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分析高速公路路基工程的施工論文
公路工程中路基工程是關(guān)鍵工程之一,路基工程質(zhì)量的好壞,關(guān)系到整條公路質(zhì)量的優(yōu)劣。就其工程質(zhì)量而言,有很多不盡人意的地方,存在一些不同程度的質(zhì)量問題;公路建設(shè)質(zhì)量來講,有些還存在路基壓實不夠、路基沉陷、路面平整度差、橋頭跳車、路面早期破壞、外觀質(zhì)量差等質(zhì)量通病。高速公路路基工程施工過程中,建筑結(jié)構(gòu)物與土方路基施工既相互制約,又相互促進,是矛盾的統(tǒng)一體。要正確認識其中的聯(lián)系,正確組織好建筑物和土方路基施工,協(xié)調(diào)好二者的關(guān)系,不僅可縮短工期,保證工程質(zhì)量,而且能減少工程造價,提高經(jīng)濟效益。
1.高速公路的路基工程概述
高速公路的路基頂面寬度, 比一般公路橫面要寬一些。我國4車道高速公路路基寬度, 規(guī)定為20~26m。美國高速公路采用較寬的中間帶,4車道的路基寬度用到30~35m。日本及其他許多國家的路基寬度,大部分與我國規(guī)定的寬度相近。路基高度在受河流洪水或洼地積水影響的路段, 由設(shè)計洪水頻率或積水位高程決定。我國規(guī)定的高速公路設(shè)計洪水頻率為1/100。不受洪水影響的路段, 其路堤填土高度未作特別規(guī)定, 可按一般公路路堤的填土高度進行設(shè)計, 在受地面積水或地下水影響的路段,其路堤填土高度應(yīng)高出自然地面0.8m以上。過去對高速公路的路堤高度,認為以偏高為好,有不少人認為,路堤高則有利于防止人畜橫穿公路,有利于設(shè)置地下通道或拖拉機立交。近年來有許多國家,從節(jié)約土方工程量、節(jié)約用地和有利于行車安全出發(fā), 傾向于采用低填土路堤。低路堤自重輕, 有利于軟土地基的處理。由于高速公路采用多層次的、很厚的路面結(jié)構(gòu)層, 毛細水對路面的危害, 比較容易處理。如果采取稍復(fù)雜的截排地下水或地面水的技術(shù)措施, 即使增加一些工程費用, 也要比加大填土的工程費用。
2.高速公路路基病害類型及原因分析
2.1路堤沉陷變形
有些高速公路所經(jīng)軟基地段,在設(shè)計和建設(shè)中采取了堆載預(yù)壓法、沙墊層、塑料排水固結(jié)法、粉體攪拌樁法、碎石樁和沙樁等多種方法進行處治,而且均采用了過渡性瀝青路面, 待其沉降穩(wěn)定后,再進行路面處治。但常發(fā)現(xiàn)局部路段沉陷較大,有些水泥混凝土面板產(chǎn)生錯臺、裂縫甚至斷板與地基的這種較大的不均勻沉陷有關(guān)。有的地段雖不屬軟基,但由于排水不暢, 積水難以迅速排走,從而引起地基下的干濕循環(huán)效應(yīng),導(dǎo)致不均勻脹縮變形, 這也易引起不均勻沉降。在膨脹土路段,這種堤身下陷更加明顯。路堤的不均勻沉陷對水泥混凝土路面危害十分嚴重, 由于混凝土面板幾乎坐落在路基和基層、墊層組成的“浴盆”之中,一旦路堤不均勻沉陷,在面板下會形成不均勻支承,出現(xiàn)脫空,水會通過面板的接(裂)縫滲入其中,在行車荷載的反復(fù)作用下不斷地沖刷和淘空, 最后形成淤泥、錯臺、斷板等現(xiàn)象。這不僅影響行車舒適性,也會使路面使用壽命下降,增大了養(yǎng)護維修費用, 而且養(yǎng)護維修又不可避免會影響干擾交通,從而使運營效率降低。
2.2路基邊坡破壞
高速公路沿線路基邊坡破壞的主要類型有剝落、破碎、滑坍、崩坍、塌坍、泥流、滑坡等。剝落是路塹邊坡表土或風化巖面在干濕循環(huán)、冷熱循環(huán)和鹽分的搬運遷移引起鹽脹和風化等作用下, 使得零碎薄層成片從邊坡坡面滑落的現(xiàn)象。碎落主要是脹縮、水的侵蝕與沖刷以及車輛等引起的震動使得塊狀碎屑滾落下來的現(xiàn)象。這些剝落物落入邊溝, 會影響排水, 甚至妨礙交通暢通。這兩種病害在路塹邊坡中均較常見�；峭馏w或巖體沿一定滑動面向下滑動現(xiàn)象, 主要原因是坡體有傾向公路的軟弱構(gòu)造面或夾層,在施工擾動、水的沖蝕作用下, 使其平衡破壞, 出現(xiàn)滑動。崩坍主要指陡峻斜坡上的巨大巖體或土體脫離母巖, 突然而迅猛地由高而下傾倒、翻滾、崩落的現(xiàn)象�；率菐r體整體下滑現(xiàn)象, 其危害和嚴重性較前面幾種更加厲害, 破壞性更大。此三類病害有可能毀壞公路,破壞交通設(shè)施, 使交通中斷, 嚴重影響行車安全。路堤邊坡的變形和破壞與施工、養(yǎng)護及集中降水都有關(guān)系。有些高速公路, 雨量集中, 路面匯水量大,這些水體若對路堤邊坡形成直接沖刷, 破壞性是十分明顯的。雖然沿線許多路段路面都采用了集中排水形式, 但要注意各排水設(shè)施間的銜接, 否則危害更大。如急流槽的出口處防滲加固措施不力, 極易形成集中沖刷, 導(dǎo)致邊坡坡腳的淘空, 使邊坡失穩(wěn)滑坍, 甚至使整個道路中斷。
2.3排水設(shè)施破壞或失效
高速公路沿線排水設(shè)施的破壞, 主要集中體現(xiàn)在邊溝因邊坡剝落等原因而淤積阻塞;排水溝渠因溝底縱坡不當而出現(xiàn)沖刷或淤積;溝底加固被水沖刷后失效而使得水下滲淘空:各種排水設(shè)施的銜接處脫節(jié), 使排水系統(tǒng)不完整等。另外,一些設(shè)在平原微丘區(qū)的路段, 排水設(shè)施同農(nóng)田水利設(shè)施交叉干擾很大, 有時會導(dǎo)致公路排水設(shè)施的人為破壞。地下水易引起巖溶、管漏、濕陷、次生鹽漬化、路基含水量增大、邊坡滑坍等病害, 而地下排水設(shè)施因隱蔽性而難于檢修, 因此, 要保證地下排水設(shè)施設(shè)計位置合理、形式正確, 同時要嚴格保證其施工質(zhì)量, 使其牢固可靠。
3.路基工程施工技術(shù)探討
排除了自然因素的破壞,就要加強人為的防護。對于高速公路的路基的破壞成因,要想減少損失,就要從起因抓起:
3.1軟土路基技術(shù)的保障
(1)路基換填法。淤泥及軟土厚度小于2m時,在路基施工范圍內(nèi)可將淤泥、軟土全部挖除,使路堤筑于基底或換填滲水性強的土層上。
(2)強夯法。對于飽和度較高的粘土或淤泥質(zhì)土路基,強夯法處理的效果不明顯,但近年來國內(nèi)相繼采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石、砂或其他顆粒材料,通過夯擊排開軟土,從而在地基中形成塊(碎)石墩,稱為強夯置換法。
(3)土工布軟基處理法。當路基的土體松軟、土壤潮濕、地下水位高時,以土工布攤鋪底層,并拉向邊坡作防護,有利于排水,使荷載均勻分布從而加強路基的穩(wěn)定。在高填土路堤,可適當分層使用土工布,加強路堤剛度。與砂墊層配合使用效果更好。
3.2排水設(shè)施的設(shè)置與維修
路基受水的影響最明顯也最敏感, 路基的變形特性和強度特性都與含水量有關(guān)。而路基的強度變形特性又會影響路面結(jié)構(gòu)的強度、剛度、穩(wěn)定性和表面平整性等, 因而為使路基處于良好的工作狀態(tài), 最好的辦法就是設(shè)置良好的排水系統(tǒng), 并經(jīng)常性進行養(yǎng)護與維修, 以保證排水通暢。
4.結(jié)語
公路路基是路面的基礎(chǔ),路基的強度與穩(wěn)定性是保證路面強度與穩(wěn)定性的基礎(chǔ)條件。其穩(wěn)定性在很大程度上受當?shù)刈匀粭l件的各種因素影響,如地形、氣候與水文地質(zhì)等,同時影響路基穩(wěn)定性的還有人為因素,如荷載作用、路基結(jié)構(gòu)、施工方法、養(yǎng)護措施等。路基施工技術(shù)難度不大,但工藝比較復(fù)雜。在施工中會遇到各種各樣不同的環(huán)境條件的制約,只要始終堅持技術(shù)標準,注意加強施工管理,強化質(zhì)量意識,就一定會提高路基路面的耐久性。
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