意圖 : 填方路段上的截水溝示意圖 1—土臺(tái);2—截水溝 (3)排水溝 主要用于把來自邊溝、截水溝或其他水源的水流(如邊溝,、截水溝,、取土坑、邊坡和路基附近積水)引至橋涵或路基范圍以外的指定地點(diǎn),。排水溝一般為梯形斷面,,底寬不小于0.5m,深度不宜小于0.5m,。 排水溝與水道的銜接: (4)跌水與急流槽 用于陡坡地段排水,,溝底縱坡可達(dá)?45?。在陡坡或深溝地段設(shè)置的溝底為階梯,,水流呈瀑布跌落式通過的溝槽稱為跌水,,其作用是在較短的距離內(nèi),降低水流流速,,消減水流能量,。 在陡坡或深溝地段設(shè)置的坡度較陡,水流不離開槽底的溝槽稱為急流槽,,其作用是將上下游水位差較大的水流引至橋涵進(jìn)口或路基下方,。 (5)蒸發(fā)池 氣候干旱、路線穿越平坦地形地面排水困難地段,,無法把地面水排走時(shí),,可在距離路基適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置蒸發(fā)池,引水入池,,依靠自然蒸發(fā)或下滲將水排除,。 三、地下排水設(shè)施施工 攔截,、匯集和排除地下水,,或降低地下水位,使路基免遭破壞的結(jié)構(gòu)物,,稱為地下排水設(shè)施:暗溝,;滲溝;滲井,。 (1)暗溝 相對(duì)于地面排水的明溝而言,,暗溝又稱盲溝,是指設(shè)在地面以下引導(dǎo)水流的溝渠,,它本身不起滲水和匯水作用,,其主要作用是利用其透水性將路基范圍內(nèi)的泉水或滲溝匯集的水流匯集到溝內(nèi),并沿溝排至指定地點(diǎn),,使不致在土中擴(kuò)散,,其水力特性屬于紊流,。 (2)滲溝 常見的一種地下排水溝渠。當(dāng)路基土含水過多時(shí),,可用它來吸收降低,、匯集和排除地下水。亦可以用以攔截流向路基的地下水,,采用滲透方式將地下水匯集于溝內(nèi),,并通過溝底通道將水排至指定地點(diǎn),這種地下排水設(shè)施統(tǒng)稱滲溝,。它的作用是降低地下水位或攔截地下水,,其水力特性是紊流,但構(gòu)造與簡(jiǎn)易暗溝有所不同,。 在施工中,,需注意以下問題 1)滲溝的布置應(yīng)盡可能與地下水向互相垂直。 2)滲溝的橫寬一般視埋藏深度,、排水要求,、施工和維修便利而定。 3)匯集水流時(shí),,為防止含水層中砂土擠入滲溝,,應(yīng)設(shè)反濾層。 4)滲溝的施工宜由下游向上游施工,。 5)為了核查維修方便,,宜設(shè)置檢查井。 (3)滲井: 當(dāng)?shù)叵麓嬖诙鄬雍畬?,其中影響路基的上部含水層較薄,,排水量不大,,且平式滲溝難以布置,,采用立式(豎向)排水,設(shè)置滲井,,穿過不透水層,,將路基范圍內(nèi)的上層地下水,引入更深的含水層中去,,以降低上層的地下水位或全部予以排除,。 軟土是具有含水量高、孔隙比大,、滲透性小,、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低和靈敏度高等工程性質(zhì)的土體,。我國的軟土主要分布于渤海灣,、長(zhǎng)江三角洲,、珠江三角洲以及浙、閩沿海地區(qū)等地,。 一,、概述 (1)軟土分類 包括淤泥、淤泥質(zhì)粘性土,、淤泥質(zhì)粉土,、泥炭、泥炭質(zhì)土等 《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》的定義簡(jiǎn)單明了,,工程設(shè)計(jì)人員可以以此作為軟基的定義:濱海,、湖沼、谷地,、河灘沉積的天然含水量高,、孔隙比大、壓縮性高,、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土,。 (2)天然軟土的特征 1、天然含水量高,、孔隙比大 軟土孔隙比及含水量都大,,渤海灣地區(qū)軟土含水量一般在40~60%之間,孔隙比在1.0~1.3之間,;長(zhǎng)江三角洲地區(qū)軟土含水量一般在35~55%之間,,孔隙比在1.1~1.5之間;珠江三角洲地區(qū)軟土含水量一般在50~90%之間,,一般大于液限,,高的可達(dá)200%,孔隙比在1.4~2.1之間,。各地軟土含水量一般大于40%,,孔隙比大于1.1。 2,、透水性弱 3,、壓縮性高 珠江三角洲地區(qū)軟土壓縮系數(shù)通常大于1.0MPa-1,壓縮模量Es多在1.0~2.0MPa,,其他地區(qū)軟土壓縮系數(shù)通常小于1.0MPa-1,,壓縮模量Es多大于2.0MPa。長(zhǎng)江三角洲地區(qū)5米的填土沉降量為1.5~2.0米,,渤海灣地區(qū)5米的填土沉降量為1.0~1.5米,,珠江三角洲5米的填土沉降量為2.0~3.0米。 4,、抗剪強(qiáng)度低 5,、觸變性和蠕變性 軟土結(jié)構(gòu)未破壞前,,具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,但一經(jīng)擾動(dòng),,結(jié)構(gòu)被破壞,,強(qiáng)度則迅速降低,但隨靜置歷時(shí)的增長(zhǎng),,其強(qiáng)度將逐漸恢復(fù),。 軟土在受荷載作用或載荷變化過程中,將發(fā)生持久而緩慢的變化,,這種在剪應(yīng)力作用下的剪切變形現(xiàn)象稱為土的蠕變性,。 6、抗陷強(qiáng)度低 (三)軟土地基 指壓縮層主要由淤泥質(zhì)土,、吹填土,、雜填土或其他高壓縮性土層組成的地基。施工中存在以下問題 1,、地基承載力和穩(wěn)定性問題 在道路荷載(靜力和動(dòng)力荷載)作用下,,地基承載力不能滿足要求時(shí),地基會(huì)產(chǎn)生局部或整體剪切破壞,,影響道路的正常使用,,引起道路破壞或邊坡失穩(wěn)。 2,、沉降,、水平位移及不均勻沉降問題 在荷載作用下(靜力和動(dòng)力荷載),地基產(chǎn)生變形,。當(dāng)?shù)缆烦两祷蛩轿灰?,或不均勻沉降超過相應(yīng)的允許值時(shí),將會(huì)影響道路的正常使用,,甚至可能引起破壞,。 二、軟土地基的加固措施與施工 軟土地基處理的目的是利用置換,、夯實(shí),、排水,、膠結(jié),、加筋和化學(xué)處理等方法對(duì)地基進(jìn)行加固,以改善地基土的強(qiáng)度,、壓縮性,、滲透性、動(dòng)力特性等,。 處理方法有—砂墊層法,、排水固結(jié)法,、換填法、反壓護(hù)道法,、灰土擠密樁,、土工合成材料加固、碾壓夯實(shí)法,、化學(xué)加固法等,。 地基處理問題核心:沉降與穩(wěn)定性問題。 地基處理問題關(guān)鍵:治水與固結(jié),。 (1) 砂墊層法 在軟土地基上鋪設(shè)厚度為0.5~1.2m的砂層,,以保證所需的排水能力 下圖:已完成的斜坡砂墊層 (2)排水固結(jié)法 排水固結(jié)法就是先在地基中設(shè)置砂井或塑料排水板等豎向排水體,然后利用建(構(gòu))筑物本身重量分級(jí)逐漸加載,;或是在建(構(gòu))筑物建造以前,,在場(chǎng)地先行加載預(yù)壓(或者真空預(yù)壓),使土體中的孔隙水排出,,逐漸固結(jié),,地基發(fā)生沉降,同時(shí)強(qiáng)度提高的方法,。 1,、塑料排水板法 利用插板機(jī)械在軟土地基中插設(shè)具有良好透水性的塑料排水板,從而在軟土地基中形成豎向的排水通道,,在上部輔加荷載(如預(yù)壓堆載,、砂墊層,或者真空預(yù)壓等)的作用下,,在軟土地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力,。軟土地基中的孔隙水應(yīng)力和附加應(yīng)力引起的超孔隙水應(yīng)力隨著孔隙水通過塑料排水板和砂墊層排出而降低,地基的孔隙水含水量也隨之降低,,從而增加了土體密實(shí)度,。 2、砂井排水法 在軟土層上設(shè)置垂直排水井,,有鋼管砂井,、袋裝砂井等。 (3)換填法 換填法是淺層軟土地基的處理方法.是將基礎(chǔ)底面以下不太深的處理范圍內(nèi)的軟弱土層挖去,,然后以質(zhì)地堅(jiān)硬,,強(qiáng)度較高,性能穩(wěn)定好,,具有抗侵蝕性的砂,,卵石,素土等去分層換填,,同時(shí)用人工或機(jī)械方法進(jìn)行表層壓,,夯,,振動(dòng)等處理土工合成材料至滿足工程要求的全過程. 1.開挖換填 適用于軟弱土層位于地表,換挖深度不超過3m的場(chǎng)合 2.拋石擠淤 適用于排水困難的洼地,,而軟弱土層易于滑動(dòng),,厚度又較薄,表層無硬殼,,石料來源充分 3.爆破擠淤 適用于換填深度超過3m,,需要快速施工且允許爆破的場(chǎng)合。對(duì)于稠度較大的軟土采用先爆后填,,對(duì)于稠度小的軟土,,可以先填后爆破。 (4)反壓護(hù)道法 該法是指在道路主路堤兩側(cè),,填筑一定寬度和高度的護(hù)道,,使路堤下的淤泥向兩側(cè)隆起的趨勢(shì)得到平衡;同時(shí)加寬了荷載的分布寬度,,減少了路堤的基底壓力,,從而保證了路堤的穩(wěn)定。這種方法處理軟土地基,,對(duì)解決路基穩(wěn)定是有效的,。 反壓護(hù)道法: 適用于: a.非耕作區(qū)和取土不困難的地區(qū); b.路堤高度不大于5/3~2倍極限高度,; c.主要用于處理軟土,,對(duì)泥沼有時(shí)也可以采用。 (5)灰土擠密樁 灰土擠密樁法是在基礎(chǔ)底面形成若干個(gè)樁孔,,然后將灰土填入并分層夯實(shí),,以提高地基的承載力或水穩(wěn)性?;彝翑D密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土,、素填土和雜填土等地基,處理深度宜為5~15m,。 擠密樁——用沖擊或振動(dòng)方法,,將砂或碎石等粒料擠入軟土地基內(nèi),形成直徑較大的樁體,,并同原地基一起形成復(fù)合地基,。 作用: 1)使樁周圍的土體變密實(shí); 2)支承路堤很大一部分重量,; 3)加速周圍軟土的固結(jié),; 4)防止液化(砂土地基時(shí)),。 擠密樁法和加固土樁施工現(xiàn)場(chǎng): (6)土工合成材料加固 淺層的軟土路基可采用先在地表鋪筑土工布,,再填筑路堤,,土工布起分隔、過濾,、排水和加速固結(jié)的作用,。 (7)碾壓夯實(shí)法 采用壓實(shí)功能較大的振動(dòng)壓實(shí)方法,對(duì)非粘性土及地標(biāo)松散土,,予以碾壓,,可以提高其地基強(qiáng)度,降低壓縮性,,振動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng),,效果越好。 夯實(shí)法:1,、重錘夯實(shí),;2、強(qiáng)夯 (8)化學(xué)固結(jié)法--利用化學(xué)溶液或膠結(jié)劑,,采用壓力灌注或攪拌混合等措施,,使土顆粒膠結(jié)起來,達(dá)到對(duì)土基加固的目的,。 目前采用的化學(xué)溶液有: 1)以水玻璃溶液為主的漿液 2)以丙烯酸氨為主的漿液 3)水泥漿液 4)以紙漿溶液為主的漿液 工藝有: 注漿法--利用機(jī)械壓力將漿液通過注入管,,均勻注入地層,漿液以填充和滲透方式,,排擠土粒間或石隙中的水分和空氣,,占據(jù)其位置,一定時(shí)間后,,漿液凝固,,可使原土層或縫隙固結(jié)成整體;旋噴法和深層攪拌法 其它特殊地區(qū)的路基施工 1,、水稻田及多雨潮濕地區(qū)施工 水稻田地區(qū)路堤施工,包括排水,、原地面處理、路堤填筑,、邊坡及排水系統(tǒng)處理等,。 2.黃土地區(qū)路基施工 黃土是一種特殊的粘性土,主要分布在昆侖山、秦嶺,、山東半島以北的干旱和半干旱地區(qū),。其中以黃土高原的黃土沉積最為典型。黃土地區(qū)的路堤填筑與一般地區(qū)路堤基本相同,。但由于黃土地區(qū)的地形及黃土的特殊工程性質(zhì),跨越黃土沖溝的方法,除高填土外,還有土橋及填式路堤等特殊路堤,。 (1)土橋的填筑:土橋是黃土地區(qū)跨越?jīng)_溝的一種特殊高填土路堤。 (2)基底處理要符合要求 土橋基底的情況,對(duì)土橋的穩(wěn)定性極為重要。若基底為非濕陷性黃土,且無地下水活動(dòng)時(shí),可按一般粘性土地基進(jìn)行基底處理,同時(shí)做好兩側(cè)的施工排水,、防水措施,。若地基為濕陷性黃土,應(yīng)采取攔截、排除地表水的措施,防止地表水下滲,減少地基土層濕陷性下沉,。 (3)填料的選擇應(yīng)符合要求 筑橋用土應(yīng)不含砂,、石、樹根,、草根等雜質(zhì),其天然含水量以接近最佳含水量為宜,各地自然條件不同,所選用的土質(zhì)亦有所不同,。但一般要求粘粒與砂粒的含量應(yīng)有一定的限度。粘粒含量多,可以提高土體的粘聚力,增強(qiáng)土橋的穩(wěn)定性,但粘粒含量過大,則會(huì)產(chǎn)生較大的收縮與膨脹,對(duì)土橋的穩(wěn)定性是不利的,。 3.膨脹土路基施工 膨脹土是指粘粒成份主要由強(qiáng)親水性礦物組成,并具有顯著脹縮性的粘性土,。在黃河流域及其以南地區(qū)分布較廣泛。這種土有吸水膨脹,、失水收縮并往復(fù)變形的性質(zhì),對(duì)路基及人工構(gòu)造物等都有破壞作用,并且不易修復(fù),。 (1)鋪筑試驗(yàn)路段 膨脹土地區(qū)路堤施工前,應(yīng)按規(guī)定做試驗(yàn)路段,為路堤的正式施工提供數(shù)據(jù)資料和經(jīng)驗(yàn)。 |
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