高望將 李正元
摘 要:為確保非洲公路工程項目路基工程質(zhì)量,規(guī)范路基施工作業(yè)程序,根據(jù)西非熱帶雨林地區(qū)路基工程的施工特點和筆者自身的施工經(jīng)驗對路基石方填筑施工技術(shù)進行了詳細的闡述,限于水平和經(jīng)驗,加之時間比較倉促,不足之處在所難免,懇請批評指正。
關(guān)鍵詞:西非熱帶雨林地區(qū);石方填筑路基;施工
1 西非熱帶雨林地區(qū)的環(huán)境特點
河灘沉積和湖相沉積軟土厚度一般小于20m,湖相沉積也有厚達100m以上的。丘陵谷地相沉積,山間洼地的軟土厚度為7~10m,靠山邊淺,谷中心深,具有較大的橫向坡。
軟土地帶一類是粘土或粉土顆粒含量較高的軟弱土,另一類是孔隙率大的有機土、泥炭、松砂組成的土層,地下水位高,受荷后產(chǎn)生沉降甚至滑移,影響路基和構(gòu)造物的穩(wěn)定。
西非熱帶雨林地區(qū)填筑路堤要解決兩大問題:一是過大的沉降和變形;二是路基的穩(wěn)定性。軟土地基條件較差的地方有:軟弱堆積層很厚的地方;半挖半填處;軟土層基底傾斜度大的地方,路堤發(fā)生滑動破壞的危險性很大。
2 西非熱帶雨林地區(qū)填石路基處理方法
2.1 填石路基的水中施工
沿海、湖、河、池岸邊或穿過水域修建石方路基,當(dāng)為砂質(zhì)地基或厚度在10m以內(nèi)的薄層軟土,施工水位以下填石,在無法排水的情況下采用豎向填筑法逐步向前推進。
用于水中填筑的石料必須是抗壓強度小于30MPa不易風(fēng)化的開山片塊石,嚴(yán)禁風(fēng)化巖石和浸水后容易崩解的巖石混入填料中去。水中施工選用粒徑不小于30cm的大片石和塊石進行豎向填筑,按路線中線在路基全幅范圍自中間向兩側(cè)沿水面邊緣傾填,采用大型推土機(≥180馬力)碾壓,以形成運輸通道。
沿路基橫斷面方向,人工拋填和機械推運相結(jié)合,當(dāng)塊片石填至水面以上0.5m,采用大型推土機來回碾壓,強力將片石擠入軟土層,并重復(fù)拋填片石回填沉落部分,繼續(xù)強力碾壓至無明顯下沉為止。
以凈重16t以上的振動壓路機碾壓填筑層片石,每層碾壓12遍,盡量選擇壓實功能大的振動壓路機進行強振。
按上述方法,逐段向前推進,填筑過程要保證路基的設(shè)計寬度。
水下豎向填筑全部完成以后,在碾壓好的大片石上,以小片石和石渣嵌縫填隙,該層位高出水面50cm。其上封填天然級配砂礫石反濾層,此砂粒層填厚度為15cm。
在砂礫墊層上,按中樁樁距每20m在橫路基方向左、中、右三處布設(shè)沉降觀測點,分級加載,按水平分層填筑實施。加載沉降每日觀測,在沉降量小于2cm的情況下繼續(xù)加載填筑。
砂礫墊層以上的各施工層,在石料豐富地區(qū),可繼續(xù)分層填石。對于軟土層較差的路堤填筑,當(dāng)每日填筑厚度有限制(如5cm/d)的情況下,宜用合符規(guī)范要求的土分層填筑。
為盡量減少豎向填筑厚度,施工時盡量選擇枯水季節(jié)。在水庫、堰塘填筑路堤,應(yīng)盡量排水減少水深,增加施工水位以上的分層填筑范圍,至少應(yīng)滿足路槽底面以下105m厚度實施分層壓實法施工。
2.2 山間谷地軟土層填石路基
山間谷地軟土分部特點,由于自山邊向谷中心形成較大的橫向坡度,軟土厚度由淺及深,最大厚度可達10m以上。這種傾斜坡度的軟弱堆積層,又是半挖半填的路基設(shè)計,于公路路堤是最不利的,在設(shè)計選線中應(yīng)堅決避免,路基一側(cè)臨山、一側(cè)臨近谷地的水塘邊緣填方路堤發(fā)生滑動破壞的危險極大。設(shè)計上的處理方法有兩種:一是靠山的全挖方路基,避開低處的軟土層;一是將填方路基置于谷地軟土帶最低處,按軟土地基常規(guī)設(shè)計和施工路堤,谷地兩側(cè)是相對位置較高的山坡,根本上排除發(fā)生谷地中路堤滑移的情形。因此,設(shè)計時應(yīng)盡量避開軟土傾斜地基,工程技術(shù)人員可以從地形地貌和水、土分布上來進行觀察,也可以觸探儀器進行地質(zhì)勘探。當(dāng)公路路線無法避開時,應(yīng)將低位一側(cè)軟土進行處理,施工水泥攪拌樁或水泥粉噴樁對軟土進行加固,或?qū)⒌偷囊粋?cè)軟土進行開挖置換,以片塊石回填在好的的地基上,應(yīng)比軟土層高出50cm以上,其上部再以小粒徑石質(zhì)填料進行分層壓實法施工。
2.3 開挖置換法
使用挖掘機械和疏浚機械將地基表層的軟弱部分挖棄清除,以優(yōu)良的滲水性材料回填,用碾壓機械進行分層壓實,對地基進行改良。上部按填石路基的方法填筑。
當(dāng)?shù)鼗韺榆浲梁穸仍?m左右,將軟土層全部挖棄,然后以石質(zhì)材料或礦渣、粉煤渣等回填;當(dāng)?shù)鼗^弱,層厚度較厚時,僅將表層1~3m厚度淤泥換除,換填砂礫或塊片石,其下部的深層軟基視公路等級采用其他方法處理。開挖置換法在干處軟土地帶施工較為方便。水庫、堰塘等處的軟基宜先排水疏干,開挖井字形排水溝將塘底積水引至低洼處全部排除,以利淤泥的挖運作業(yè)。
開挖置換使用的機械,應(yīng)使用裝有履帶的拉鏟挖土機和履帶較寬的濕式推土機,因著地壓力相對較小,在軟弱層上行駛較為方便,海灘、湖邊用以施工作業(yè)可提高生產(chǎn)效率。
2.4 強夯及復(fù)合加固法
2.4.1 強力夯實濕軟地基
強夯法適用范圍:在工程實踐中,對非飽和土夯擊時,能立即引起地基土很大沉降,效果非常明顯。此外,強夯法適用于砂土,含水量低于25%的回填土,塑性指數(shù)等于和小于17或粒徑小于0.005mm占30%以下的表層或淺層粘性土也可采用。
強夯給地基土以強大能量的夯擊,迫使土顆粒重新排列,排除空隙中的水,降低壓縮性,從而提高地基土的強度。
在濕軟地基上按強夯法施工填石路堤,可以將強夯分層填筑厚度作一點調(diào)整,即上部各分層厚度按4~5m一層,靠近地基的第一分層厚度降為2~3m,施以上層相同的能力級強夯,就可以同時起到加固地基的作用。單純的強夯地基,濕軟地帶尤其是飽和軟土強夯,表層宜鋪設(shè)0.5-1.0厚墊層,一方面滿足機械行走和開始夯擊時夯錘不至于下陷太深的需要,另一方面墊層可作為排水層和改善地基土受力條件。強夯處理地基可使土的壓縮性明顯降低,提高承載力,使地基強度趨向均勻,地基深處土得到改善。
2.4.2 強夯擠淤加固法
單純的拋石擠淤使用較多,且有較大的沉降量。采取強夯擠淤加固法,能滿足鋪筑高級路面的要求。對于厚度不大的淤泥層,一般控制在5m以內(nèi),采用片塊石填筑再施以強夯,強迫硬質(zhì)塊片石擠到淤泥底層硬土層上,同時將大部分淤泥擠出,部分淤泥和小石料一起擠入大石塊縫中。待填筑到淤泥層面以上后,按常規(guī)方法填筑路堤。
2.4.3 強夯拌合法
在飽和軟粘土地面用石渣、碎石、礦渣、鋼渣、粉煤灰等任何二種材料鋪設(shè)墊層,厚度0.5~2.0m以夯錘施以高能量的夯擊作用,迫使上部墊層與下伏軟土發(fā)生機械混合,改變軟土性質(zhì),使整體剛度加大,提高基底的承載力,再在其上分層填筑路堤。
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