萬朝暉


摘要：高填方路基相對一般路基而言，具有填筑高度大，填筑難度大，填筑斷面面積大，路堤本身累積沉降大等特點(diǎn)。討論高填方路基快速施工方法，有效減小路基沉降并消除其所帶來的危害是公路建設(shè)領(lǐng)域的一個(gè)重要課題，其研究意義重大。
關(guān)鍵詞：路基  施工 沉降

1高填方路基常用處理方法
1.1排水固結(jié)法
在軟土地基中設(shè)置水平方向的排水系統(tǒng)或在豎向設(shè)立排水系統(tǒng),如袋裝砂井、插置塑料排水板，普通砂井或者利用天然地基土層本身的透水性，在加壓系統(tǒng)的作用下使地基產(chǎn)生固結(jié)沉降使上體強(qiáng)度增長，提高地基承載力，并能有效減小工后沉降。預(yù)壓排水法只適用于加固液限較低的淤泥類軟土。在預(yù)壓排水過程中，從土層孔隙中排出的水主要是自由水，因?yàn)楫?dāng)土體中的含水量低于液限時(shí)，孔隙中的水主要由結(jié)合水組成。所以，當(dāng)土體中的孔隙水降至其含水量接近液限后，孔隙中的水不易繼續(xù)排出，即使在增加填土的高度或延長預(yù)壓時(shí)間，排出的水量也不會(huì)有較大增加。
1.2強(qiáng)夯法
     這種方法適用于多種土性地基，如砂土、碎石土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土和素填土等，具有經(jīng)濟(jì)易行、效果明顯、節(jié)約三材等優(yōu)點(diǎn)。由于軟粘土含水量高，滲透性差，其固結(jié)壓密過程與強(qiáng)度恢復(fù)過程也要比其他土體慢的多，在受到強(qiáng)烈沖擊時(shí)，不能迅速排水，導(dǎo)致孔隙水壓力消散慢，上升快，使坑周土體強(qiáng)度降低，甚至液化。因此，一般認(rèn)為軟粘土地基不宜采用強(qiáng)夯法。
1.3深層攪拌法
     深層攪拌法是利用水泥或水泥漿作為固結(jié)劑，通過特制深層攪拌機(jī)械的傳運(yùn)，在地基深部就地把軟上與固結(jié)劑強(qiáng)制拌和，使其具有較好水穩(wěn)性，整體性，完全滿足強(qiáng)度要求的加固土體。這些加固土體與天然地基形成復(fù)合地基，共同承擔(dān)上部荷載。此法主要適用于淤泥質(zhì)土和含水量較高等軟土地基。
1.4振沖置換法
   這種方法的原理是通過一個(gè)產(chǎn)生水平向振動(dòng)的管狀設(shè)備在高壓水流下邊振邊沖，在軟弱粘性土地基中成孔，再在孔內(nèi)填入碎石等堅(jiān)硬材料制成樁體，使得樁體與原來的粘性土地基構(gòu)成復(fù)合地基，以提高地基承載力，減小變形。這種方法也主要適用于軟粘土地基，碎石樁與周圍軟粘土共同組成復(fù)合地基，大部分荷載將由碎石樁所承擔(dān)。碎石樁承受荷載后產(chǎn)生徑向變形，并引起周圍粘性土產(chǎn)生被動(dòng)抗力。
1.5石灰樁法
     通過機(jī)械或人工成孔，在軟弱地基中填入生石灰摻合料或生石灰塊，利用石灰的吸水膨脹、放熱以及離子交換作用改善樁周土的物理力學(xué)性質(zhì)，并形成堅(jiān)實(shí)的石灰樁復(fù)合地基。從而提高原有地基強(qiáng)度，減小沉降。這種方法主要適用于雜填土、軟粘土地基。
1.6灌漿法
灌漿法是指利用氣壓、液壓或電化學(xué)原理，通過注漿管把漿液均勻地注入地層中以填充、滲透和擠密等方式趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣。經(jīng)一定時(shí)間后，漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結(jié)成一個(gè)強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)新、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性好的“結(jié)石體”此法適用于土粒徑小于0.01 mm的粉質(zhì)粘土、粘性.土、淤泥質(zhì)土。
1.7 高壓噴射注漿法
     高壓噴射注漿法是在灌漿法的基礎(chǔ)上，采用高壓噴射技術(shù)而發(fā)展起來的一項(xiàng)新的地基處理技術(shù)。用工程鉆機(jī)鉆至預(yù)定深度后，通過安裝在鉆桿桿端的特殊噴嘴，向周圍土體噴射粒狀漿材，同時(shí)鉆桿以一定的速度徐徐提升，高壓射流會(huì)破壞周圍的土體結(jié)構(gòu)并與漿液混合，在地基中硬化成一個(gè)固結(jié)體。
2高填方路基填筑施工
2.1合理布土
合理安排稀疏密度和布土位置，提高填筑速度，實(shí)現(xiàn)快速施工。運(yùn)土車輛到達(dá)填筑現(xiàn)場后，前后成行等距離布土。此外，布土?xí)r應(yīng)根據(jù)壓實(shí)機(jī)械的有效壓實(shí)厚度來計(jì)算單位填筑長度內(nèi)的卸車數(shù)量。在攤鋪過程中要根據(jù)土質(zhì)及碾壓機(jī)械等實(shí)際情況確定合適的虛鋪系數(shù)，均勻攤鋪填土。在快速施工過程中，應(yīng)適當(dāng)減小分層填筑厚度，從而提高壓實(shí)質(zhì)量，每層填筑厚度一般為30cm。
2.2壓實(shí)
振動(dòng)壓實(shí)、沖壓補(bǔ)強(qiáng)，采用40T振動(dòng)式壓路機(jī)震動(dòng)碾壓。首遍輕震穩(wěn)壓之后進(jìn)行沖壓補(bǔ)強(qiáng)施工，以提高填土壓實(shí)質(zhì)量，均勻填土的壓實(shí)程度，加速填土的固結(jié)變形，以提高地基承載力。
2.3路基上層穩(wěn)定處理
當(dāng)路基分層填筑至路床以下60~80cm深度時(shí)，要用石灰或水泥對上層填料進(jìn)行穩(wěn)定處理，在路基上層形成80cm厚的石灰穩(wěn)定碎礫石土層。該穩(wěn)定土層能避免預(yù)制構(gòu)件施工期間，施工荷載對路基上層的擾動(dòng)及預(yù)制構(gòu)件養(yǎng)護(hù)用水和雨水的沖刷滲透對路基的破壞。
2.4邊坡防護(hù)
高填方路基邊坡坡面暴露面積大，雨水沖刷和侵蝕常使坡面發(fā)生變形、滑坍和沉降等破壞。一般情況下，坡面防護(hù)多與整個(gè)道路主題工程施工同步進(jìn)行，路面基層和面層的施工一般也在土基施工完成后及時(shí)進(jìn)行，以縮短坡面裸露時(shí)間，減少由于雨水沖刷、下滲等造成水損害的程度。
3高填路基差異沉降模式分析
3.1路基填方壓實(shí)度不足
路基施工前期，大型壓實(shí)機(jī)械無法使用，只能人工進(jìn)行壓實(shí)或采取小型壓實(shí)機(jī)械，導(dǎo)致高填路基底部壓實(shí)度不足，而壓實(shí)度不足或壓實(shí)度不均勻易導(dǎo)致高填方路基出現(xiàn)過大的差異沉降，危害路基使用性能。像山區(qū)高速公路中的“雞爪溝”地形。涵洞等構(gòu)造物附近，為避免因強(qiáng)夯壓實(shí)影響構(gòu)造物穩(wěn)定性，取消強(qiáng)夯等補(bǔ)強(qiáng)措施，往往因壓實(shí)度不均勻而形成差異沉降。此外，施工過程中遇雨天時(shí)，路基積水嚴(yán)重，無法自行排出，使填土軟化，壓實(shí)作用不明顯，使填土強(qiáng)度降低。
3.2路基剛度差異過大
橋頭與路基交接處、橫向半填半挖處、縱向填挖交接處和涵洞等構(gòu)造物處，由于路基剛度相差過大，在路面動(dòng)荷載等綜合作用下，會(huì)引起明顯的差異沉降，導(dǎo)致路面裂縫等病害。涵洞通常為混凝土結(jié)構(gòu)，剛度大，涵洞兩側(cè)路基剛度則很小，往往要設(shè)計(jì)一定長度的過渡段，否則易引起過大差異沉降。
3.3填筑物成分不均勻
山區(qū)高速公路施工過程中，填筑物常常是開挖路塹、隧道產(chǎn)生的棄方。這些物質(zhì)成分差異較大、級(jí)配也相差很遠(yuǎn)，特別是有的回填物具有膨脹性，在路基排水系統(tǒng)局部失效后，水的滲入會(huì)使路面產(chǎn)生脹起，影響行車舒適度，嚴(yán)重的會(huì)使路面破壞。在荷載的長期作用下，回填物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不協(xié)調(diào)沉降變形。柔性路面會(huì)產(chǎn)生局部沉陷，剛性路面可能產(chǎn)生紋裂或局部沉陷。
3.4施工機(jī)械與碾壓工藝方面的原因
在高填方路基填土的施工過程中，應(yīng)按要求配備相應(yīng)的整平、碾壓機(jī)具，并按規(guī)范進(jìn)行操作。若未按要求的壓實(shí)工藝進(jìn)行碾壓，填土的壓實(shí)強(qiáng)度不均勻，壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)定要求，將會(huì)導(dǎo)致路基產(chǎn)生較大的沉降變形。
4路基沉降的控制措施
1）定期觀測路基施工期間的沉降量，在軟土地基段設(shè)置沉降標(biāo)志，保證沉降觀測的精度頻率和指標(biāo)，繪制沉降曲線，分析路基沉降及穩(wěn)定情況。
2）加快軟土地基工程施工，確保路基有足夠的沉降預(yù)壓期。對于采用超載或等載預(yù)壓的路段，預(yù)壓期必須大于6個(gè)月，橋頭至少預(yù)壓3個(gè)月。
3）存在軟土地基的橋頭30m范圍內(nèi)建議設(shè)計(jì)粉噴樁，采用粉噴樁的路段，必須嚴(yán)格控制粉噴樁的施工質(zhì)量。粉噴樁打入持力層后要進(jìn)行超載1m、預(yù)壓3個(gè)月處理，盡可能減少橋頭沉降差，消除或減緩橋頭跳車現(xiàn)象。
4）嚴(yán)格控制粉噴樁每延米水泥用量，所有粉噴樁都必須復(fù)攪，并嚴(yán)格控制復(fù)攪深度及質(zhì)量；加強(qiáng)成樁后質(zhì)量檢測，進(jìn)行單樁靜載試驗(yàn)鉆孔芯試驗(yàn)以檢驗(yàn)樁身的質(zhì)量。并進(jìn)行水泥總量控制。此外，應(yīng)對所有軟土段采用靜力觸探方法測定，確保所有的粉噴樁都必須打入硬土層50cm以上。
5結(jié)語
總之，國內(nèi)高填方路基工程分析研究工作已有了很大的進(jìn)展，但仍有很多實(shí)際工程問題有待于解決，需要將理論研究與實(shí)際的施工結(jié)合才能真正解決高填方路基的沉降問題。
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