基本概念
砌石路基是利用道路建設過程中路基開挖出來的大量石料,通過人工按一定的規則乾砌而成的一種路基結構形式。相比較而言,它與擋土牆工程所不同的是,它的砌體與路基成為一個整體而不可分割,也就是說,就它本身而言,它不能單獨存在,必須與路基本身一起砌築,一起存在,不像擋土牆那樣,即使不依靠路基,其本身也能獨立存在。
產生
在山嶺重丘區修建公路及城市道路時,往往會遇到這種情況:自然地形坡度較陡,開採出來的石料方量過大而又無法充分利用,若用作路基填方時又難以充分壓實。尤其對半挖半填的路基,靠填方一側的邊坡坡腳伸出較遠,無法與自然山坡相交(因為保證路基穩定,設計道路邊坡往往大於自然地形坡度)。遇到這種情況時,工程設計中常規的做法是採用擋土牆或者半山橋的結構形式來加以處理。
雖然這種處理辦法從技術角度而言是可行的,但遺留的問題是對路基開挖出來的大量富餘的石方沒有充分利用,甚至還須專門征地來堆放,使得工程占地過多,無形之中增加了工程投資,因此是不夠理想的。另外,靠填方一側的道路外邊,難以修建其他建築物,這對於用地緊張的山區集鎮或城市來說,也無疑是一種缺憾,不利於山區城市道路的建設與發展。因此,在山區半挖半填路基修建過程中,若開挖石料方量大,填方邊坡過高時,簡單地採用擋土牆或半山橋結構形式來支擋路基,從投資角度而言不夠理想,在設計上也不夠完善,社會效益、經濟效益也相應地不明顯。
施工操作
砌石路基中的砌體採用乾砌(漿砌更好),用厚度不小於15cm的堅硬未風化的片、塊石砌築。砌築時要求上下交錯、內外搭接,外邊坡平整,石料間隙務求緊密。砌石頂寬一律採用0.8m,基底面以1:5向內傾斜,襟邊寬度按一般不小於0.5m控制。基礎若為較堅硬的岩石,為防止砌體滑動,可將基底做成台階形。若順路線方向地面坡度較大時,基礎在縱向上也可做成台階形,以減少開挖工程量。為減少砌體工程量,其內外邊坡可不一致。 根據砌體高度不同,分別按下表採用。
序號 | 砌石高度(m) | 內坡坡率 | 外坡坡率 |
1 | ≤5 | 1:0.3 | 1:0.5 |
2 | ≤10 | 1:0.5 | 1:0.67 |
3 | ≤15 | 1:0.6 | 1:0.75 |
對基底承載力要求,根據砌體不同的高度分別採用,一般地,高度在5m以下時,承載力應不小於0.2MPa,5m以上時應不小於0.4MPa,否則需採取一定措施加固。
為保證砌體的整體穩定性,可在砌體頂部及底部用5號水泥砂漿砌築,厚度0.5m。當砌體高度超過8m時,砌體中部每高4m增設一條厚0.5m、用5號水泥砂漿砌築的水平肋帶。砌體後面的填料應全部為石料。施工時用人工乾碼,然後用15t的壓路機碾壓。做到隨砌隨填隨壓,直至合乎要求。
加固方法
路基鋪設於天然地基上,自身荷載較大,要求地基應具有足夠的承載能力,以保持地基穩定;另外應使某些自然因素(如地下水、坑穴、濕陷、脹縮等)不致產生對路基的有害變形。
換填土層法
換填土層法,即將基底下一定深度範圍的濕軟土層挖去,換以強度較大的砂、碎(礫)石、灰土或素土,以及其他性能穩定、無侵蝕性的土類,並予以壓實。換填材料的不同,其應力分布雖然有所差異,但其極限承載力比較接近,而且沉降特點亦基本相似,因此大致按砂墊層的計算方法,結果相差不大。
碾壓夯實法
控制最佳含水率,對土基分層壓實.提高強度和降低壓縮性,是路基施工的基本要求。如果使用壓實功能較大的壓實方法,還能處理雜填土和地表的鬆散土。對於非黏性上及鬆散雜填土而言,振動壓實法效果良好。振動壓實效果,因土質和振動時間而不同,一般是振動時間越長,效果越好,但時間過長就會無效。對於主要由礦渣、碎磚、瓦塊為主的建築垃圾,時間約1min即可;含細爐渣等細顆粒填土,振動時間3~5min,有效深度為1.2~1.5m。
排水固結法
飽和軟土在荷載作用下,排水固結後,抗剪強度可得到提高,則達到加固的目的。此法在建築工程中,常用於加固軟弱地基,包括天然沉積層和人工沖填的土層,如沼澤土、淤泥及淤泥質土,水力沖積土等。排水固結法的實際效果,取決於土層固結特性、厚度、預壓荷載和預壓時間。厚度小於5m的淺軟土層,或固結係數較大的土層,較短時間預壓即可。
擠密法
土基中成孔後,在孔中灌以砂、石、土、灰土或石灰等材料,搗實而成直徑較大的樁體,利用橫向擠緊作用,使地基土粒彼此靠緊,空隙減少,而且孔被填滿和壓緊,形成具有較高承載能力的樁體,群樁的面積約占鬆散土加固面積的20%,以致樁和原土組成複合地基,達到加固的目的。