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摘要:
在可持续发展理念的指导下,工程建设更加遵循生态和自然理念,尤其是在很多沿河、沿江和湿地保护区地质条件都十分复杂,对软基的处理也提出了更高的要求。如何能在保证公路周边自然环境不受破坏的前提下,又能很好的保证地基的承载力等等,都是公路建设领域多年探讨和研究的综合性问题。本文结合公路施工建设实际,对在湿地生态环境下公路施工中的软基处理方法进行初步的探讨,以期从技术角度分析特殊自然环境下公路建设的新思路。
关键词:湿地;自然与生态;软基处理方法
前言:
进入21世纪以后,工程建设更加强调对自然环境的保护和人与自然环境的和谐发展,公路工程建设更是不例外,尤其是伴随西部大开发战略和南水北调等大规模水利工程建设的实施,其辅助的公路建设也随之开展。然而,一个先前公路建设过程中鲜遇的问题集中的出现了:面对河岸和很多湖泊周围的天然湿地,能否顺利的进行施工,不仅关乎工程的成败,更关乎区域经济计划的落实和推行。
本文结合国内黄河沿线某湿地生态工程建设情况,施工建设对公路软基的处理方法和施工技术手段进行探讨。
一、施工前的准备工作
(一)了解湿地外表地貌和水文状况
本文以河南省境内黄河某段湿地公路施工为例,该路段地理坐标为东经115.6°—115.21°,北纬37.32°—37.61°,地处丘陵间冲击洼地,地势平坦,有一人工湖和两条黄河支流交错经过,经测量后海拔为45-55米,其中洼地和周围湿地平均海拔39.2米。地下水位在丰水期为1m,枯水期0.4m,降雨季节有地表水出现,但持续时间较短。该地区年降水量为560mm,年蒸发量为1426mm,在洼地地区地表常年呈湿润装,是典型的洼地、濕地地貌。
(二)了解施工地岩层及地质构造综合状况分析
该地区岩层经定点取样分析,初步可确定该区域岩层由耕土、素填土、砂质、碎石块和湿地上的植物根系残留、粘土以及泥灰岩和风化后的砂岩等组成,按照取样深度的不同,从1m-10m,岩层的含水率、密度和比重等常规指标变化均为正常。岩层空隙比、饱和度、液限、塑限、压缩系数等相关指数变化也均符合湿地地质构造正常值。详细情况见下表:
二、实际软基施工方法
(一)软基施工原则
在湿地施工中,虽然地基施工地地质、水文等条件不同,但还是要遵循一些施工的基本原则,这些原则在公路施工标准规划中也有规定,一般为以下几点:
所选施工地和软基处理方法一定要建立在不破坏当地原有自然、人文等各种景观的基础上才能实施,这其中还包括一些特定的社会环境和野生动物以及特殊植被等等;同所有的工程一样,公路软基建设也需要大笔的投资,在实际施工之前,一定要进行长期的实地考察和局部的测试施工,以便找到最合适当地综合情况的软基处理方法。
(二)软基施工方法
根据本文中施工地的综合地理环境,可以优先采用换填垫层法和沙石桩土复合法进行软基的施工。这两种施工方法都充分结合了当地的地质情况,有效地实现了就地取材,节省了一部分施工费用以及其他的人力、物力。
(1)换填垫层法
应用换填垫层法进行软基施工,是比较充分的利用了当地岩层的比重、密度和孔隙比等岩层的物理特性,利用岩层承重力的不同,分别采用与邻近岩层综合物理性质比较接近的施工材料进行铺垫。通常的铺垫发生7-8m的在黏土层或亚黏土层和2-3m的砂质或碎石块层。我们不妨通过表格来说明垫层、承载力和施工费用之间的关系:如图1.
图1
通过观察图1可发现,随着垫层厚度的增加,地基承载力也由80增加到180甚至更高,当垫层的厚度超过3m时,粘土垫层和片石换填的承载力差别逐渐扩大,这说明,垫层的深度越深,换填所需的材料与承载力的关系成反比。在进行地基沉降量比较时,我们可以发现,粘土垫层的沉降量是最低的,而片石的实际沉降量要超过粘土垫层10mm左右。根据施工周期和环境保护等方面的要求,选择不同技术水平的施工方法进行施工,并不一定有多复杂,但一定要在施工过程中根据实际条件不断调整,以形成最优的施工方案。
(2)砂石桩土复合法
砂石桩土复合软基施工方法,是比较充分的利用施工地岩层的液限、塑限、压缩系数等相关指数进行软基施工的一种方法。这种施工方法对砂石的配比和桩长以及地基承载力、沉降量和费用都需要进行较为精密地控制,施工前,一般都要进行室内试验,或进行现场观测。
通过特定的试验测定,在这种施工方法中,置换率是影响软基承载力的最关键因素。一般规律是:置换率越高,软基的承载力就越大,而影响二者变化的主要辅助因素则是桩长。我们还要明确的是:桩长或桩径(一般为50-60cm)恒定时,在不同岩层进行施工作业时,所分布的费用会有所浮动,相应的承载力反而会下降。同理可证,在计算沉降比率时,也是通过对比桩长和置换率之间的关系来进行计算。
结语:
湿地生态公路软基施工还需根据实际情况采用最为合理的方案,一般来讲换填垫层法和砂石桩土复合法都是经过实际施工检验的方法,在公路工程的施工和实际运营中都可以保证生态和环境保护方面的要求。无论哪一种湿地,哪一种综合环境,都要求施工部门因地制宜、多做湿地地区的考察调研,方能得出最有的施工方案。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
在可持续发展理念的指导下,工程建设更加遵循生态和自然理念,尤其是在很多沿河、沿江和湿地保护区地质条件都十分复杂,对软基的处理也提出了更高的要求。如何能在保证公路周边自然环境不受破坏的前提下,又能很好的保证地基的承载力等等,都是公路建设领域多年探讨和研究的综合性问题。本文结合公路施工建设实际,对在湿地生态环境下公路施工中的软基处理方法进行初步的探讨,以期从技术角度分析特殊自然环境下公路建设的新思路。
关键词:湿地;自然与生态;软基处理方法
前言:
进入21世纪以后,工程建设更加强调对自然环境的保护和人与自然环境的和谐发展,公路工程建设更是不例外,尤其是伴随西部大开发战略和南水北调等大规模水利工程建设的实施,其辅助的公路建设也随之开展。然而,一个先前公路建设过程中鲜遇的问题集中的出现了:面对河岸和很多湖泊周围的天然湿地,能否顺利的进行施工,不仅关乎工程的成败,更关乎区域经济计划的落实和推行。
本文结合国内黄河沿线某湿地生态工程建设情况,施工建设对公路软基的处理方法和施工技术手段进行探讨。
一、施工前的准备工作
(一)了解湿地外表地貌和水文状况
本文以河南省境内黄河某段湿地公路施工为例,该路段地理坐标为东经115.6°—115.21°,北纬37.32°—37.61°,地处丘陵间冲击洼地,地势平坦,有一人工湖和两条黄河支流交错经过,经测量后海拔为45-55米,其中洼地和周围湿地平均海拔39.2米。地下水位在丰水期为1m,枯水期0.4m,降雨季节有地表水出现,但持续时间较短。该地区年降水量为560mm,年蒸发量为1426mm,在洼地地区地表常年呈湿润装,是典型的洼地、濕地地貌。
(二)了解施工地岩层及地质构造综合状况分析
该地区岩层经定点取样分析,初步可确定该区域岩层由耕土、素填土、砂质、碎石块和湿地上的植物根系残留、粘土以及泥灰岩和风化后的砂岩等组成,按照取样深度的不同,从1m-10m,岩层的含水率、密度和比重等常规指标变化均为正常。岩层空隙比、饱和度、液限、塑限、压缩系数等相关指数变化也均符合湿地地质构造正常值。详细情况见下表:
二、实际软基施工方法
(一)软基施工原则
在湿地施工中,虽然地基施工地地质、水文等条件不同,但还是要遵循一些施工的基本原则,这些原则在公路施工标准规划中也有规定,一般为以下几点:
所选施工地和软基处理方法一定要建立在不破坏当地原有自然、人文等各种景观的基础上才能实施,这其中还包括一些特定的社会环境和野生动物以及特殊植被等等;同所有的工程一样,公路软基建设也需要大笔的投资,在实际施工之前,一定要进行长期的实地考察和局部的测试施工,以便找到最合适当地综合情况的软基处理方法。
(二)软基施工方法
根据本文中施工地的综合地理环境,可以优先采用换填垫层法和沙石桩土复合法进行软基的施工。这两种施工方法都充分结合了当地的地质情况,有效地实现了就地取材,节省了一部分施工费用以及其他的人力、物力。
(1)换填垫层法
应用换填垫层法进行软基施工,是比较充分的利用了当地岩层的比重、密度和孔隙比等岩层的物理特性,利用岩层承重力的不同,分别采用与邻近岩层综合物理性质比较接近的施工材料进行铺垫。通常的铺垫发生7-8m的在黏土层或亚黏土层和2-3m的砂质或碎石块层。我们不妨通过表格来说明垫层、承载力和施工费用之间的关系:如图1.
图1
通过观察图1可发现,随着垫层厚度的增加,地基承载力也由80增加到180甚至更高,当垫层的厚度超过3m时,粘土垫层和片石换填的承载力差别逐渐扩大,这说明,垫层的深度越深,换填所需的材料与承载力的关系成反比。在进行地基沉降量比较时,我们可以发现,粘土垫层的沉降量是最低的,而片石的实际沉降量要超过粘土垫层10mm左右。根据施工周期和环境保护等方面的要求,选择不同技术水平的施工方法进行施工,并不一定有多复杂,但一定要在施工过程中根据实际条件不断调整,以形成最优的施工方案。
(2)砂石桩土复合法
砂石桩土复合软基施工方法,是比较充分的利用施工地岩层的液限、塑限、压缩系数等相关指数进行软基施工的一种方法。这种施工方法对砂石的配比和桩长以及地基承载力、沉降量和费用都需要进行较为精密地控制,施工前,一般都要进行室内试验,或进行现场观测。
通过特定的试验测定,在这种施工方法中,置换率是影响软基承载力的最关键因素。一般规律是:置换率越高,软基的承载力就越大,而影响二者变化的主要辅助因素则是桩长。我们还要明确的是:桩长或桩径(一般为50-60cm)恒定时,在不同岩层进行施工作业时,所分布的费用会有所浮动,相应的承载力反而会下降。同理可证,在计算沉降比率时,也是通过对比桩长和置换率之间的关系来进行计算。
结语:
湿地生态公路软基施工还需根据实际情况采用最为合理的方案,一般来讲换填垫层法和砂石桩土复合法都是经过实际施工检验的方法,在公路工程的施工和实际运营中都可以保证生态和环境保护方面的要求。无论哪一种湿地,哪一种综合环境,都要求施工部门因地制宜、多做湿地地区的考察调研,方能得出最有的施工方案。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。