高寒地区沼泽地带路基下处理施工工法

高寒地区沼泽地带路基下处理施工工法GGG(GGG(A2007-2008李冰林树丰朱仲士张佳鹏张九华

（龙建路桥股份有限公司）1前言随着我国经济的迅猛发展，公路交通运输能力的提升迫在眉睫。许多高等级公路为了减少占地降低工程造价，最大限度的利用原有旧路进行单侧或双侧加宽改造，但是，在旧路利用改造过程中，由于新旧路基的不均匀沉降与变形，特别是高寒地区沼泽地带路基下处理段，很容易造成路面纵横向反射裂缝等问题。绥满公路大庆至齐齐哈尔段一级公路是利用原有二级公路改造工程，利用单双侧路基帮宽，由于大部分路段位于国际级扎龙湿地自然保护区沼泽软基地带，且处于高寒地区，易产生新旧路基不均匀沉降，造成路面纵横向反射裂缝等问题。根据旧路加宽和该路段所处的环境、地质和地理情况等特点，我们开展了地基沉降与路基稳定性分析、路基路面结构的有限元法分析，以及路基土在行车荷载作用下塑性累积变形的探索，找出了有效的技术方法进行施工，经几年的通车验证效果良好。该技术施工方法通过了省交通厅组织的科研课题专家鉴定，认为成果处于省内先进水平，且该工程项目荣获了2006年度国家优质工程银质奖°2工法特点2.1对于全部填筑砂砾的路基，路基填筑的高度越大，自重荷载越大，产生的沉降量也就越大。2.2轻质材料和土工织物对减小路基沉降有明显作用。2.3基底换填透水性材料可以减少高寒地区冬季冻胀现象。2・4基底换填透水性材料和加铺土工织物，可以防止毛细水上升进入路床，有效防止路基水害。3适用范该工法适用于高寒地区现有公路进行改扩建的公路工程沼泽地带路基下处理段施工，新建公路沼泽地带路基下处理段亦可以借鉴此工法施工。4工艺原理：在改扩建的公路工程沼泽地带施工中，通过采用基底换填透水性材料，尽量减少高寒地区冬季冻胀现象；路基填筑轻质材料以减小新修路基的沉降量；以加铺土工织物的方法来增强新旧路基的整体性能，尽量消除新、旧路基的不均匀沉降与变形，并防止毛细水上升进入路床；通过延长自然沉降时间和通过行车载荷预压的方法，使新修路基极早趋于稳定，最终达到减少路面产生纵横向反射裂缝的目的。施工工艺流程及操作要点5」施工工艺流程图:5・1・1基底处理施工工艺框图（如图5・1・1基底处理施工工艺框图（如图5.1-1所示）基底处理施工工艺框图 图5.1・15・1・2土工隔栅施工工艺框图（如图5」・2所示）土工隔栅施工工艺框图图5.1-25.2施工工艺及要点:521路边坡挖台阶设计：根据实地测量，以换填后的透水性材料顶面高出常水位20cm为标准（这样既可以消除路基软化，又可以尽量减少高寒地区冬季冻胀现象），沿旧路面层边缘向下设计台阶。台阶易为横断面长1.5m,高1.0m,第一步台阶高应从路基封层处算起，挖台阶时应向内倾3-4%。522基底处理：5.2.2.1抽水清淤为确保施工质量，先在路基外边缘一定距离（初步估算挖深推算安全距离）修筑围堰，将路基内的积水抽出再进行清淤。清淤时应彻底清除淤泥层，与设计不符时及时与监理、设计单位、业主联系，履行变更手续，增加或减少清淤深度和回填厚度。实际施工时直至挖出土质为淡黄色的亚粘土（含部分细砂），清出的淤泥应整齐的码放在围堰外侧，路基填筑后用于反压护道施工，并观察挖掘机履带在清淤后的底而行走无陷入为控制标准。5.2.2.2回填透水性材料，铺设土工隔栅根据清淤后的实际测量回填深度h确定填筑层数，以回填天然砂砾为宜。由于下处理段清淤后成槽型，水无法排出，施工时应避免大雨天，回填天然砂砾不可用水撼法施工。第一层天然砂砾回填厚度以0.75m至l.Oin为宜，其余各层以压实厚度为0.25m控制。第一层天然砂砾必须用挖掘机布设并初步找平，用120kw湿地式推土机推平并排压3遍以上，并观察推土机履带在回填层行走无陷入为标准，最后再采用双驱动重型振动式压路机碾压至要求压实标准，经检测合格后进行下层天然砂砾回填。倒数第二层天然砂砾检测合格后，铺设土工隔栅，隔栅铺设方向为平行于路线走向。最后一层天然砂砾检测合格后，应马上封一层土，路拱横坡以3%为宜。5.2.3路基填筑5.2.3」填筑材料使用含水量适宜的路基土方进行路基填筑，为加强路床的强度，0〜40cm上路床应使用白灰土进行填筑，生石灰掺入量宜大于6%,有条件的项目建议使用二灰土（石灰+粉煤灰，石灰含量大于10%）o523.2分层填筑每层以压实厚度为20cm控制、填筑时、严格控制含水量、严禁过湿土上路，每层土应做到一次性填筑、碾压合格。523.3铺设土工隔栅在第二个台阶处铺设土工隔栅，该层土以路基封层要求进行控制，确保表面平整密实，这样铺设的土工隔栅既可以防止不均匀沉降，还可以充分防止粉质土的毛细水上升进入路床。524反压护道清淤弃土用于反压护道施工，工程结束后进行绿化，既可以保护路基，减少水害，又可以美化环境。5.2.5路基沉降5.2.5」自然沉降为达到消除新、旧路基的不均匀沉降与变形的目的，施工后的路基必须经过至少一个冻融期的自然沉降后方可以进行路面工程施工。5.2.5.2行车载荷预压新修路基的表而铺筑2.5cm天然砂砾磨耗层，在冬季开放交通，通过行车载荷作用达到预压的效果，使路基及早趋于稳定。6材料与设备：6」主要机械设备（见表6.1-1）主要机械设备表 表6.1-1序号机械名称规格型号单位数量备注1挖掘机Pc300Zx22挖掘机Pc200Zx13装载机ZL50台24推土机T140Zx25平地机PL180台16双驱动振动压路机16BZx17光轮压路机18-21tZs18自卸汽车15t台159经纬仪J2Zp1

10水准仪S3Zx26.2主要材料(见表6.2-1)主要材料表 表6.2-1序号材料名称规格及要求备注1天然砂砾2~5cm的颗粒质量口分率必须在50%以上，含泥暈小于5%2生石灰三级以上3粉煤灰粒徉官在0.001—1.18mm之间，<0.075mm的颗粒含量宜大于45%。烧失量宜V20%,不得含团块、腐殖质及其他杂质。4土工隔栅符合设计要求7质量标准及控制:7.1木工法质量标准必须严格按照如下技术规范的相尖要求控制7.1.1《公路路基施工技术规范》(JTGF10—2006)7.1.2《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1—2004)7.1.3《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)7.1.4《公路工程集料试验规程》(JTGE42—2005)7.1.5《公路路基路面现场测试规程》(JTJ059—95)7・2路基填料最小强度和最大粒径要求按表7.2-1执行。路基填料最小强度和最大粒径要求 表7・2・1填料应用部位路床顶面以填料最小强度(CBR)(%)填料最大粒径(mm)下深度(m)高速公路、一级公路二级公路上路床(0_0•30)86100路下路床(0.30—0.80)54100堤上路堤(0.80—1.50)43150下路堤(>1.50)32150

7.3土质路基压实度满足表7.3-1要求。土质路基压实度标准 表7.3-填挖类型路床顶面以下深度(m)压 实度(％)高速公路、一级公路二级公路上路床0—0.30>96>95路下路床0.30—0.80>96>95堤上路堤0.80—1.50>94>94下路堤>1.50>93>927・4换填砂砾检测项目按表7.4-1进行。换填砂砾检测项目 表7.4-1序号检测项目规定值或允许偏差检杳方法和频率1回填砂砾厚度不小于设计每200m检杳4处2回填砂砾宽度不小于设计每200m检杳4处3反滤层设置符合设计要求每200m检杳4处4压实度(％)90每200m检杳4处7.5原材料进场前进行检测，必须符合规定的质量要求方可使用。7.6每填筑层完成后都要进行现场检测，各项指标合格后方可进行下层填筑。8安全措施:8」应遵照中华人民共和国行业执行标准现行的《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076-95)的要求执行。8.2贯彻落实《安全法沢《建设工程安全生产管理条例》及《中华人民共和国道路交通安全法》，严禁违章操作、野蛮施工。8.3成立以项目经理为第一责任人的OHSMS管理机构，配备专职安全员。贯彻落实“安全第一，预防为主叩勺方针。8.4由于旧路需要保持通车，施工路段必须设置安全警示牌，提醒车辆减速、缓行、绕行，并由专人负责监督、管理，做到井然有序，现场工作人员穿戴醒目的衣帽确保人身安全。8.5自卸汽车以外的其他施工设备严禁在旧路上行使、停靠。8.6自卸汽车在旧路上向路槽内卸透水性材料时，必须有专人穿反光马甲在车辆前后各200m处拦截过往车辆，自卸汽车卸完料驶离现场后再放行过往车辆。9环保措施：9.1应遵照国家现行的有尖环境保护法律，坚持“以防为主、防治结合、综合治理、化害为利’’的原则。9.2减少对湿地的破坏，避免水土流失，保持生态平衡。9.3加强保护自然资源及野生动物的教育，严禁偷猎。9.4清淤弃土用于反压护道，施工结束后进行绿化，既可以保护路基又可以美化环境。10效益分析：10j利用现有旧路进行改扩建可以大幅降低公路工程的造价，大大减少公路永久性占地面积，如果新建24m宽一级或高速公路，以平均填高为3.5m计算，每公里需要大约44500平米永久性占地，而利用现有的12m宽二级公路提升公路等级，每公里只需要增加12000平米永久性占地，可以节省32500平米永久性占地；利用原有旧路可以节省约二分之一的土方使用量。10.2在旧路改造工程中，可以根据此工法，对具体路基特征、道路标准、施工条件、地理情况，以及对周围环境的影响等因素，选择最符合改造目的要求且经济适用的方法进行施工。这样既可以延长旧路改造工程的使用年限，又可以保证工程造价最小化，其经济效益是可观的。10.3采用此工法施工，可以充分减少扩建后的路面纵向反射裂缝的产生，减少公路运营过程中的养护、维修次数，延长大修周期，大幅降低运营成木，可以收到良好的经济效益。10.4采用此工法施工的改扩建工程，可以大大降低公路运营过程中的封道维修次数，收到良好的社会效益。11工程实例：绥满公路大庆（黄牛场）至齐齐哈尔段一级公路单侧帮宽路段长