(深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司凡口鉛鋅礦,廣東 韶關(guān) 512325)
我國地域遼闊,區(qū)域地質(zhì)條件存在一定差異,不同地區(qū)巖層結(jié)構(gòu)變化較大,因此道路路基的設(shè)計也大為不同。隨著國家道路建設(shè)力度加大,路基設(shè)計在公路修建過程中發(fā)揮的作用越來越重要,甚至影響著整個公路修建過程及其健康狀況。本文就復(fù)雜地質(zhì)條件提出了不同的路基設(shè)計方案,并對路基的健康監(jiān)測作出了闡述與分析。
軟土主要指天然含水率大、具有較大孔隙率、壓縮性和抗剪強度較低的土壤。在地質(zhì)條件復(fù)雜的軟土地基中修建路基,設(shè)計及施工中需要充分考慮填筑物荷載引起軟基破壞而產(chǎn)生的穩(wěn)定性及沉陷問題。因此,需要綜合考慮地質(zhì)條件、地基狀況、公路現(xiàn)狀及其他因素,設(shè)計及施工過程中需遵循一定原則。
1.設(shè)計過程需要滿足環(huán)保、經(jīng)濟效益及人為地理的要求,在此基礎(chǔ)上路基需具有穩(wěn)定性、一定強度,和耐用性。
2.路基選址應(yīng)盡可能遠離水資源豐富的區(qū)域,如池塘、河道、濕地、沼澤及淤泥等,并盡量減少經(jīng)過封閉或半封閉地勢較低的區(qū)域。
3.在施工設(shè)計過程中,首先需要填筑路堤,待材料硬實后,在路基上部修建構(gòu)造物,以此避免路基產(chǎn)生較大的沉陷和水平位移等現(xiàn)象。
4.設(shè)計充足的排水渠道,避免因雨季降水對路基強度及穩(wěn)定性造成破壞。
5.充分考慮因地制宜、方便施工、方便取材及節(jié)省資源等因素,遵循低成本、高效施工的原則。
在道路修建過程中,路基的設(shè)計和穩(wěn)定性監(jiān)測十分重要。路基是路面和軌道的基礎(chǔ),主要修建方式為開挖或填筑。其主要作用是為車輛在道路或軌道的交通安全運營提供必要條件,承載動載荷和靜載荷,并將荷載傳輸?shù)降鼗小?/p>
作為軌道或者路面的基礎(chǔ),路基是經(jīng)過開挖或填筑而構(gòu)建的土工構(gòu)筑物,其根據(jù)建造地理條件的不同分為路墊和路堤兩種形式。路基一般包括本體、防護、排水、路堤及路墊等部分,分為一般路基和特殊路基。特殊路基主要包括軟土壤路基、滑坡路基、泥石流路基、凍土路基及含沼澤路基。
填方路基施工中的原料主要來源于路塹和隧道爆破后的石料,主要包括砂巖和泥巖,兩者最小承載比的強度需滿足規(guī)范要求。根據(jù)已建成高速公路利用泥巖填筑路基施工的實際情況可知,泥巖易于壓實,是一種較好的路基填料,應(yīng)用于路基的各個層位效果均較理想。
通過地質(zhì)詳查資料確定腐質(zhì)及耕植土的厚度,在路堤填筑前一般需要清除0.5m根植土厚度,并采用路基填料回填和壓實,該部分數(shù)量單獨計入清除表土數(shù)量表中。
路基的穩(wěn)定性和水息息相關(guān)。當(dāng)路基穿過含水量較高的地段時,必須采取相應(yīng)措施,盡量避免水的侵蝕和滲漏,以及地面水污染。
針對路堤穿過河溝、水庫及池塘,必須清除明水和淤泥并回填礫石。經(jīng)過水田的路堤,首先需要清除植被、設(shè)置排水溝,無水需要。經(jīng)過水田地段的路堤在清除地表耕植土后,應(yīng)開溝排水,對過濕土層還應(yīng)采取換填或設(shè)置片石盲溝等措施。該工程數(shù)量計入挖淤排水工程數(shù)量或路基路面排水工程數(shù)量表。
在此次設(shè)計研究中,由于該路段沖溝較多、地質(zhì)條件較差,且含水量較高,因此承載力較低、抗剪較弱。該地質(zhì)環(huán)境下填土路基沉陷,不能滿足規(guī)范要求。由于穩(wěn)定性較差,需采用砂礫石盲溝換填砂礫石和塑料插板、碎石樁、水泥攪拌樁等處置措施。一般軟基設(shè)計處治原則如下。
1.淺層軟基處理方式。設(shè)計深片石盲溝;設(shè)計施工采取換填加片石盲溝方式處理;設(shè)計換填土壤另加片石盲溝方式處理。對于挖方軟弱地基段落,根據(jù)軟基深度,采用“換填(或拋石擠淤)+土工格柵”措施處置。
2.深層軟基處理方式。設(shè)計根據(jù)地形、填高、工點靜探參數(shù)等因素綜合考慮,根據(jù)穩(wěn)定性計算結(jié)果,分別采用塑料排水板、碎石樁、水泥攪拌樁等處理措施。
在塑料排水板不能滿足設(shè)計要求、或者深層填土方路基為軟基與涵洞基地的情況下,可以采用碎石樁措施處理。樁體的施工材料可以采用卵石、砂礫石及灰?guī)r碎石,含泥量應(yīng)小于4%,特殊情況下也可以采用沒有風(fēng)化且強度不小于26MPa的砂巖。
在設(shè)計高速公路較高邊坡路基路堤及軟土壤路段的路基時,需要采用不同的設(shè)計方法。動態(tài)設(shè)計以完整的施工圖設(shè)計為基礎(chǔ),并提出對施工方案的特殊要求和監(jiān)測要求,監(jiān)測在小范圍區(qū)域內(nèi)可以采用傳統(tǒng)的測量方法,在路段較長時可以借助GPS和雷達干涉技術(shù)。在整個監(jiān)測過程中,需根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)狀況、施工情況,結(jié)合變形、應(yīng)力監(jiān)測綜合反饋路基健康信息。
軟土路段在完成換填施工后,需監(jiān)測路堤形變,包括水平位移和沉陷監(jiān)測。
軟基位移監(jiān)測的一般原則:針對長度小于100m的軟路基,必須設(shè)置一個監(jiān)測橫斷面;如果軟土壤的路基長度不大于100m,按照設(shè)計要求需設(shè)置不少于兩個監(jiān)測橫斷面;每一個監(jiān)測橫斷面的監(jiān)測點需要大于10個,包括沉降監(jiān)測點4個和水平位移監(jiān)測點6個;路堤的施工過程每鋪設(shè)一層需要監(jiān)測一次位移;路堤完工后,通車期間在前一年半內(nèi)需每月監(jiān)測一次。
在高邊坡路基工程的施工過程中,需嚴格按照施工要求逐級開挖、逐級防護。在上級邊坡防護工程沒有竣工的情況下,不允許開挖下級邊坡工程。施工前必須制定完善的施工安全監(jiān)測體系,確保施工過程中的人員和設(shè)備的安全性,并通過現(xiàn)場監(jiān)測信息進一步完善已有施工方案。
公路修建離不開路基的設(shè)計與施工,地質(zhì)條件的差別會導(dǎo)致公路路基設(shè)計和施工的不同。在實際施工中,需結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H地質(zhì)情況確定設(shè)計和施工方案,以保證公路質(zhì)量。