粉性土地區(qū)修建高速公路的幾點措施

程遠志

摘要:文章主要對安徽省泗洪至許昌高速公路在建的亳州段、擬建的淮北段部分路段出現(xiàn)的粉性土情況做出了分析及對策措施。

關(guān)鍵詞:粉性土;高速公路;含水量;排水設(shè)計

中圖分類號:U416文獻標識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)21-0120-01

一、問題分析

根據(jù)以往淮北地區(qū)高速公路建設(shè)經(jīng)驗及后續(xù)服務(wù)中反饋的信息可知,在粉性土地區(qū)修建高速公路主要存在以下問題:(1)由于粉性土黏粒含量低,土顆粒黏聚性差,施工時碾壓不易成型,干時易被壓碎,揚塵大,浸水時很快濕透,易成流體狀態(tài),粉性土的毛細水上升高度大,容易使路基產(chǎn)生水分積累;(2)用粉土填筑的路基邊坡水穩(wěn)定性差,再加之粉土中不易生長植被,造成粉土邊坡耐水流沖蝕的能力低,降雨所形成的路面水流流經(jīng)邊坡時對邊坡產(chǎn)生強烈的沖蝕,長期的沖蝕使邊坡表面沖槽遍布,支離破碎,從而直接影響邊坡的穩(wěn)定性;(3)沖刷造成的邊坡土顆粒隨水流失,流失的土體最終都淤積在路側(cè)邊溝內(nèi)或涵洞中,而影響路基排水,導致排水不暢;(4)粉性土的工程地質(zhì)性質(zhì)較差,結(jié)構(gòu)松散、內(nèi)聚力較小,飽水時觸變性大、地基承載力低,含水量較小時易變形等典型特性,而根據(jù)規(guī)范選取的地基承載力、變形模量等指標與實際情況差異較大,安全、經(jīng)濟、合理地選取構(gòu)造物類型與地基的加固處理方法也是粉性土地區(qū)修建高速公路的關(guān)鍵難點之一。

二、對策措施

1.加強對粉性土地質(zhì)的調(diào)查與試驗研究,對粉性土的物理性試驗、改良方法及改良后的力學性質(zhì)如重型擊實試驗、壓縮試驗、無側(cè)限抗壓強度試驗和CBR試驗等進行分析、研究,提出粉性土最適宜的碾壓工藝參數(shù)與壓實控制指標,為粉性土路基填筑設(shè)計與施工提供理論與試驗依據(jù)。

2.用粉性土填筑距路床頂面1.5m以下填方(96區(qū))時,將施工含水量控制在擊實試驗確定最佳含水量-1%～+2%范圍,并通過試驗段確定壓實機具、碾壓遍數(shù)、作業(yè)時間等,實施時嚴格按照施工工序操作。實踐證明是可以保證壓實要求。當土源受地下水影響,含水量過大時,可通過摻灰處理方案,將含水量調(diào)整至最佳含水量范圍。

3.當路基附近無合適土源,需用粉性土填筑路基時,需摻加一定的無機添加劑,對粉性土進行穩(wěn)定,確保達到填筑質(zhì)量。粉性土穩(wěn)定方案有石灰穩(wěn)定、石灰粉煤灰穩(wěn)定、水泥石灰粉煤灰綜合穩(wěn)定等。結(jié)合本項目土質(zhì)實際情況、沿線筑路料場分布及方案經(jīng)濟方面,以摻3%～5%石灰為主要粉性土改善方案;但在粉煤灰儲量豐富、運距合理路段采用石灰、粉煤灰綜合穩(wěn)定。

4.考慮粉性土地區(qū)路堤邊坡抗沖刷能力較差的特點,我們將有針對性地采取生態(tài)防護措施,提高邊坡抗沖刷能力。主要著重解決邊坡早期抗沖刷和路面排水問題。主要措施有以下:

(1)沿線土地資源珍貴,排灌體系較完整,從保證路基穩(wěn)定和減少水土流失,以及工程實際情況和環(huán)境的特殊要求,對路基、路面綜合排水進行了系統(tǒng)設(shè)計。全線通過設(shè)置縱向排水溝、橫向排水溝、縱向涵等排水構(gòu)造物形成一個完整的排水系統(tǒng)。工程建設(shè)盡可能不改變原有水系。

(2)采取路面集中排水設(shè)計,通過在土路肩設(shè)置匯水槽攔截路面匯水,再利用邊坡急流槽將路面水直接引入邊溝,來保護路堤邊坡及減少路基圬工防護工程,本方案美觀性強、生態(tài)效益顯著,與自然和諧統(tǒng)一,融為一體,體現(xiàn)了“舒適、環(huán)保、以人為本”的設(shè)計理念,同時造價相對較低,施工方便。

(3)在施工過程中采用可降解塑料薄膜作集水漕、泄水槽臨時集中排水方式,將施工過程中的匯水及時排出,該方案施工工藝簡單,工程造價低,在草灌長成前,起到了較好的集中排水防沖刷的功能,并且采用可降解性薄膜,屬臨時性措施。

(4)針對本項目內(nèi)澇地段,在路堤采用漿砌片石矮腳墻加固坡腳,使路堤避免水毀破壞,同時可收縮坡腳,減少占地。

(5)采用新型環(huán)保的固土材料。如多邊形立體植被網(wǎng),可有效保護土壤表面植被,改善草種的生態(tài)環(huán)境,防止水土流失。

5.通過現(xiàn)場原位試驗成果與各點鉆孔資料的對比分析,總結(jié)出各種分布類型的粉性土地基承載力,與按規(guī)范選定地基承載力值等相關(guān)數(shù)據(jù)的差異規(guī)律性,在此基礎(chǔ)上,通過計算,能夠準確、經(jīng)濟、合理地設(shè)置公路小型構(gòu)造物。