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山東茂隆新材料科技有限公司 2020-11-17 3059
一、 前言
在現(xiàn)代高速公路建設中,水是造成路基破壞的主要因素之一。在以往的道路設計中,道路排水能力往往不能滿足路基排水要求或中間帶排水不暢,致使邊溝積水,最終形成“鍋底”現(xiàn)象,路基長時間受水浸泡,導致路基的強度和整體穩(wěn)定性降低,發(fā)展至路基滑塌、路面開裂,降低路面的使用壽命。因此在路基、路面排水設計時,必須考慮當?shù)氐牡匦?、氣候、水文(年降雨量)、地下水情況,通過設置縱向排水溝、邊溝、橫向排水溝、跌水、急流槽、截水溝等排水設施,縱向、橫向分段形成一套完整的排水系統(tǒng),迅速排出路基、路面積水。蚌明高速公路工程位于淮河以北平原區(qū),低洼地區(qū)較多,地基土多為軟土,且沿線水網(wǎng)密集。因此,排水設計的優(yōu)劣對整個工程質(zhì)量的控制有著舉足輕重的作用。
二、概述
1.氣候
本段路線所經(jīng)區(qū)域屬風暖溫帶濕潤氣候和季風副熱帶濕潤氣候過度帶,具有四季分明、氣候溫和、雨量適中、日照充足、梅雨顯著、無霜期長等明顯季節(jié)特點。當年平均降雨量903.2mm,6~9月份降水量較大,占全年的60%,降水量年際變化比較大,豐水年達1559.5mm,干旱年為442.1mm,多年平均蒸發(fā)量為1633.4mm,年平均相對濕度73%.
2.水文
本段路線屬淮河水系,區(qū)內(nèi)地表水系發(fā)達,主要河流有沫沖引河、三卜河且西接北淝河,區(qū)內(nèi)干渠及配套人工溝渠水網(wǎng)密布,構成了區(qū)內(nèi)較發(fā)達的地表系?;春右员钡叵滤^豐富,埋深2.0m左右。
三、排水設計
1、地下水的排出
(1)地基排水系統(tǒng)
由于本段工程多段位于軟土地區(qū),且軟土具有天然含水量高、壓縮性大、滲透性小、抗剪強度低等特性。軟土的強度大小與排水條件有著密切關系。在荷載作用下,如果土層有良好的排水系統(tǒng),經(jīng)過固結后,其強度隨著有效應力的增大而增加;反之,如果土層沒有排水固結,則隨荷載的增大,地基發(fā)生剪切變形并繼續(xù)增大,將造成地基滑動??梢姡叵滤芊衽懦鰧Φ鼗休d力及穩(wěn)定性有著決定性的影響。
部分路段通過塑料排水板實施軟基排水固結,塑料排水板是帶有孔道的板狀物體,插入土中形成豎向排水通道。排水板頂面鋪設砂墊層,砂墊層采用中、粗砂,厚度為0.4~0.7m,寬度比路基底寬大0.5m,砂墊層兩側干砌片石護腳,路基外側設置縱向排水溝,以構成
鋼塑土工格柵以高強鋼絲(或其他纖維),經(jīng)特殊處理,與聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP),并添加其他助劑,通過擠出使之成為復合型高強抗拉條帶,且表面有粗糙壓紋,則為高強加筋土工帶。由此單帶,經(jīng)縱、橫按一定間距編制或夾合排列,采用特殊強化粘接的熔焊技術(超聲波焊接技術)焊接其交接點而成型。應用領域: 公路、鐵路、橋臺、引道、碼頭、水壩、渣場等的軟土地基加固、擋墻和路面抗裂工程等領域。
從塑料排水板到砂墊層再到干砌片石,最后通過邊溝排出自然水系的完整地基排水系統(tǒng)。(2)計算理論
目前對塑料排水板的排水固結機理和設計均采用砂井的理論,即將塑料排水板換算成當量直徑dw的砂井,然后按砂井理論進行設計。設塑料板的寬度為b、厚度為£、則換算公式為:
dw=2(b+£)∕∏
軟土地基設置塑料排水板后,改善了地基的排水條件,縮短了排水的途徑,因而地基承受附加荷載后,軟土地基的排水固結大大加快,進而使地基強度得以提高,而且塑料排水板施工簡單、快捷、便于施工操作。
2、路表水的排出
?。?)中央分隔帶
中央分隔帶設置縱向盲溝,盲溝底面和側面設置防滲土工布,內(nèi)設φ8cm軟式透水管,碎石粒徑為2~4cm,含泥量不大于1%,橫向排水管采用φ8cm的pvc管,按一定間距左右兩側交錯布置。在橋頭、明涵及中央分隔帶斷開處,在其上游或凹曲線最低處及前后5.0米處增設橫向排水管,中央分隔帶回填土與路面結構交界處鋪設防滲土工布。中分帶縱向盲溝底縱坡一般同路線縱坡,在路線縱坡小于0.25%路段,施工時做鋸齒型調(diào)整,在相鄰兩橫向排水管之間適當調(diào)整盲溝深度,使縱坡不小于0.25%.
橫向排水管間距表
路線縱坡(%)