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岩堆段泡沫轻质土路基应用

时间:2024-04-07 来源: 浏览:

岩堆段泡沫轻质土路基应用

原创 成永刚 悠游2019
悠游2019

CYGYY2019

博士,教高,注册岩土工程师,中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事,深部国重实验室顾问委员,中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员,国际工程地质协会会员,中国国家公路建设项目评标专家。

岩堆是由硬岩或较硬岩构成的地形陡峻段坡体,在风化、卸荷、地震等作用下产生崩塌、碎落后,在坡脚堆积形成一种特殊的堆积体,尤其在海拔超过3000m以上的高山河谷地段岩堆比较常见。岩堆往往物质成分复杂,空隙大而多架空,结构松散而透水性强,稳定性差,是典型的不良工程段。在此进行工程建设,一定要尽量减少工程扰动,避免过量加载、开挖,必要时应设置预加固工程进行处治。
某三级公路以路基的形式拟从海拔约3500m的 高山峡谷段 岩堆体部位通过,岩堆 长160m、宽720m, 体积约 105万方, 下伏花岗片麻岩 岩堆体自然 坡度约 32 45 °,主要以母岩为花岗片麻岩的块石和碎石组成, 厚约 28.4 35.2m。 块石一般粒径 0.2-1.0m 最大可达2.5m, 含量约占 65 70% ,棱角状,以少量碎石及角砾充填,结构呈松散 ~ 稍密状,局部可见架空现象, 地表植被较发育,局部覆盖有冰雪。

图1 岩堆远近图

由于线路无法调整,拟建公路从岩堆中部通过,路基最大填方高度20 m ,技术人员拟采用以设置衡重式路肩挡墙为主的方式进行处治。但考虑到岩堆在工程扰动后易出现失稳变形,且高海拔地区冻融作用明显,浆砌片石挡墙或C20混凝土挡墙耐久性较差,且工程造价较高。因此,该路基方案的安全性和经济性较差,需进行方案调整。
图2 路基通过岩堆段的工程地质断面图

图3 拟采用的路基代表性断面图

路基设计时需考虑的关键问题如下:

1、尽量减少对岩堆的加载作用,必要时设置适当的加固工程,进一步提高岩堆的稳定性。

2、需考虑区内恶劣的气象条件,减少冻害对工程的影响,提高工程的耐久性。

3、路基工程设置应考虑高海拔所带来的现场施工难度,即工程实施时应尽量减小劳动强度。

基于此,决定采用重量轻、抗冻性强、可采用泵送施工、工程造价较低的泡沫轻质土材料进行路基设置。即:

1、考虑到公路等级为三级,故采用CF0.4级的泡沫轻质土进行路基回填。其中,路床部位采用CF0.6级泡沫轻质土浇注,从而在满足公路规范要求的基础上,最大化地减轻路基加载作用。

2、为尽量保持原岩堆的力学平衡,故根据等效置换的原则, 下伏 岩堆 下挖 一定厚度,从而达到与上部 泡沫轻质土荷载相同的条件。

3、为进一步提高路基与岩堆的稳定性,在坡面上设置钢管微型桩进行加固。其中,为有效控制岩堆部位的微型桩注浆规模,钢管采用套袋法施工,从而在达到微型桩有效锚固的基础上,有效防止浆液在岩堆中发生溢流现象。

4、在开挖台阶部位设置一层厚为0.5m的砂砾石层,其中铺设两层土工格栅,进一步提高泡沫轻质土路基的稳定度。

5、考虑到泡沫轻质土高度较大,故在确保规范规定的泡沫轻质土中钢丝网的铺设基础上,每1m增设一层钢筋网片,并对其采用分级浇注设置,即在填方中部设置宽为2m的平台。

该泡沫轻质土路基通过岩堆的方案,对岩堆扰动小,且设置了必要的预加固工程,有利于路基的安全性和耐久性;而泡沫轻质土可在坡脚制作后利用泵压可输送300m以上,施工强度低,非常有利于降低高海拔地区的人员施作强度;加之泡沫轻质土单价较区内生产C20混凝土单价明显较低,工程具有较高的经济性。
综上,该泡沫轻质土+微型桩的路基通过岩堆方案,在藏区公路建设中具有良好的示范作用,可供相关各方参考应用。
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