公路软土路基处理及路堤填筑技术研究__墨水学术,论文发表,发表论

所属栏目：自动化论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:187

副标题#e#
　　公路软土路基处理及路堤填筑技术研究
　　徐晓峰
　　（长沙市公路桥梁建设有限责任公司，湖南长沙，410007）
　　摘要：论文对路堤地基处理及路提填筑技术进行了研究。在分析影响路基沉降因素的基础上，确定了研究路段的软土地基处理方案;提出了采用全断面施工路基填筑技术.
　　关键词：软土路基;处理;填筑技术;施工方法
　　软土地基处理对象为软粘土、冲填土、腐植土、可液化土、湿陷性黄土、膨胀土、泥炭土、盐渍土、多年冻土及可能引起沉陷的填土等。在软土路基(如淤泥质土及可液化土等)承载力和变形不能满足要求时，为提高地基强度必须对软土地基进行处理。
　　1 工程简介
　　本文依托工程为二级公路，全长4.7km，设计路基宽度12.5m，由快速道路、倒水河大桥及辅助跨线桥、排水箱涵等组成。倒水河大桥长440m(桩号KI+195m~Kl+635m)，最大跨度38.5m，设计荷载汽-超20级、挂-120，属大型桥梁工程。大桥南北两岸地势低洼，采用高填方路基其中北岸填方路段长265m(Kl+635~KI+g00m)，最大填方高度8.lm。倒水河北岸路堤填土高，自重荷载大，加上预制构件施工荷载特殊(荷载大且分布不均)，软土路基附加压力增大，地基变形及不均匀变形大，要求软土路基必须具有足够的承载力和较小的压缩变形。因此，在路堤填筑施工前必须认真调查，对软土路基存在滑移、沉降隐患的软土路基进行研究分析，评价软土路基能否满高填方路基快速施工及预制场地的要求。
　　2软土路基评价及处理方案的选择
　　2.1软土路基评价
　　该工程设计单位提供的道路桥梁工程详勘勘察报告，对该路段沿线地质条件有如下描述:Kl+635~1+900段沿线地形总体上北高南低，地形高程一般为20.60-32.60m(孔口高程)，高差较大，场地在地貌单元上属长江三级阶地上的剥蚀堆积岗状地带，接近于低山丘陵区。在勘探孔揭穿的深度范围内，场地地层主要由第四系冲洪积、残坡积相粘性土层构成。据野外钻孔土性描述、原位测试试验结果及室内土工试验成果将拟建工程场地勘探深度范围内地层划分素填土、淤泥、粘土等为三层。
　　2.2处理方案选择
　　本文研究的高填方路段，要求在40天内完成8.lm高的填方路基施工，且填筑施完毕即要作为大型桥梁的T梁预制场地。由于其特殊的施工用途，工期紧迫，加之表层素填土、鱼塘及沟壑中分布的淤泥质土，承载力低、变形大，不能满足高填方路基快速填筑施工要求。对其特殊的施工要求和工程地质条件，从技术、经济、施工周期及施工便利程度等方面进行综合分析比较结果表明，天然路基表层素填土及淤泥宜采用施工周期短、施工便利及经济的换土垫层处理方案。
　　3软土路基的换填处理
　　3.1填料选择评价
　　该进场道路为军用机场的进出道路，虽按二级公路进行设计，但其有承受多轴重载或高震动荷载的可能。另外，该路段最填土高度为8.lm，要求在短期内(40天)快速填筑完工，并将其作为桥梁预制构件施工场地。因此，该段路基有必要需适当提高路基填料的强度要求。以减少沉降、加快固结。为此要求填料强度和路基压实均应高于二级公路的设计及施工标准，由此确定填料最小强度CBR≥5.0。对施工地附近可供取土的两个土场，由现场取样进行填料室内试验，以分析比较不同的压实情况下，拟采用填料的各项技术指标，试验结果列于表1。
　　表11#、2#取土场填料不同压实度下试验结果
　　表列各项数据表明，2#取土场填料的CBR值较小，不能满足路基的填筑设计要求;1#取土场距线路较近，填料的各项指标明显优于2#取土场填料，且均能满足路堤填筑施工要求，由此确定以1#取土场填料作为换土填层和路堤填筑材料，该填料为碎砾石夹土，碎砾石占全重的30%-50%。
　　3.2换土垫层设计计算
　　（1）换土垫层变形计算，垫层设计的主要目的是确定垫层的厚度、宽度和承载力。
　　表#p#副标题#e#2为换土前后软土地基变形对照表，可以看出，采用换土垫层处理后可明显减少地基沉降变形。
　　表2换土前后地基变形计算结果
　　（2）换填深度Z，本路段天然地基上表层素土厚0.3－0.7m，淤泥厚0.3－1.5m，为在短期内达到处理效果，采用全部换土方案，换土层进入第③粘土层0.2－0.3m。
　　（3）换填宽度，垫层宽度既要满足地基的强度和变形要求，又要有足够的宽度，以防止垫层材料侧向挤出而增大垫层的竖向变形量。
　　3.3换土垫层施工设计
　　（1）天然地基上的软弱土层全部清除后，先进行冲压施工，以期稳固增强、均匀密实天然地基，提高地基承载力，减小地基变形，并防止天然地基强度不均而引起的不均匀沉降变形;
　　（2）采用1#取土场的碎砾石夹土作为换填材料;
　　（3）要求碎砾石夹土填料具有良好的透水性，无草根、垃圾等有机杂物，碎石最大粒径不大于50mm，有机质含量不超过1%;
　　（4）施工含水量控制在Wop士2%(Wop为填料的最佳含水量);
　　（5）垫层的压实度K=95％;
　　（6）垫层经碾压施工后，再进行冲压施工，确保换填处理后的地基满足要求。
　　4路堤填筑技术
　　4.1填料
　　路基填料采用1#取土场的碎砾石夹土，如果1#取土场填料用量不能满足施工用量而采用其它土场填料时，应严格按规范和设计要求取用，拟采用的填料须完成液限、塑性、击实、承载比等试验，确定相应的技术指标均能满足要求后，方能作为该路段的路基填料;优先采用CBR值较高的填料，路床以下80－100cm深度内必须采用1#取土场的碎砾石夹土作为填料，其中碎砾石含量应占全部重量的30%－50%。
　　4.2确定压实标准和填筑厚度
　　4.2.1压实标准
　　考虑该路段的特殊用途及高填方路基快速施工的要求，结合路堤承载力及填料强度要求，在满足二级公路路基设计施工标准的前提下，适当提高本工程路堤填筑的压实标准，按重型击实标准压实度K=95%控制。
　　4.2.2填筑厚度
　　高填方路堤施工应采用分层填筑压实的方法，自下而上逐层填筑，并根据压实机具的有效压实深度和压实度要求确定每层的填筑厚度。每一层填土都经充分压实至满足要求后，再进行下一层次的填筑施工，以保证路堤在整个填筑高度范围内均满足压实度和稳定性要求。
　　图1为分层填筑厚度不同时，路堤最高填上断面Kl+740填筑过程中所产生沉降的计算结果，曲线上数字表示每层填筑厚度。可以看出，沉降量随分层厚度而增加，特别是分层厚度超过30cm时，起始沉降量和最终沉降量均大幅度增加，而分层厚度在20－30cm之间时，沉降量的变化幅度大致相同，在全断面填筑过程中，沉降量差别很小。由此确定本文研究的高填方路堤，以每层30cm的厚度进行填筑施工。
　　图1分层填筑厚度与沉降关系
　　4.3路基填筑施工程序
　　本文提出采用上、下行车道同时填筑的全幅施工方法，并在路侧布置施工车辆通行便道，解决施工车辆通行问题。按以下程序实施填筑施工。
　　（1）全路幅宽度等距离布土，依取土场位置及地形确定经济、合理的运土路线。布土时应根据压实机械的有效压实厚度(规范规定或经监理工程师同意的厚度)计算单位填筑长度内的卸车数量。合理安排布土位置和稀疏密度，可提高填筑速度，实现快速施工。运土车辆到达填筑现场后，从一端开始，左右成排，前后成行等距离布土。
　　（2）分层均匀摊铺、整平，根据土质及碾压机械等实际情况确定合适的虚铺系数，均匀摊铺填土。快速施工过程中，应适当减小分层填筑厚度，以提高压实质量，每层填筑厚度为30cm。
　　（3）振动压实、冲压补强，采用40T振动式压路机震动碾压，首遍轻震稳压之后，再强震压实。
　　（4）路基上层稳定处理，该路段在施工期承受较大的行车荷载和桥梁预预制构件施工荷载的作用，对路基上层的承载力和稳定性要求较高。路基分层填筑至路床以下60~#p#副标题#e#80cm深度时，采用石灰或水泥作为稳定剂，对上层填料进行稳定处理，在路基上层形成80cm厚的石灰稳定碎砾石土层或60cm厚的水泥稳定碎砾石土层。
　　（5）边坡防护，高填方路基边坡坡面暴露面积大，雨水冲刷和侵蚀常使坡面产生冲刷、变形、滑坍和沉降等破坏，应进行防护处理。
　　参考文献：
　　[1]资建民，朱飞，何培弘.特殊情况下高填方路基的快速施工方案要点.交通科技2004(2)
　　[2]李世壮.车辆荷载作用下复合地基的沉降研究.长春工程学院学报(自然科学版)，2002，3(2)
　　[3]李志高，刘国明，欧志东.高填路基稳定问题的非线性有限元分析.福州大学学报(自然科学版)，2003，31(l)
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