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土工格網(wǎng)在老路改造試驗段中的應用
摘 要 本文針對老路改造中新建路基出現(xiàn)不均勻沉降問題而引起的縱、橫向裂縫等病害及新老路基結合部位的處理進行分析研究,并通過老路改造試驗段中的應用實例,提出了采用土工格網(wǎng)處理新老路基結合部的方法。關鍵詞 老路改造 土工格網(wǎng) 路基沉降
1 安平公路概況
安康至平利二級公路改建工程全長60.268公里,起于平利縣繅絲廠門口,止于安康市酒廠門口。原有道路為三級路,沿路有許多暗彎,技術等級低,已不能適應交通量的發(fā)展需求。
2 新老路基結合部位病害原因分析
在新老路基結合部,路基和路面結構層厚度、強度不一,一側為新建路基,一側為原有老路基,質量和地基沉降存在差異,為道路開裂留下隱患;新老路基結合部位沉降量不一,必然會產(chǎn)生一定的沉降差異,特別是新填路基沉降量較大,而老路基已完成大部分的工后沉降,這樣不可避免地在新老路基結合部產(chǎn)生一個沉降差值突變點,成為道路產(chǎn)生裂縫的主要原因;新老路基結合部位工藝較復雜,施工難度較大,往往在此易產(chǎn)生人為的質量問題,如密實度達不到設計標準等,也是產(chǎn)生裂縫的原因之一。
3 新老路基結合部處理的主要內容
針對道路拓寬在施工和技術上的關鍵性問題,必須保證對新填土的壓實質量;必須保證新填土與壓實老路基土之間緊密結合。這兩個問題解決好,就可以保證新老路基結合部道路的使用品質。
3?1 試驗路段的確定
根據(jù)安平改建工程的設計資料和沿線的地質情況,選擇填土高度6~8m的k42+023~k42+109、k44+290~k44+376兩段。k42+023~k42+109段用土工格網(wǎng)處理,k44+290~k44+376填筑普通材料,并且在里程k44+320與k42+072.2分別設置了1號與2號沉降管,進行沉降觀測,用以比較土工格網(wǎng)的處理效果。
3.2 施工前的準備
清除腐殖土等不適宜土層至少30cm,將老路基按設計要求挖臺階,檢查密實度,如不符合要求,則用手扶式壓路機壓實,使其壓實度達90%以上;若原有路肩質量較差、達不到設計要求,要將路肩翻曬后再碾壓,以滿足質量要求。
3.3 土的工程性質
本地區(qū)土中含有云母的千枚巖、板巖碎屑,有脹縮性,可能造成其上的構筑物開裂與下沉。因此路幅內土基含水量的不均勻變化將引起不均勻的脹縮,導致公路路基產(chǎn)生幅度很大的橫向及縱向波浪狀變形,造成路面變形或開裂。
3.4 土工格網(wǎng)的施工
(1)土工格網(wǎng)沿線路的橫向鋪設,如圖1所示。將成捆土工格網(wǎng)自老路堤往新路堤方向展開,按設計長度截斷,施工時應保證格網(wǎng)鋪向與線路走向垂直。
(2)先將鋪設在老路堤上的端部錨牢,然后展開至擋墻上,用帶排鉤橫梁將土工格網(wǎng)張拉緊,使之產(chǎn)生2%~4%的伸長。U形錨釘?shù)拈g距不大于1m,其長度大于25cm,相鄰兩幅土工格網(wǎng)的搭接長度不小于20cm,并用尼龍繩呈之字形穿綁,使之成為一體。土工格網(wǎng)覆蓋至每層擋墻的全寬。
(3)土工格網(wǎng)在試驗路段中共鋪設了10層。一至三層的土工格網(wǎng)的間距為50cm,四至八層的土工格網(wǎng)的間距為90cm,八至十層的土工格網(wǎng)為30cm。由于填土6~8m不等,且填土較高,所以采用滿鋪。土工格網(wǎng)的鋪設長度4~9m不等。
4 施工質量的控制
(1) 當土工格網(wǎng)攤鋪在碎石層上時,應先在碎石層上撒鋪2cm厚的粗砂,以免土工格網(wǎng)直接與碎石接觸而被破壞。
(2)運料車應避免在已攤鋪并張緊定位好的土工格網(wǎng)上直接碾壓,以免對土工格網(wǎng)產(chǎn)生推移或破壞,從而影響施工質量。鋪設土工格網(wǎng)的關鍵是保證連續(xù)性,避免產(chǎn)生扭曲、褶皺、重疊,要特別注意避免過量拉伸,以防止超過其抗拉強度和變形極限而發(fā)生破壞和撕裂。
(3)每層填土厚度不大于30cm,路床范圍內壓實度≥93%,其他部位≥90%。
5 沉降管的設置與觀測
路基填料回填前埋置沉降管,即在里程k44+320與k42+072.2處分別設置了1號與2號沉降管,通過沉降觀測,可以及時掌握路基沉降的變化情況。前23天的實測數(shù)據(jù)整理如圖2、圖3,由圖可見:圖2中前23天的沉降量為3.2mm,圖3中前23天的沉降量為2?5mm。土工格網(wǎng)處治段比沒有處治段沉降量要小,說明土工格網(wǎng)在減少沉降方面起了一定作用,用土工格網(wǎng)處理新老路基結合部,可以減少新老路基的不均勻沉降。
6 土工格網(wǎng)的作用機理
土工格網(wǎng)為柔性材料,它只能承受較大的拉應力。將其布置在土體的拉伸變形區(qū),土的拉應力傳給土工格網(wǎng),使筋材成為抗拉構件。當加筋土受荷載作用時,土工格網(wǎng)與土體間咬合鑲嵌的摩擦阻力制約了土體的側向變形,土工格網(wǎng)與土體之間具有較高的粘結作用,并與土體產(chǎn)生相互嵌固作用的效應,顯示出更好的抗拉性能。高抗拉性使筋土強度遠遠高于無筋土,極大地提高了路基土承受剪應力的能力,一定程度上改善了正常路堤橫斷面上的沉降狀況,使得橫斷面上的沉降趨于均勻,因此能減小新老路基結合部的差異沉降,防止新老路基結合部位路面出現(xiàn)縱、橫向裂縫。
7 結束語
本處理段在路基全寬度內滿鋪土工格網(wǎng),處理后可以加強新老路基的結合強度,減小不均勻沉降,與其他工程措施相比較,經(jīng)濟效益較好,為道路改、拓建提供設計、施工依據(jù)。
參考文獻
〔1〕嵇如龍,張永宏,宋吉錄.軟土地基上路基拓寬處理技術研究
〔2〕李晨明.高速公路改擴建中路基拓寬的處理問題
〔3〕陳健俠,李杜教,龔志達,王曉紅.土工合成材料在工程中的應用
作者:馮戰(zhàn) 高燕希
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