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京津塘高速公路北辰开发区出入口及互通立交 [复制链接]

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京津塘高速与九园公路立交设双喇叭互通立交,新建8条匝道,设置四进六出收费站一处、高速公路管理用房一处、路*管理用房一处;津武路与九园公路间设部分苜蓿叶立交,新建3条匝道,1条辅道。为满足超车及加宽需求,除A匝道外,其余匝道宽均为9m,路基宽10.5m,总长约2.90Km(含桥梁段);A匝道采用双向三车道断面,左幅单车道,右幅双车道;路面宽度18m,路基全宽19.5m,总长约1.44Km。辅道路基宽13.5m。

另设跨津武路天桥两座、跨京津塘高速天桥一座、人行通道一道、线外非机动车人行道系统,非机动车人行系统同立交主体工期施工、同步运营。

本项目包含道路工程、桥涵工程、给排水工程、照明工程、交通工程、管线迁改、房建工程等。

建设区内京津塘高速公路起点里程桩号为K86+.,终点里程桩号为K87+.,路线全长为.m;九园公路为一级公路,起点里程桩号为K4+.19,终点里程桩号为K7+,路线全长.81m;津武路为城市主干道,起点里程桩号为K4+.,终点里程桩号为K5+.01,路线全长0.m。

从计算结果可以看出,未经处理的填土高度<3.0m的路堤,其整体稳定性均满足规范要求(K≥1.2)。未经处理的填土高度≤2.0m的路堤,其工后沉降均<0.08m。综合考虑稳定与沉降两种因素,未经处理的填土高度≤2m的路段沉降及稳定均满足设计要求,为保证路基的强度、整体性及水稳性,本次设计推荐对路基进行浅层处理。对于填土高度>2m的路段沉降不满足设计要求,因此需要采用深层复合地基处理。

本工程对其他常见的软土路基处理方法、特点及使用条件进行比较,详见下表。

不同处理方法适用条件及特点比较表

根据天津市软基经验,软基处理应多采用复合地基法或者换填轻质土法。

水泥搅拌桩:施工最简单、技术普及、造价不高,因而在路基处理中得到了广泛的应用;但受其工艺的影响,施工机械较为笨拙,桩体强度离散性比较大,桩长不宜超过10米;在地下水具有腐蚀性的场地其成桩质量较差。根据勘察报告可知,本工程场地地下水具有腐蚀性,应慎用水泥搅拌桩。

夯扩桩桩长易受机械限制,且容易对周边桥梁等构筑物造成影响,本项目建设区内有刘马庄立交桥、京津塘高速公路跨朗园引河桥等,为既有工程安全起见,慎用夯扩桩。

PC桩:PC桩、PTC桩均为预应力管桩,可在工厂用离心法和预应力预制而。PC桩即预应力混凝土管桩,是管桩的一种,混凝土强度等级不低于C60.一般采用常压蒸汽养护,脱模后移入水池泡水养护,一般需经28d才能使用。

PTC桩:近期国内完成的高等级道路加宽改造项目中,PTC管桩应用较多。PTC管桩质量可靠、承载力高、施工速度快、适用于处理12m-16m以上的软基深度,能有效的减小工后沉降量。其施工上具有无比的优势是可以采用标准化生产技术,有利于预制和缩短工期。总体来说,PTC桩处理效果比较好。

PC桩和PTC桩其规格按外径不同,分为mm、mm、mm、mm、mm、mm、1mm等,壁厚为60~30mm.每节桩长一般不超过15m,常用桩节长度为8~12m。这种桩具有单桩承载力高、适用范围广、运输吊装方便、接桩速度快、桩身耐打、穿透力强、抗裂性好和造价低廉等优点。其是施工方法多采用静压法、锤击法、振动法、辅助沉桩法。PC管桩的施工机械较为笨拙且施工噪音大,但考虑到其对既有路基边坡稳定性的影响,故PC桩和PTC桩慎用既有路基加宽项目。

泡沫轻质土路基:现浇泡沫轻质土是用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫,与水泥浆或水泥粉煤灰浆(必要时可添加外加剂)按照一定的比例混合搅拌,并经物理化学作用硬化形成的一种轻质材料。应用现浇泡沫轻质土代替传统回填土具有路基工后沉降小、施工便捷、造价较低等特点,具有广泛的应用前景。适用于软基段的桥头路基回填以及高路基的填筑、旧路改扩建、管线回填、填挖交界处处理等。

本工程填土高度>2m的路段主要存在于京津塘高速公路和桥头路基段。

由于本项目京津塘高速公路主线属于旧路加宽,京津塘高速公路年建成通车,路基已经填土接近25年,沉降基本稳定,且沿线的构造物繁多,不适宜采用排水固结法。为尽量减少对现状路基的扰动,应慎重采用桩基处理。本次设计优先采用换填泡沫轻质土的路基处理方式,利用现浇泡沫轻质土替代常规填土(或灰土)以降低荷重,不均匀沉降小,施工便捷快速,可减少路基浅层处理厚度或深层处理深度。

桥头路基段处理,主要目的是为减少路基的工后沉降,而PTC桩在复合桩基处理中质量可靠、承载力高、施工速度快、适用于处理12m-16m以上的软基深度,能有效的减小工后沉降量。其施工上具有无比的优势是可以采用标准化生产技术,有利于预制和缩短工期。为有效降低桥头路基段的工后沉降,故桥头引路范围内,本次设计推荐采用PTC桩,以取得最经济合理的特殊路基处理效果。

在路面结构使用年限内,为确保路床能够提供足够的承载能力,避免地下水及地表水的浸入造成路床湿软,同时确保路床填料最小强度CBR达到设计要求,路床必须进行处理才能满足工程要求。石灰土作为传统的路基处理材料,施工工艺简单,价格低廉,在天津市类似工程中得到广泛应用,提出以下路床处理方案:80cm路床为:80cm10%石灰土。

3、低填浅挖路基处理

填土高度小于路面结构厚度和路床厚度之和,须对原地表进行超挖并分层回填压实处理。

80cm路床底部的原状土不是淤泥质土层,为减少地下毛细水引起路基水损害,路床底部换填40cm级配碎石,其上填筑80cm路床。

级配碎石应选用水稳定性好,具有经干湿循环式水浸泡不易分解的特性的石料,其强度应不小于15MPa,压碎值应不大于30%,单个颗粒的最大粒径不应超过31.5mm。应采用级配良好的碎石,碎石颗粒宜接近立方体,有棱角;针片状颗粒含量≯15%;硫化物(SO3计)≯1%;不含粘土块、植物残体、垃圾等杂质。

4、路基拼宽

新老路基差异沉降应满足《公路路基设计规范》(JTGD30-)要求:新老路拼接后,原有路基与拓宽路基的路拱横坡度的工后增大值不应大于0.5%。工后沉降计算基准期取15年。

由于新老路基填土在填料种类、填料强度、填料压实度、地基强度等多方面存在差异,致使新旧部位容易产生纵向开裂和不均匀沉降。为了保证加宽路基与旧路基的良好衔接、避免或减少纵向裂缝的发生,提出以下几点技术处理措施:

A、加宽路基与原路基进行开蹬拼接,开挖坡度保持与原坡度保持一致,在原路基边坡上开挖台阶1.5m宽、蹬高视现状坡度而定、向内倾斜3%,同时自下而上开挖一阶及时填筑一阶。

B、新老路基之间视路基高度不同而设置高强度的钢塑土工格栅,以协调新、老路基之间的变形,并增加拼接路基的稳定性。

为防止新旧路基的不均匀沉降以及路面纵向开裂,对于填土高度H≥2m的拼宽段(京津塘高速公路),沿旧路路基边坡削坡后,于密实的旧路边坡上进行开蹬搭茬处理,路基采用现浇泡沫轻质土分层填筑。对于填土高度H2m的拼宽段(津武路及九园公路局部拼宽段),现状路基多为低填浅挖路基,沿旧路路基边坡削坡后,于密实的旧路边坡进行开蹬搭接处理,路基回填按低填浅挖路基处理。

开蹬搭茬处理:新老路基之间设置高强度低变形的钢塑土工格栅,以协调新、老路基之间的变形,并增加拼接路基的稳定性。应于既有道路硬路肩处沿路基边坡开蹬搭茬,每级蹬宽1.5m,蹬高1.0m;设置3%横坡度(坡向老路基),并于开蹬处沿纵向每级铺设2.0m宽土工格栅。待填筑至路床顶部时再铺设一层土工格栅。

钢塑格栅采用凸结点型式,其主要技术性能要求为:纵横向抗拉强度:≥80KN;纵横向屈服伸长率:≤3%;结点剥离力:≥N;凸结点高度:≥5mm。为减少搭接工程数量,钢塑双向土工格栅幅宽不宜小于4.0m。

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