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1、精选优质文档-倾情为你奉上公路施工中加筋技术施工工艺及质量控制 摘要对公路建设中加筋技术的工作原理,分析公路工程建设中的应用状况,并结合国外加筋技术的发展情况,探讨当前加筋技术在我国公路工程建设中存在的主要技术问题,指出加筋技术的施工工艺及质量控制要点。 关键词加筋技术;施工技术;应用 中图分类号U4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0076-02 1路堤加筋 路堤加筋的主要作用在于提高路堤的稳定性、减小并控制不均匀沉降,路堤加筋的基本工作原理是利用加筋材料能承受拉力的特点,通过土与加筋材料之间的摩擦力形成抗滑力,从而提高路堤的稳定性,并通过加筋材料提高路堤的整体性,
2、均匀分散荷载,减小不均匀沉降。用于路堤加筋的土工合成材料可采用土工格栅、土工织物、土工网。所选用的土工合成材料应具有足够的抗拉强度,具有较高的刺破强度、顶破强度和握持强度等。 1.1采用加筋技术提高路基稳定性 当路堤的稳定性不足时,可采用土工合成材料加筋,以提高路堤的稳定性。结构形式:提高路基稳定性加筋结构形式的选择,应根据工程具体情况,遵循技术可行、经济合理、施工方便的原则综合比较确定。 1.2设计计算 加筋材料的铺设层数、铺设范围应通过对加筋路堤的稳定计算、土工合成材料锚固长度计算以及平面稳定验算确定。加筋路堤整体稳定性和堤身稳定性验算采用圆弧条分法进行计算,求得安全系数最小值和相应的临界
3、滑动面;当路堤下地基为浅层软弱土层时,还应验算加筋路堤的平面滑动的稳定性,我国设计规范中已建立了一套相对成熟的设计计算方式。 1.3采用加筋技术减小路基不均匀沉降 加筋对路堤的沉降特别是不均匀沉降有一定的减小和调节作用,这在许多工程中都已证实,但基本理论研究还不够成熟,目前还没有建立一套完整的设计计算方法,应用效果较好的主要结构形式如下: 1.3.1软土地基处理 当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时,必须对软土地基进行加固。加固方法常用以下几种: 1)塑料排水板:塑料排水板是带有孔道的板状物体,插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、快捷,应用较为广泛。最大有效处理深度18m。 2)砂
4、井:砂井是利用各种打桩机具击入钢管,或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用,又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层,以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5m时。最大有效处理深度18m。 3)袋装砂井:井径对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井径太小,既无法施工,也无法防止因地基变形而断开失效。因此,现在广泛采用网状织物袋装砂井,其直径仅8cm左右,比一般砂井要省料得多,造价比一般砂井低廉,且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18m。 4)排水砂垫层
5、:排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂层。将水从砂层中排出去。 5)土工织物铺垫:在软土地基表层铺设一层或多层土工织物,可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降,又可以提高地基的承载能力,同时也不影响排水。对于淤泥类高含水量的超软弱地基,在采用砂井及其他深层加固法之前,土工织物铺垫可作为前期处理,以提高施工的可能性。 6)预压:在软土地基上修筑路堤,如果工期不紧,可以先填筑一部分或全部,使地基经过一段时间固结沉降,然后再填足和铺筑路面。最大有效处理深度30m。 7)挤实砂(碎石)桩:挤实砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中,形成较大的密实柱体,提高软土地基的整体抗剪强度,
6、减少沉降。最大有效处理深度20m。 8)旋喷桩:利用工程钻机将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度,通过钻杆旋转,徐徐上升,将预先配制好的浆液以一定的压力从喷嘴喷出,冲击土体,使土和浆液搅拌成混合体,形成具有一定强度的人工地基。最大有效处理深度20m。 9)生石灰桩:用生石灰碎块置于桩孔中形成桩体,称为生石灰桩。最大有效处理深度20m。 10)换土:采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。最大有效处理深度3m。 11)反压护道:反压护道是在路堤两侧填筑一定宽度和一定高度的护道。它利用力学平衡以保持路基的稳定。 1.3.2桥头台背路基填土加筋 台背路基
7、填土采用土工合成材料加筋,主要是利用土工合成材料与构造物之间的铺固力以及与路基填料之间的嵌锁力和接口摩阻力,将结构物与路基填料联为一体,以增强其整体性,减少两者之间的不均匀沉降。加筋材料一般采用土工网或土工格栅,台背填料选用水稳性与压实性能良好的材料,一般选择砾石土、碎石土或天然砂砾填筑。 近年来,随着公路的建设的迅速发展,在防止路堤失稳定、沉降观测控制、软土地基处理技术等方面取得了显著成果。对处理的软土地基用沉降速率作为铺筑路面时间的沉降控制方法控制,使得在软土地基上一次建成高级路面的关键技术问题得到了解决。 1.3.3灰土挤密桩 当软土地层含水量过大或过小时,采取灰土挤密桩。含水率过大可往
8、孔内填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分,或快速成孔浇灌或边成孔边下套管,或成孔后下套管;含水率过小,应预先浸湿加固范围内土层,成孔顺序应先外圈,后里圈并间隔进行;对已成孔应防止受水浸湿,且应当天回填夯实;为避免夯打造成缩颈堵塞,应打一孔,填一孔;当桩孔较密,土质松软,应采取间隔跳打夯实。施工中严格按质量评定标准进行抽样检验。 1.3.4轻质材料路堤 用轻质材料填筑路堤可降低对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验,可使路堤自重减轻25%左右。用重型击实试验法测定最大干容重为912kN/m3。硅钻型粉煤灰粘性小,不具塑性,但液限在64%左右,最佳含水量37%41%,有良好的压实
9、性能。粉煤灰路堤边坡表层12m用粘质土包覆,以稳定边坡和利于长草,路床顶面用粗粒上封闭,厚0.30.5m。 1.3.5土工合成材料加固 浅层(一般小于3m厚)的软土地基可采用先在地表铺筑土工布,再填筑路堤,土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用,从而取代常规的置换方法。软土层厚度35m,采用土工布与砂垫层联合处治,排水砂垫层的厚度可由50cm减薄至30cm。也可在路堤下面与地表之间铺设多层土工织物,利用材料的高抗拉强度克服地基的滑动变形以保持稳定,通过控制填土速率,配合超载预压,使地基迅速固结。 2路面加筋 近年来路面结构中采用土工合成材料加筋,在工程实践中得到广泛的应用,路面工程中使用土工
10、合成材料加筋主要是减少或延缓反射裂缝的数量,减少沥青路面的车辙,在半刚性基层沥青路面中还可适当提高(底)基层的疲劳寿命。路面加筋防治裂缝的主要方法有:在路面面层上部采用土工合成材料加筋,减少温度裂缝,加强路面面层,减少车辙,提高路面使用寿命。沥青路面新路施工中,基层已有裂缝,为减少反射裂缝的影响,采用土工合成材料在基层和面层之间进行加筋处理。对于老路补强,桥面及桥头路面铺装、旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土路面中使用土工合成材料加筋处治,可防止反射裂缝。 3加筋土挡土墙结构的特点 加筋土挡土墙结构能得到迅速的发展和应用是由于它具有以下的特点:一组成加筋土挡墙的面板和筋带可以预先制作,在现场用机械
11、分层填筑,这种装配方式的方法,施工简便、快速、并且节省劳力和缩短工期。加筋土挡土墙是柔性结构物,能够适应地基轻微的变形。同时,由于具有一定的柔性,它的抗震动性强,是一种很好的抗震结构物。加筋土挡土墙节约用地,造型美观。加筋土挡土墙造价比较低,加筋土挡土墙与钢筋混凝土挡土墙相比,可节约造价一半;与石砌重力式挡土墙比较,也可节约造价20%以上,它具有良好的经济效益。加筋土挡土墙的工程安全性优越。 3.1加筋土挡土墙的基本结构和原理 加筋土挡土墙是由墙面板、填料、筋带结合而成。在加筋土结构中,由填料自重和外力产生的侧压力作用与面板,通过面板上的筋带连续件将此侧压力传递给筋带,企图将筋带从填料中拉出,
12、而筋带材料又被子填料压住,于是填料与筋带之间的摩擦力阻止筋带被拔出。摩擦力将填料和筋带联结起来,组成一合成体,加上墙面板,即形成一重力式挡土墙。 3.2加筋土挡土墙的材料与构件 3.2.1筋带 筋带的作用是承受垂直荷载和水平拉力作用,并与填料产生摩擦力,筋带必须具有以下特性,抗拉性能强,不易脆断,蠕变量小,与填料之间的摩擦系数大,具有良好的柔性、耐久性并且经济。筋带为带状,国内以采用聚丙烯土工带、钢塑复合筋带、钢筋混凝土带为主,国外广泛使用镀锌钢带。对于高等级公路,从工程安全考虑,应选用钢带和钢筋混凝土筋带。 3.2.2填料 填料是加筋土的主体材料,由它与筋带产生摩擦力。填料应符合土工标准,化
13、学标准和电化学标准。土工标准包括力学标准和施工标准。规定力学标准是为了使填料和筋带之间能发挥较大摩擦力,以确保结构稳定,力学标准主要是确定填料的计算内摩擦角和填料与筋带间的视摩擦系数。施工标准是确保力学标准的重要条件,主要是确定填料的级配和压实密度。 3.2.3面板 面板的作用是防止填料侧向挤出及传递土压力。面板设计应满足坚固、美观以及运输与安装方便的要求,国内常用的面板为混凝土或钢筋混凝土预制件。面板的类型主要有十字型、六边型、槽型、L型及矩形等。加筋土挡土墙的计算。为保证加筋土挡土墙在使用过程中发挥应有的作用,设计时应进行内部稳定计算和外部稳定计算。内部稳定计算包括筋带的强度验算和抗拔验算
14、,外部稳定计算包括挡土墙沿基底滑动验算、基底承载力验算、承载地基与墙后土体的整体滑动验算以及必要时的地基沉降量计算。 4结束语 加筋技术采用材料的范围广泛,其工程应用是一项不断发展完善的新技术。一方面新型材料不断推出,另一方面应用的领域不断扩展,应用的形式在不断更新。 参考文献 1马玉静.加筋土挡墙的应用与发展J.山西建筑,2009,01. 2黄爱民.加筋土挡墙在堤防工程中的应用及推广J.硅谷,2009,03. 3郝智明.加筋土挡土墙边坡的稳定性研究J.安徽职业技术学院学报,2007,02. 作者简介 黄增庆(1977),男,广东高州人,茂名市城建工程监理有限公司工程师,大专,研究方向:公路与桥梁。专心-专注-专业