李志攀
(京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司,北京 100176)
路基是路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),承受由路面?zhèn)鱽淼男熊嚭奢d,路基設(shè)計的是否科學(xué)合理、施工質(zhì)量好壞,直接影響著道路的穩(wěn)定性、安全性、適用性和使用壽命,從而保證道路正常使用功能,對促進(jìn)市政基礎(chǔ)設(shè)施及城市發(fā)展起著非常重要的作用。風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基在自重、路面荷載、雨水沖刷等情況下,容易發(fā)生沉降、變形、坍塌等病害。風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基的沉降很難控制,養(yǎng)護(hù)維修也很困難,在設(shè)計時,分析會引起高填方路基沉降的因素,考慮合理的措施,一次性設(shè)計到位。
道路設(shè)計過程中,填高超過5 m的路段難以保證其施工質(zhì)量,沉降值難以控制。將風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基分級設(shè)計,每一級高度按照5 m控制(亦可可按6 m劃分),最好不要超過三級設(shè)置,亦即高度在15 m范圍。如填方高度超過15 m,有必要進(jìn)行橋梁方案比較確定。
路基邊坡設(shè)計是風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基設(shè)計過程中的重要指標(biāo),邊坡設(shè)計不合理,將影響路基的穩(wěn)定性及道路使用功能,造成滑坡等道路病害。風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基邊坡設(shè)計中,應(yīng)注意以下幾點:(1)經(jīng)過計算,依據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定,結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求及建設(shè)場地地質(zhì)情況,合理選擇邊坡的坡度。(2)針對高填方路段,采用分級放坡的形式,一級最陡坡度控制1∶1.5,二三級坡度變緩,根據(jù)計算及土質(zhì)情況可用1∶1.75,1∶2。一二級、二三級邊坡之間設(shè)置2 m寬平臺,平臺上設(shè)置排水溝,一方面能夠減緩坡度,另一方面加強(qiáng)排水,防沖刷。(3)風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基邊坡防護(hù)可采用植物防護(hù)或采用工程防護(hù)結(jié)合植物防護(hù)方式進(jìn)行邊坡防護(hù);或采用實體護(hù)面墻形式進(jìn)行邊坡防護(hù),防沖刷能力最強(qiáng)。(4)為了充分保證風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基邊坡的穩(wěn)定性,可在最后一級邊坡坡腳位置設(shè)置護(hù)腳擋墻。
針對各級道路,風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基填料選擇大同小異,保證能夠滿足相關(guān)規(guī)范對路基壓實度等指標(biāo)的要求;根據(jù)填料粒徑大小及路面材料承載能力,對于風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基填料的選擇應(yīng)該遵循以下原則:(1)應(yīng)優(yōu)先選用級配較好的礫類土、砂類土等粗粒土作為填料,填料最大粒徑應(yīng)小于15 cm。(2)泥炭、淤泥、強(qiáng)膨脹土、中等膨脹土、弱膨脹土、有機(jī)質(zhì)土及易溶鹽超過允許含量的土等,不得直接用于風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基的填筑。(3)液限大于50%、塑性指數(shù)大于26的細(xì)粒土,不得直接作為風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基填料。(4)不得使用腐殖土、雜填土、廢棄物和其他路基施工規(guī)范禁止使用的病害土體;不得含有植物根系或其他有機(jī)物。(5)填料粒徑應(yīng)小于15 cm。設(shè)計過程中就近取土,利用挖方,填挖平衡,砂性土可作為風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基填料。
結(jié)合風(fēng)電場內(nèi)道路建設(shè)場地工程地質(zhì)情況、填方高度及分級、所選用的填料種類,路基邊坡設(shè)計情況等對風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基沉降量進(jìn)行計算,滿足規(guī)范對路基變形的要求。首先對高填方邊坡及防護(hù)進(jìn)行計算,通常采用整體的極限平衡方法來進(jìn)行分析。根據(jù)邊坡不同破裂面形狀而有不同的分析模式。邊坡失穩(wěn)的破裂面形狀按土質(zhì)和成因不同而不同,粗粒土或砂性土的破裂面多呈直線形;細(xì)粒土或粘性土的破裂面多為圓弧形;滑坡的滑動面為不規(guī)則的折線或圓弧狀。如邊坡計算滿足安全性要求,說明設(shè)計所定坡度及防護(hù)合理,可進(jìn)行下階段設(shè)計工作;如計算未能通過,則重新定義坡度、填料選擇、邊坡防護(hù)措施等條件,直至計算通過。結(jié)合邊坡計算成果進(jìn)行道路高填方沉降量的計算,最主要保證滿足相關(guān)規(guī)范對各等級道路沉降量的規(guī)定,路基容許工后變形量為30 cm(快速路、主干路)、50 cm(次干路、支路)。一般采用基于彈塑性模型方法進(jìn)行計算,結(jié)果在變形范圍內(nèi),如不能實現(xiàn),則要重新進(jìn)行設(shè)計,直至計算通過。
風(fēng)電場內(nèi)道路建設(shè)場地范圍地表水和地下水,對路基的穩(wěn)定和安全具有重要影響,在風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基設(shè)計過程中,地表水對路基的影響更大,路基設(shè)計過程中,完善和加強(qiáng)排水系統(tǒng)的設(shè)計尤為重要。風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基坡腳位置及分級平臺位置設(shè)置排水溝;根據(jù)風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基邊坡防護(hù)種類設(shè)置截水溝、急流槽等排水措施。
特殊地段風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基的處理方案的設(shè)計,應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場的實際情況,采取科學(xué)合理的設(shè)計方案,有效減少特殊地段風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基的處理難度,具體如下:(1)針對風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路基,如自然地面土質(zhì)較好,承載力、含水量等路基指標(biāo)滿足要求,在清除60 cm左右的表土后直接進(jìn)行路基的填筑即可;(2)若存在有人工填土層(雜填土),則必須把其全部清除直至原土層(人工填土層厚度在m范圍左右),然后進(jìn)行路基填筑;(3)若人工填土層較厚(超過5 m),則需要與樁基處理進(jìn)行方案比選,最終確定;(4)如地下水位較高,影響清表,則需要結(jié)合路基淺層片塊石換填(厚度1 m左右)處理之后才能進(jìn)行路基正常填筑;(5)軟土、膨脹土等特殊路段,淺層的換填片塊石,深層的結(jié)合樁基處理措施先行進(jìn)行路基處理后再進(jìn)行路基填筑。以上措施為了避免使道路建成后路基受水的影響產(chǎn)生規(guī)范要求范圍外的變形,引起道路不均勻沉降,損壞路面,縮短道路使用年限。
高填方路段的沉降是無法避免的,只能通過各種措施保證其沉降變形量在規(guī)范要求范圍內(nèi)??稍诟咛罘铰范蔚牡讓印⒎旨墝痈浇O(shè)置雙層土工格柵,保證每一層路基均勻沉降;另每隔1 m必要設(shè)置一層土工格柵,效果更佳;例如可采用50×50 KN鋼塑土工格柵。
近年來,山區(qū)風(fēng)電場內(nèi)道路高填方路段經(jīng)常出現(xiàn),而高填方路段的施工難度較大,施工危險系數(shù)較高,這就對設(shè)計方案的確定提出了更高的要求。只有充分做好前期工作,結(jié)合現(xiàn)場的實際情況,采取科學(xué)合理的設(shè)計方案,才能有效的減少挖填方量,減少對生態(tài)環(huán)境的破壞,確保施工安全和減少施工量。