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高填方路基施工,沉降控制措施

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龙行天下 发表于 2019-7-8 22:46:52 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

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随着高速公路的发展,在建设过程所面临的地形地质条件以及气候条件都更加复杂化,高填方路基大量出现,最大填方高度甚至超过50米。致使路基沉降在公路建设中普遍存在,并引起桥头跳车、路基沉陷、路面早期破损等多种质量病害,直接影响到公路的使用质量和社会效益。因此,我们要更好地了解和掌握路基沉降的原因,搞清路基填筑材料、填筑高度与路基沉降的关系,掌握高填方路基施工段的沉降控制措施。

填方路基特点
一是填筑工程量大,工期长,涉及的填筑问题较多,控制起来比较困难;二是高填方路基填筑较高,要求路基具有良好的边坡稳定性及足够的整体抗压性;三是路堤本身累积沉降大,必须严格控制路堤单位填筑高度的工后沉降要求更为严格 ;四是高路堤的稳定性需要进行专门分析和验证。基于以上特点,路基填筑完毕之后,大约需要一年的时间才能趋于稳定,这是因为路基填筑完毕之后,虽然地基所承受的土压力趋于稳定,但使用过程中除了土压力之外,它还将受到行车及环境等多方面因素的影响。所以,必须经过大约一年的时间才能真正趋于稳定。

高填方路基施工技术
高填方路基施工前,必须进行填筑段试验。作为试验段,控制长度大于 200m。在试验过程中,选择合适的设备类型以及各种参数,进行反复试验。确定工程中的各种设备和参数,便于施工阶段的施工。在施工前必须仔细勘察填方区域,了解其地质和土质情况,尤其是特殊地基,应根据相关规范,对地基进行处理。可先将地面的树木和腐殖质土清除,并排除积水,晾晒、平整,然后采用压路机碾压,直到压实度达到规范要求。运料前,挖方区的填料经试验合格后使用。采用挖掘机或装载机装车,自卸汽车运输到填方区。汽车卸料时,安排专人指挥,按每层 30cm 的松铺厚度计算卸料密度,进行摊铺和整平阶段。然后采用自重 30t 以上大型履带式推土机初步摊平,并在初平后,进行来回碾压,完成初步压实,以利于平地机平整。每层初步平整完成后,再用平地机进行精平,并形成一定的路拱以利于排水。对机械无法到达的边角处,人工找平。
在经过平地机精平后的填层面上,采用振动式压路机碾压。碾压时直线段由两边向中间,小半径曲线段内侧向外侧,纵向进退式进行,横向接头重叠 0.5m ~1.0m,纵向碾压轮迹重叠 0.2m ~ 0.4m,压路机的行驶速度控制在 4km/h 之内。初压时,采用静压,然后改为振动压实,压实遍数均由试验确定。对于边角地带,机械无法进行碾压,可以采用强夯的方式进行处理。以灌砂法为主、贝克曼梁为辅助的方式进行检测。路基进行填筑操作时,必须按相关规范进行土工试验,从而确定土样的密度以及最佳含水率,填层的压实度,必须达到规范要求。如果没有达到,需要进行反复碾压,并对填料的汗水率进行分析计算,确定其值在最佳含水率±2% 的范围。

沉降控制技术措施分析
沉降分析方法:
高填土沉降的内涵主要是路基沉降,具体包括沉降技术和沉降预测。
就现在而言,路基沉降技术和预测的方法有三个类别。
一是分层综合法,即利用规范以及相关标准而计算出路基的最后沉降量,此法应用较多。
二是数值计算法,即利用当前以及成熟的理论,根据不同的土质,构建不同的模型,从而利用计算机来分析计算出各个有限元的沉降量。
三是以实际的沉降资料为基础,进行推算出路基的沉降量,此法具备非常独特的优势,通常在实际工程中,衍生出各种指数曲线法、S 型成长曲线法、时间序列法、双曲线法、线性回归法、灰色预测法、神经网络法及近年出现的小波神经网络法等。基于现场实测数据的沉降预测方法既有它的理论基础,又简单易行、便于操作,结果也往往与实际情况吻合较好。
前两类方法需要很多实际工程来确定,而且在取样过程中难免出现很多干扰因素,导致实际结果与理论沉降量并不呼应。对于高速公路而言,其重要的控制点是预测以及控制工后沉降。在实际施工过程中,必须全面预测和分析路基沉降数据,合理选择施工工艺,强有力地保障路基沉降的稳定是重中之重。
沉降控制技术:
具体施工中,控制沉降必须从施工前抓起。施工前期,必须建立 3~ 4 个观测基点,基点位置必须在沉降范围以外的区域,结合全站仪、水准仪等精密仪器,测量出基点位置的标高及相关基线方位,然后在路基两边,即路堤坡脚处、坡脚以外 2m和 4m 处,对称埋置 3 个观测点,各观测点间距为 200m,这些观测点用钢筋混凝土浇筑成土桩,尺寸大小为 15cm×15cm×150cm。路基填筑前,以全站仪测定好的基点标高和基线方位为基础,作为初始位置,做好详细记录。路基正式浇筑时,以每天进行一次观测为宜。如果测点位移以及沉降数值变化很小时,可采取 3 天测量一次。如果基本没变化,则可10天测量一次,详细记录每次观测的数据。
为了控制沉降,必须在施工过程中把握填层厚度和填筑宽度。当每一层初平之后,必须进行填层厚度的检查。一般而言,填筑的厚度要不能超过 30cm。如果在检查过程中,有超过范围的,必须采取减薄措施。利用推土机进行初铺时,必须控制摊铺的宽度,一般来讲,摊铺的宽度要大于设计宽度,一般大 50cm 为宜,这样可以充分保证路基边缘的压实度。一般而言,强度小而且透水性较差的土,填在下层,相反来说,强度大、土质较好的良性土填在上层。对于填土而言,必须全面保障其压实度,每填完一层,必须由专业人员对压实度进行检测试验,尤其是路基的薄弱环节,必须进行强有力的抽查试验。如果密实度达不到要求时,必须采取相关措施,比如强夯处理等,用以保障路基压实度。在高填土施工过程中,必须做好排水工作。填筑过程中,在填层设置横向的排水坡,坡度控制在 2%~4%,在路基两边设置交错排水沟,间距以 10m~20m 为宜。
快速补强措施:
高填方路基在施工后存在路基下沉及路面不均匀沉降及侧移的隐患,可以拟定采用局部压密注浆处理方案。压密注浆法即浆液在一定压力下,先对原地层空隙、裂隙进行充填,后随压力增大。沿土体最小主应力面进行劈裂,浆液进一步扩散和延伸,最终形成板状和树根状浆脉,与原状土形成复合地基。该工艺既能提高承载力,又具有施工速度快,造价较低的特点。
施工工艺流程为:布孔→钻机就位→成孔→清孔→检测浆液配制→浆液搅拌、检测→疏通管路→检查仪表→注浆器→下止浆塞→分段灌注→灌注结束→封孔→清洗泵体、管路→妥善处理余浆。
高填方路基施工过程中,最为重要的是施工质量的理性控制,尤其是对沉降的控制。地质条件越好,填筑高度越低,沉降越小,反之,路基沉降越大。必须遵循相关标准,提前分析沉降产生的原因,合理利用相关的施工技术,才能充分稳定路基沉降,提高施工水平。

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