復(fù)雜地形條件下高速公路軟基處理技術(shù)研究|高速公路地形出車(chē)禍的數(shù)據(jù)
發(fā)布時(shí)間:2020-02-15 來(lái)源: 感悟愛(ài)情 點(diǎn)擊:
本文在分析復(fù)雜地形高速公路軟基處理特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,總結(jié)了軟基處理的基本原則,同時(shí)針對(duì)山區(qū)沼澤淤泥地基、黃土地基、山地軟基分別提出不同的處理措施,方法對(duì)實(shí)際工程施工具有指導(dǎo)意義。
目前,我國(guó)高速公路網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)近十年來(lái)的發(fā)展,已形成一定的規(guī)模。高速公路往往穿越多種地貌單元,地形條件、土層復(fù)雜多變,常規(guī)的地基處理方法顯然無(wú)法滿(mǎn)足復(fù)雜地形條件下高速公路軟基處理要求,因此,根據(jù)地形、土層變化設(shè)計(jì)合理的軟基處理方法和施工工藝是很有必要的。
1.復(fù)雜地形高速公路軟基的基本特點(diǎn)
要穿越復(fù)雜的地形區(qū)域,如山區(qū)溝谷等,區(qū)域的道路基礎(chǔ)受地形地貌,土層結(jié)構(gòu)和氣候降水等自然因素的影響,和平原地區(qū)相比幾個(gè)鮮明特點(diǎn):1)巖土性質(zhì)復(fù)雜。復(fù)雜地形區(qū)域除了巖石外,還有很多不同成因類(lèi)型的土層。這些巖土往往軟硬和分布厚度都不均勻,力學(xué)性質(zhì)差別很大;2)特殊土地基較多。特殊土地基,比如:膨脹土、季節(jié)性?xún)鐾痢r溶等在復(fù)雜條件地形區(qū)高速公路建設(shè)中會(huì)經(jīng)常遇到;3)工程量大。復(fù)雜地形導(dǎo)致地基處理需要進(jìn)行大規(guī)模開(kāi)挖填方等前期施工,工程量大;4)地質(zhì)災(zāi)害頻繁。存在許多不良的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象,如滑坡、塌方、斷層、泥石流等對(duì)給地基處理帶來(lái)困難,直接的或潛在的威脅建筑物和路基,處理不當(dāng)就會(huì)造成災(zāi)難性后果;5)施工環(huán)境特殊。特殊復(fù)雜的地形帶來(lái)的就是交通、電力、供給等方面的限制,影響路基處理的效率,同時(shí)對(duì)處理方法也有一定的局限性。
2.復(fù)雜地形高速公路軟基的處理方法
2.1 陸上爆破擠淤法處理山區(qū)沼澤淤泥地基
對(duì)山區(qū)沼澤淤泥地基的爆破擠淤法處理實(shí)質(zhì)就是拋石擠淤法的改進(jìn)。陸上爆破擠淤法主要內(nèi)容包括爆破方案確定、爆破參數(shù)選取、爆破安全防范以及爆破質(zhì)量控制等方面。
2.1.1 爆破擠淤的基本方法 爆破擠淤的基本方法是在軟基上先填筑一定高度的石方,向石方坡腳軟土內(nèi)部裝入炸藥包。藥包爆炸后,軟土內(nèi)產(chǎn)生部分空腔,并伴有強(qiáng)烈的振動(dòng),擾動(dòng)淤泥體,石方在其自重及振動(dòng)能量作用下下壓,填充空腔同時(shí)向路基外側(cè)擠壓淤泥,從而達(dá)到處理軟土地基的目的。
2.1.2 陸上爆破擠淤法的機(jī)理 中國(guó)科學(xué)院力學(xué)所通過(guò)試驗(yàn)和理論分析對(duì)炸藥在淤泥中爆破和水下擠淤進(jìn)行了研究,并得出了水下爆破擠淤法的工作機(jī)理:炸藥在拋石體前方淤泥中爆炸后,在爆炸空腔壓力及振動(dòng)作用下,拋石體連同水和淤泥形成泥石流向爆坑內(nèi)坍塌,產(chǎn)生泥下石舌;爆后石體斷面較緩,通常坡度為1:3~1:5。
2.1.3 藥量公式 爆破擠淤法的關(guān)鍵技術(shù)是確定一定淤泥厚度下的炸藥用量。采用許連波在《填石排淤法中的爆炸作用》一文中提及的水下爆破擠淤法的藥量公式,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化可表示為:
式中:為淤泥厚度;是石舌長(zhǎng)度;為藥包距離;為裝藥半徑;為大氣壓力;r為淤泥密度。為藥包埋深;
2.2 黃土地區(qū)軟基處理方法
2.2.1 換填換填是最常用黃土地區(qū)軟基處理的方法,該法工藝簡(jiǎn)單,成熟,質(zhì)量容易控制,其有效處理的最大深度一般為3m左右。該法主要思想就是將路地下的全部軟土采用人工或機(jī)械的方法挖除,用強(qiáng)度更高的滲水材料換填,換填的深度由承載力決定。該法適用于地表軟土厚度不太厚同時(shí)地下水水位較深的黃土地區(qū)。具體方法是:將路基表面軟弱土層進(jìn)行挖除,用碎石類(lèi)滲水材料進(jìn)行回填,第一層的厚度控制在50cm左右。然后用重型機(jī)械靜壓密實(shí),待沉降穩(wěn)定后按照正常的施工流程進(jìn)行分層填筑施工。
2.2.2 壓填法 對(duì)于地下水位較高,但軟基的厚度不是很厚的土質(zhì),由于地表承載力有限,同時(shí)受地下水高影響,土層易液化,所以首先要在地表拋填厚度50cm以上的片石,然后在片石上填筑一層50cm厚的碎石。組后使用重型機(jī)械進(jìn)行靜壓。待沉降穩(wěn)定后方可進(jìn)行路基填筑施工。
2.2.3 碎石樁 碎石樁軟基施工處理處理在國(guó)內(nèi)一廣泛采用,施工工藝非常成熟。該方法主要通過(guò)導(dǎo)管向地底灌入碎石,利用振動(dòng)荷載預(yù)沉導(dǎo)管,在壓、擠、振的作用下在地底形成密度較大的碎石樁。其加固液化土層的作用主要表現(xiàn):分擔(dān)地面震動(dòng)的水平剪力;樁體具有排水減壓作用;樁體具有擠密、振密作用。
2.3 換土墊層法處理山地軟基
2.3.1 方法概述 換填法適用于山地條件下高速公路淺基礎(chǔ)處理。由于山地深層土一般為巖石,所以只要清除或挖掉表層軟弱土和飽水土部分,換填成其它性能較好的材料就可以保證地基的穩(wěn)定性。換填法耗用成本低,施工工藝簡(jiǎn)單易操作,材料分布廣泛,可就地取材。
2.3.2 基本原理 該法的基本原理是挖去地基表層軟弱土或不良土,以具有抗侵蝕性的碎石、砂、礦渣卵石、煤渣、素土礫、灰土等壓縮性較小、質(zhì)地堅(jiān)硬、性能穩(wěn)定、強(qiáng)度較高的材料分層充填,并同時(shí)以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動(dòng),使之達(dá)到要求的密實(shí)度,形成良好的人工地基。挖填法主要使用的機(jī)械設(shè)備包括機(jī)械或人工挖土;運(yùn)輸墊層材料;以及墊層的壓實(shí)或夯實(shí)機(jī)械等,使用的主要材包括:碎石、砂、礦渣卵石、煤渣、素土礫、灰土等。
3. 結(jié)語(yǔ)
特殊地區(qū)的軟基處理需要采取特殊的工程措施。目前在高速公路的設(shè)計(jì)和軟基處理的相關(guān)規(guī)定中,還沒(méi)有針對(duì)復(fù)雜地形條件下軟基處理方面的專(zhuān)門(mén)研究。由于復(fù)雜地形條件下軟基的特殊工程環(huán)境,和受限制的施工條件,一般的公路路基處理方法已不能滿(mǎn)足實(shí)際工程需要,因此,需要借鑒、移植其它行業(yè)的軟基處理方法,研究探討其適用性并進(jìn)行技術(shù)改造,設(shè)計(jì)適合本地土質(zhì)及工程地質(zhì)條件的軟基處理方法,為高速公路施工提供有效的地基處理方案。
參考文獻(xiàn)
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[3] 白雙信. 黃土地區(qū)高速公路施工新技術(shù)[M]. 北京:人民交通出版社,2001(5).
。 作者信息:中鐵十九局集團(tuán)第三工程有限公司,遼寧遼陽(yáng)111000 )
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