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摘 要:高速公路工程是一项专业性强、工期长的工程,在施工的过程中,对施工材料的性能以及混凝土的强度有着较高的要求,而且还需要应用多种施工工艺技术,本文对高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺进行了介绍,希望对相关施工单位有所帮助,提高高速公路工程施工的质量,降低公路出现质量问题的概率。膨胀土路基是高速公路工程中重要的施工项目,需要应用特殊的施工工艺,在施工的过程中,需要保证施工环境的条件达标,要考虑影响施工质量的因素,并采取有效的措施进行防治。
关键词:高速公路;膨胀;路基;施工工藝
膨胀土路基是高速公路工程中的一项难点项目,在施工的过程中需要应用特殊的施工工艺,还要保证施工材料的质量达标。在有的公路工程施工场地存在较多的冻胀土,给施工增加了难度,而且影响了公路的质量。高速公路对施工质量要求比较高,如果施工材料或者施工技术选择不当,则容易引发安全事故。路基施工中如果存在冻胀土,则会延长施工的期限,所以,施工单位需要针对冻胀土制定出有效的施工方案,这样才能提高施工的效率,才能保证高速公路使用的安全性。
1 冻胀土对高速公路工程的影响
冻胀土是一种土质条件较差的土层,在冻胀土环境下进行高速公路工程的施工,具有较大的难度,施工的进度经常会被延误,这主要是冻胀土的特性引起的。首先,冻胀土比较容易受外界环境的影响,其受水分的影响比较大,在吸水后就会发生膨胀,在失水后又会发生严重的干缩。如果施工的环境中存在较多的冻胀土,则对工程有着较大的破坏性。我国土质研究人员对冻胀土的性质进行了研究,主要是对冻胀土的结构以及特性进行了分析,研究人员对冻胀土对路桥工程可能产生的影响进行了分析,对膨胀土的作用机理进行了解释,并对冻胀土的施工方法进行了介绍,针对冻胀土一定要采取具有可行性的操作方法,要针对其特性采取有效的方法进行改善。
2 冻胀土的类型
冻胀土有着多种不同的类型,在制定施工方案时,一定要根据冻胀土的类型,找到最佳的施工方法,施工单位要对施工场地的冻胀土土质进行分类判别,首先需要判断施工区域内的土体土质是否属于膨胀土,如果判定结果为膨胀土,则需要根据其强度找出具有针对性的操作技术。在传统的建筑工程中,很多施工单位对膨胀土都有着良好的处理,施工的质量并没有受到土质的影响。但是如果施工单位没有发现施工场地的土质属于膨胀土,存在判别失误等问题,则会影响施工的质量,会造成施工单位施工方法选择不当等问题,而且会影响工程的质量与安全,会使建设工程存在较大的安全隐患。
膨胀土的分类与判别是一项专业型比较强的工作,我国研究人员在工作的过程中也总结了较多的经验,在判别的过程中,准确率比较高,在判断的过程中,主要采用的是现场定性与室内定量指标结合的方式,需要结合施工场地的实际情况以及土质的特征对其膨胀率进行准确的判定。
(1)裂隙发育,裂隙发育主要有两种情况,一种是光滑面,另一种是擦痕面,在对裂隙进行观察时可以发现,很多裂隙填充的是灰白色或者灰绿色的粘土,而且硬度比较高。(2)多出露于二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘,地形平缓,无明显自然陡坎。(3)常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等。(4)建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合。(5)自由膨胀率大于或等于40%。凡具备以上这些条件的土均可判定为膨胀土,对土质进行判定后,另外还要再对其进行粘土矿物、基本指标、力学强度等全面研究。
3 膨胀土路基的施工工艺
3.1 路基断面。路基断面横坡尽可能大,必要时设防渗层;路肩尽可能宽一些,以利于保持路面下土基内水分的稳定,最好不小于2.0~2.5m;路肩横坡要尽可能大一些,以利于排水;路肩与路面结构层用相同的材料铺砌,以利于保持路幅内土基水分的均匀性,并铺较薄的不透水面层或做防渗处理,以防水分下渗;边沟适当加宽、加深,沟底应在土基顶面以下至少20~30cm,并尽可能离路面结构层远一些;路侧不应种树,特别是不应种生长快、吸水和蒸发量大的树种,如桉树等;若成排种树,其距离应在边沟外侧1.4~1.5倍成长后的树高以外,至少也得是成长后的树高以外,但不得小于5m。
3.2 路基高度。根据膨胀土风化作用后可能出现湿胀干缩效应的特点,为了避免膨胀土高路堤后期产生很大的沉陷量,则膨胀土路堤不宜过高,一般宜控制在3m以内;如超过3m则须考虑沉降稳定问题;如超过6m还须考虑预留沉降量和路基的加宽。
3.3 路基排水。路基排水设施对膨胀土路基的稳定尤为重要,所有排水设施均应精心设计,要做好路基地面排水工程,使排水通畅,防止地表水下渗,浸润土质。所有地面排水沟渠,尤其是近路沟渠均应铺砌和加固,防止冲刷渗漏。边沟应比一般地区适当加宽加深,路堑边沟外侧应设平台,保护坡脚免遭水浸,并防止剥落物堵塞边沟。堑顶设截水沟,以防水流冲蚀坡面和渗人坡体,截水沟纵坡应利于排水。对于台阶形高边坡应在每一级台阶内设截水沟以截排上部坡面水,且在截水沟与坡脚之间设一定宽度的平台以利坡脚稳定。另外还要注意防止基底蒸发失水引起膨胀土干裂收缩。
3.4 路堑。路堑施工前,应先进行截、排水设施的施工,将水引至路幅以外;边坡施工中,宜采取临时防水封闭措施保持土体原状含水量;挖方边坡不要一次挖到设计线,沿边坡预留厚度30~50cm一层,待路堑挖完时,再削去边坡预留部分,并立即进行加固和封闭处理;宜用支挡结构对强膨胀土边坡进行防护,支挡结构基坑应采取措施防止暴晒或浸水。膨胀土地区的路堑,高速公路、一级公路的路床应超挖30~50cm,并立即用粒料或非膨胀土分层回填或用改性土回填,按规定压实,其他各级公路可用膨胀土掺石灰处治。
4 施工注意事项
由于膨胀土的特殊地质特性,使其在遇水后膨胀,而在失水后收缩,这对于对路基稳定性要求很高的高速公路建设来讲,是具有很大的施工难度的。为了能够更好的对膨胀土地区进行高速公路路基施工,且能够最大程度的保证其施工质量,笔者认为在施工中应当格外注意以下几方面问题:
(1)在膨胀土地区进行路基施工时,需要对其进行掺灰处理,并且掺灰后的土填料的涨缩总率最好为零,这样才能最大程度的减少膨胀土特性对路基的影响。(2)在膨胀土路基的外层,包括两边边坡和路基顶部都需要采用其他适宜的土料作为封层,当然也可以加铺一层土工布,使其成为包心填方,这样能够减小膨胀土对路基负荷能力的影响。(3)作为路基填料的膨胀土不可含有太过水分,一般含水量不应超过3%。并且在施工中应当尽量避免在雨季施工,且要做好施工现场的排水设施。
结束语
本文对高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺进行了介绍,在施工的过程中,如果施工场地存在较多的冻胀土,则会给施工带来较大的难度,施工单位必须针对冻胀土找出应对的措施,要保证施工的质量以及安全,还要对冻胀土的质量进行有效的控制,这样才能提高公路建设的水平。工程监理人员也要对施工的质量进行监管,发现施工质量不合格或者不达标,必须通知施工单位进行维修或者重建。
参考文献
[1]苗鹏,肖宏彬,范志强.不同初始条件下的南宁膨胀土胀缩应变试验研究[J].公路工程,2008(2).
[2]陈茂军,刘兴柱,赵霞.膨胀土路基处理的实践与探索[J].科技信息(科学教研),2007(29).
[3]柳莉,鲁玉芬,开明,朱毅.高速公路膨胀土地段路基施工技术[J].露天采矿技术,2006(1).
[4]杨果林,王永和.不同气候条件下膨胀土路基中温度变化规律试验[J].水文地质工程地质,2005(3).
关键词:高速公路;膨胀;路基;施工工藝
膨胀土路基是高速公路工程中的一项难点项目,在施工的过程中需要应用特殊的施工工艺,还要保证施工材料的质量达标。在有的公路工程施工场地存在较多的冻胀土,给施工增加了难度,而且影响了公路的质量。高速公路对施工质量要求比较高,如果施工材料或者施工技术选择不当,则容易引发安全事故。路基施工中如果存在冻胀土,则会延长施工的期限,所以,施工单位需要针对冻胀土制定出有效的施工方案,这样才能提高施工的效率,才能保证高速公路使用的安全性。
1 冻胀土对高速公路工程的影响
冻胀土是一种土质条件较差的土层,在冻胀土环境下进行高速公路工程的施工,具有较大的难度,施工的进度经常会被延误,这主要是冻胀土的特性引起的。首先,冻胀土比较容易受外界环境的影响,其受水分的影响比较大,在吸水后就会发生膨胀,在失水后又会发生严重的干缩。如果施工的环境中存在较多的冻胀土,则对工程有着较大的破坏性。我国土质研究人员对冻胀土的性质进行了研究,主要是对冻胀土的结构以及特性进行了分析,研究人员对冻胀土对路桥工程可能产生的影响进行了分析,对膨胀土的作用机理进行了解释,并对冻胀土的施工方法进行了介绍,针对冻胀土一定要采取具有可行性的操作方法,要针对其特性采取有效的方法进行改善。
2 冻胀土的类型
冻胀土有着多种不同的类型,在制定施工方案时,一定要根据冻胀土的类型,找到最佳的施工方法,施工单位要对施工场地的冻胀土土质进行分类判别,首先需要判断施工区域内的土体土质是否属于膨胀土,如果判定结果为膨胀土,则需要根据其强度找出具有针对性的操作技术。在传统的建筑工程中,很多施工单位对膨胀土都有着良好的处理,施工的质量并没有受到土质的影响。但是如果施工单位没有发现施工场地的土质属于膨胀土,存在判别失误等问题,则会影响施工的质量,会造成施工单位施工方法选择不当等问题,而且会影响工程的质量与安全,会使建设工程存在较大的安全隐患。
膨胀土的分类与判别是一项专业型比较强的工作,我国研究人员在工作的过程中也总结了较多的经验,在判别的过程中,准确率比较高,在判断的过程中,主要采用的是现场定性与室内定量指标结合的方式,需要结合施工场地的实际情况以及土质的特征对其膨胀率进行准确的判定。
(1)裂隙发育,裂隙发育主要有两种情况,一种是光滑面,另一种是擦痕面,在对裂隙进行观察时可以发现,很多裂隙填充的是灰白色或者灰绿色的粘土,而且硬度比较高。(2)多出露于二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘,地形平缓,无明显自然陡坎。(3)常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等。(4)建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合。(5)自由膨胀率大于或等于40%。凡具备以上这些条件的土均可判定为膨胀土,对土质进行判定后,另外还要再对其进行粘土矿物、基本指标、力学强度等全面研究。
3 膨胀土路基的施工工艺
3.1 路基断面。路基断面横坡尽可能大,必要时设防渗层;路肩尽可能宽一些,以利于保持路面下土基内水分的稳定,最好不小于2.0~2.5m;路肩横坡要尽可能大一些,以利于排水;路肩与路面结构层用相同的材料铺砌,以利于保持路幅内土基水分的均匀性,并铺较薄的不透水面层或做防渗处理,以防水分下渗;边沟适当加宽、加深,沟底应在土基顶面以下至少20~30cm,并尽可能离路面结构层远一些;路侧不应种树,特别是不应种生长快、吸水和蒸发量大的树种,如桉树等;若成排种树,其距离应在边沟外侧1.4~1.5倍成长后的树高以外,至少也得是成长后的树高以外,但不得小于5m。
3.2 路基高度。根据膨胀土风化作用后可能出现湿胀干缩效应的特点,为了避免膨胀土高路堤后期产生很大的沉陷量,则膨胀土路堤不宜过高,一般宜控制在3m以内;如超过3m则须考虑沉降稳定问题;如超过6m还须考虑预留沉降量和路基的加宽。
3.3 路基排水。路基排水设施对膨胀土路基的稳定尤为重要,所有排水设施均应精心设计,要做好路基地面排水工程,使排水通畅,防止地表水下渗,浸润土质。所有地面排水沟渠,尤其是近路沟渠均应铺砌和加固,防止冲刷渗漏。边沟应比一般地区适当加宽加深,路堑边沟外侧应设平台,保护坡脚免遭水浸,并防止剥落物堵塞边沟。堑顶设截水沟,以防水流冲蚀坡面和渗人坡体,截水沟纵坡应利于排水。对于台阶形高边坡应在每一级台阶内设截水沟以截排上部坡面水,且在截水沟与坡脚之间设一定宽度的平台以利坡脚稳定。另外还要注意防止基底蒸发失水引起膨胀土干裂收缩。
3.4 路堑。路堑施工前,应先进行截、排水设施的施工,将水引至路幅以外;边坡施工中,宜采取临时防水封闭措施保持土体原状含水量;挖方边坡不要一次挖到设计线,沿边坡预留厚度30~50cm一层,待路堑挖完时,再削去边坡预留部分,并立即进行加固和封闭处理;宜用支挡结构对强膨胀土边坡进行防护,支挡结构基坑应采取措施防止暴晒或浸水。膨胀土地区的路堑,高速公路、一级公路的路床应超挖30~50cm,并立即用粒料或非膨胀土分层回填或用改性土回填,按规定压实,其他各级公路可用膨胀土掺石灰处治。
4 施工注意事项
由于膨胀土的特殊地质特性,使其在遇水后膨胀,而在失水后收缩,这对于对路基稳定性要求很高的高速公路建设来讲,是具有很大的施工难度的。为了能够更好的对膨胀土地区进行高速公路路基施工,且能够最大程度的保证其施工质量,笔者认为在施工中应当格外注意以下几方面问题:
(1)在膨胀土地区进行路基施工时,需要对其进行掺灰处理,并且掺灰后的土填料的涨缩总率最好为零,这样才能最大程度的减少膨胀土特性对路基的影响。(2)在膨胀土路基的外层,包括两边边坡和路基顶部都需要采用其他适宜的土料作为封层,当然也可以加铺一层土工布,使其成为包心填方,这样能够减小膨胀土对路基负荷能力的影响。(3)作为路基填料的膨胀土不可含有太过水分,一般含水量不应超过3%。并且在施工中应当尽量避免在雨季施工,且要做好施工现场的排水设施。
结束语
本文对高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺进行了介绍,在施工的过程中,如果施工场地存在较多的冻胀土,则会给施工带来较大的难度,施工单位必须针对冻胀土找出应对的措施,要保证施工的质量以及安全,还要对冻胀土的质量进行有效的控制,这样才能提高公路建设的水平。工程监理人员也要对施工的质量进行监管,发现施工质量不合格或者不达标,必须通知施工单位进行维修或者重建。
参考文献
[1]苗鹏,肖宏彬,范志强.不同初始条件下的南宁膨胀土胀缩应变试验研究[J].公路工程,2008(2).
[2]陈茂军,刘兴柱,赵霞.膨胀土路基处理的实践与探索[J].科技信息(科学教研),2007(29).
[3]柳莉,鲁玉芬,开明,朱毅.高速公路膨胀土地段路基施工技术[J].露天采矿技术,2006(1).
[4]杨果林,王永和.不同气候条件下膨胀土路基中温度变化规律试验[J].水文地质工程地质,2005(3).