吐尔孙.托合提 新疆省昭苏垦区吐尔干镇——坡马镇公路支线路基处理方案



     1 工程概况

  工程总概况。新疆草原(沼泽)地区的公路建设由于草原地带地势平坦低洼,谷地宽展,曲流发达,河床比降很小,冷湿的水热环境,使沼泽在草原上分布广、面积大。沼泽地地基松软、变形大,一遇水源,毛细水上升很快,在负温作用下形成严重冻涨,在春融时承载能力急剧下降形成翻浆。加上排水设施不完善,水经常直接渗入路基,使路基处于潮湿状态,降低了路基的强度,在行车荷载的反复作用下,致使路基严重变形,从而到处出现翻浆、沉陷、拥包、坑槽等病害现象。

  新疆兵团农四师昭苏垦区吐干镇(76)团——坡马镇(74团)公路位于新疆伊犁哈萨克自治州昭苏县境内,是连接吐尔干镇、坡马镇的主要道路。该段公路全长60.085km,,其中主线有15km为砂砾石路面,路面宽7~8m,现状道路翻浆、洼坑等病害严重,已严重影响了当地居民出行和当地经济的快速发展。

  1.2 岩土工程分析评价

  工作区位于天山山脉西段,处于中部的山前倾斜平原和特克斯阶地所组成的特克斯盆地,南北高、中间低呈明显的马鞍形地形。本区震动峰值加速度0.20g,地震基本烈度为VIII度。

  拟建公路按其地层结构、岩性、物理力学性质和工程问题分为主线八段、支线三段。该段位于支II段(支K4+000~K10+000),该路段地层为:①低液限粉土,稍密,厚0.7~2.3m,承载力60kPa。②低液限粘土,湿~饱水,可塑~软塑,承载力80kPa。路基土干湿类型属潮湿~过湿型。

  拟建公路沿线地下水埋深变化不大,部分路段0~2.0m不等,局部路段两侧路沟有积水,年变幅0.5~1.0m。由于路基土含水量受地表水的影响,不同季节、不同路段其差异性较大,对路基强度影响较大。

  §2 草原沼泽地区路基修筑现状

  草原沼泽地区的地基有季节性积水和常年积水两种,土质呈黑褐色,含有大量的有机质,结构松散。地基在有水时呈淤泥状态,力学强度低,含水量高,常处于饱和—过饱和状态,在外荷载作用下能产生较大的沉降变形;在比较干燥的季节,有一定的承载力。

  针对沼泽地区地基的特点,前苏联在《沼泥地区的公路设计修筑及养护》中,根据道路技术等级及路面种类,将在沼泽上建筑道路的方法分为以下几类:路堤全部沉落在沼泽底上(全部换填);路堤漂浮在泥炭内(部分换填);③路堤建在垫层上(在地表铺垫层,如圆木排、柴排、树枝排等)。我国目前对于草原沼泽地区的公路修筑无相关规范可循,在公路建设过程中,既有对地基进行处理的实例,也有对地基不进行处理而直接将路基修筑于天然地基上的工程。

  §3 地基处理方案

  地基处理方案分析。由于该段“春季升温缓慢且不稳定,秋季降温迅速,冷空气活动频繁”、“冷季长,寒冷多雾;暖季短,多阵雨,天气变化无常”、“最大冻深140cm,为季节性冻土”。另外,“根据调查,支线K4+000~K8+500段在春季融雪期间,沼泽连片,连牲畜都无法通行”,且该段“路基土具有强冻胀性”。因此,该段采用了浅层处理法中的开挖置换法,其主要依据如下:

  该段地基“最大冻深140cm,为季节性冻土”,且“路基土具有强冻胀性”,按有关规范要求,应予以挖除。

  当地有丰富的碎砾石料,且交通条件较好,可供应该设计段全部换填和填筑用料。

  软土层厚度较薄,且设计公路等级为三级公路,因此宜采用浅层处理法。

  §4 路基防冻

  该段“为季节性冻土”,且 “路基土具有强冻胀性”。

  4.1防冻措施

  防冻措施应从两方面考虑,一是防止水分渗入或滞留在路基中;二是选用不具有冻胀性的土作为路基填料。

  在该段中采取的防冻措施如下:

  1.用级配碎砾石作为路基填料,禁止在原位取土作为路基填料。

  2.用透水性好的砾石料换填原不良土层, 防止不良土层中的水分渗入路基。

  3.在路基和垫层之间设置土工合成材料,防止路基中的细粒土进入垫层。另外土工合成材料还可起到辅助垫层、防止地下水浸入路基的作用。

  §5 施工注意事项

  5.1 软土、沼泽地区路基施工有关注意事项

  施工前的准备工作。软土、沼泽地区路基施工前,应充分作好准备,注意解决可能出现的路基盆形沉降、失稳和路桥沉降差等问题。

  排水与基底处理措施。路堤填筑前,应排除地表水,保持基底干燥,淹水部分应由路中心向两侧填筑,高出水面后,按要求分层并压实。

  填筑路堤用料规定要求。软土、沼泽地区下层路堤,应采用渗水材料填筑;路堤沉陷到软土泥沼中部分,不得采用不渗水材料填筑;其中用于砂砾垫层的最大粒径不宜大于5cm,小于0.074mm的颗粒含量不大于3%,有机质含量不大于1%,压实后最大干密度100%时,渗透系数应大于5m/s。

  取土坑位置要求。填筑路堤用土宜设置集中取土场,必须在路堤两侧取土时,取土坑内缘距坡脚距离对于填高2m以内的路堤,不得小于20m,填高5m的路堤,宜大于40m。

  路堤必须分层填筑压实及沉降期和固结度要求。填筑路堤分层搭接,上下层应相互错开,搭接阶梯(错台)宽度一般不宜小于2m,分层压实。

  软土地段路基填筑,应考虑安排施工,以使路堤完成后得以留有沉降期,设计无规定时,一般应不小于六个月,沉降期内不应在路堤上进行任何工程。

  铺筑路面结构之前,地基固结度能满足设计要求,如设计无规定时,应达到90%以上。

 吐尔孙.托合提 新疆省昭苏垦区吐尔干镇——坡马镇公路支线路基处理方案
  填筑过程施工监测。软土地段路堤填筑过程,应做好必要的沉降和稳定监测工作,并严格抗制控制施工填料和加载速度。

  本文针对三级公路(以昭苏垦区吐尔干镇(76)团——坡马镇(74团)公路为例)路基技术特点,通过对公路周边环境的调查分析,结合相关设计规范和技术指标,对公路路基的结构形式,路基变形控制,软土路基工后沉降,填料选用以及地基处治方案评价等问题进行了研究,确定了公路路基的设计方案。经工程实践验证,上述设计和处理方法是合理的。

  

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