期刊VIP學術指導 符合學術規范和道德
保障品質 保證專業,沒有后顧之憂
目前,隨著我國經濟的迅速發展,公路的建設步伐加快,在設計與施工方面取得了飛速發展,因此,質量控制在公路工程建設中起著舉足輕重的作用。公路路基施工是整個公路施工工程的關鍵所在,公路路基稍有質量偏差,將給整個工程及使用壽命埋下嚴重的質量隱患。因此,路基施工應根據施工當地地形、地質狀況、公路等級、所在地區的氣候、結合施工填挖方平衡等來選擇施工方法。只有這樣才能保證路基的穩定性,增強公路的使用壽命。下面本文對公路路基的施工技術做以簡要的闡述。
1 路基質量目標
1.1路基應具有足夠的整體穩定性。路基是直接在地面上填筑或挖去一部分地面建成的。路基修建后,改變了原地面的天然平衡狀態。因此,為防止路基結構在行車荷載及自然因素作用下發生整體失穩,發生不允許的變形或破壞,必須因地制宜采取一定的措施來保證路基整體結構的穩定性。
1.2路基應具有足夠的強度。路基的強度是指在行車荷載作用下,路基抵抗變形與破壞的能力。因為行車荷載及路基路面的自重使路基下部和地基產生一定的變形,較大的變形會影響路面的使用品質。為保證路基在外力作用下,不致產生超過允許范圍的變形,要求路基應具有足夠的強度。
1.3路基應具有足夠的水溫穩定性。路基的水溫穩定性是指路基在水和溫度的作用下保持其強度的能力。因此,對于路基,不僅要求具有足夠的強度,而且還應保證在最不利的水溫狀況下,強度不致顯著降低,這就要求路基應具有一定的水溫穩定性。
1.4路基應確保排水通暢。路基施工應自始至終確保排水通暢。路基施工前,應首先設置完善臨時排水系統。永久排水設施應確保排水通暢,并力求內在及外觀質量優良。
2 路基施工測量
2.1路基施工前應做好施工測量工作,其內容包括導線、中線、水準點復測,橫斷面檢查與補測,增設水準點等。施工測量的精度應符合《公路路線勘測規程》的要求。
2.2采用測量精度高的儀器做導線復測。儀器使用前應進行檢驗、校正。原有導線點不能滿足施工要求時,應進行加密,保證在道路施工的全過程中,相鄰導線點間能互相通視。
2.3路基開工前應全面恢復中線并固定路線主要控制樁,如交點、轉點、圓曲線和緩和曲線的起訖點等。恢復中線時應注意與結構物中心、相鄰施工段的中線閉合,發現問題應及時查明原因,并報現場監理工程師或業主。
2.4校對及增設水準基點.水準點間距不宜大于1km,在人工結構物附近、高填深挖地段、工程量集中及地形復雜地段宜增設臨時水準點。臨時水準點必須符合精度要求,并與相鄰路段水準點閉合。
2.5路基施工前,應詳細檢查、核對縱橫斷面圖,發現問題時應進行復測。若設計單位未提供橫斷面圖,應全部補測。
2.6路基放樣。路基施工前,應根據恢復的路線中樁、設計圖表、施工工藝和有關規定釘出路基用地界樁和路堤坡腳、路塹塹頂、邊溝、取土坑、護坡道、棄土堆等的具體位置樁。在距路中心一定安全距離處設立控制樁,其間隔不宜大于50m。
3 路基填土與壓實
公路路基的強度和穩定性很大程度取決于路基填料的性質及其壓實的程度。從現有條件出發,改進填土要求和壓實條件是保證路基質量最有效和經濟的方法。
3.1路基填筑施工
3.1.1原地表處理:根據規范規定,清理后的地面及其基底壓實度、地面橫坡等均應符合規范要求,除特殊要求要保留的植被和保留物外,在公路用地范圍內的所有樹木,樹根、灌木和垃圾均應予清除運走。地表清理完畢后再進行基底壓實,直至滿足規范要求。原地面橫坡陡于1:5的填方路堤和路基拓寬的填方路段,要將原地面及舊路邊坡挖成臺階。
3.1.2填料應分層填筑,不得混填。路基的填筑厚度應不超過30cm,每層填料的鋪設寬度,每側均應較設計路基寬填30cm。
3.1.3碾壓檢測:根據試驗段提供的資料,按標準碾壓方法及檢測方法進行碾壓、檢測。
3.1.4路基整修:整修路基要符合表層平整度、坡度、寬度的規定要求。
3.1.5邊坡修整:修整必須達到轉折處棱線明顯,直線平直,曲線圓順。
3.2路基壓實施工
通過上述的準備工作,在確定了所采用的壓實機械、需要的壓實遍數、最佳含水最后,即可對路基進行壓實施工。
(1)過濕地區的填壓:一是壓實度標準可根據試驗資料確定或較表列數值降低2-3個百分點;二是對于天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指數大于18的粘質土,用于下路床及下路堤填料時,可采用規定的輕型壓實標準;三是改善填料的性質,在土中摻加生石灰,通常可以獲得預期的效果,也可采用新型吸水材料加固。
(2)黃土路基的壓實分為兩類:①沖擊壓實:沖擊壓實處理地基的原理是用一定的沖擊能量使土體里的水分擴散固結并擠密壓實土體而達到加固土體的目的。在沖壓施工的過程中應注意:保持最佳含水量;受沖擊壓實機的機型限制,被沖壓的路基長度一般不應小于120m,寬度不宜小于15m;每一層沖壓前,應先沿路基邊沿沖壓5遍左右,以減少在沖壓過程中沖擊能對路基的側向擠壓作用;沖壓時應注意輪跡的連續性,特別是調頭處,不要預留空白帶而影響壓實效果。②強夯施工:又稱動力固結法,是用起重機械將8t~40t夯錘起吊到6m~25m高度后,自由落下,給地基以強大的沖擊能量的夯擊,使土中出現沖擊波和沖擊應力,迫使土體孔隙壓縮,土體局部液化,在夯擊點周圍產生裂隙,形成良好的排水通道,孔隙水和氣體逸出,使土粒重新排列,經時效壓密達到固結,從而提高地基承載力,降低其壓縮性的一種有效地基加固方法。
4 路基路面排水
路基施工排水先行。水是形成路基病害的主要因素之一,路基強度和穩定性同水有密切關系。對于影響路基穩定的地下水,即使設計未做出具體方案,承包人也要提出疏導、堵截、隔離等降低地下水位或引導到路基范圍之外的工程措施,呈報監理工程師審批,并按監理工程師的指示實施。
4.1地下排水
可以采用適當提高路基最小填土高度或在路基底部設置隔水墊層等辦法。在施工前開挖臨時排水邊溝,排除施工期地表水并降低地下水,同時在路基底部摻加低劑量石灰處理,設置40cm厚的穩定層等,可起到較好的效果。
4.2路表排水
①可以通過路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等將路表水迅速排出路基以外;②采用中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管將施工期進入中央分隔帶的雨水及運營期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外;③采用泄水孔以迅速排除橋面水;④采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管將滲入路面面層的水引出路基之外。
4.3路面滲水
沿路面邊緣設置由透水性填料集水溝、橫向出水管和過濾織物組成的路面邊緣排水系統,通過設置瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝和排水管,將滲入路面面層的水引出路基之外。由于通過瀝青面層下滲的水量有限,設計中應在每10m左右設置一道Ф5cm橫向排水管以確保路面下滲水的排除。
5 路基防護施工
路基的修筑改變了地層的天然平衡狀態,以及路基暴露在空間,不斷受各種錯綜復雜的自然因素侵蝕,因此需要進行路基防護施工,施工主要有三個方面:
5.1坡面防護
坡面防護的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風化剝落以及與環境的協調。由于西部干旱缺水,邊坡種草防護類型的選擇很重要,現大多采用草坪植生帶,即將草籽、肥料和土均勻拌和裹于土工物內,當草籽發芽也長成草起到固土作用后,無紡布纖維自然腐爛,不會污染環境,效果很好。
石砌圬工防護仍較普遍使用,混凝土預制塊護坡多用在路堤邊坡,連片的及帶窗孔的護面墻;用于路塹邊坡。但由于石砌圬工及混凝土防護造價高、易破損等諸多問題,從保護環境的角度出發,建議大力推廣既能改善生態環境,美化景觀,又一勞永逸的種草防護。
5.2沖刷防護
防護沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護。傳統的砌石、拋石、鐵絲石籠、擋土墻等有所改進,用高強土工格柵代替鐵絲做石籠,用聚脂或聚胺脂類土工織物混凝土護坡模袋做成的護面板防護受水沖浪擊的邊坡,很能適應土體不均勻沉降。
5.3支擋防護
擋土墻用于支擋防護目前仍占主要。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場合;鋼筋混凝土結構的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理,墻身圬工體積小,也已廣泛應用于公路路基的防護。垛式擋土墻易于調整墻的高度,并采用預制構件拼裝,是一種特殊型式的擋土墻。
6 軟土地基處理
6.1對于深度不太大的軟基工程,在路堤范圍內,將需要處理的軟土挖除,動力觸探合格后,用碎片石換填,可采用分段挖除,分段分層回填的方法。用于換填的石料強度應不小于15MPa,分層厚度不宜大于30cm,石料最大粒徑不應大于層厚的2/3。依據規范,分層回填的碎片石應碾壓合格,表面石塊嵌擠緊密無松動,用鎬刨不動,一般采用激震力320kN以上的壓路機強震碾壓無輪跡。
6.2對于較深的軟基挖除換填工程量太大,資料顯示,施工方采用了粉噴樁。粉噴樁施工采用GPD-5型帶計算機控制的粉噴樁機施工,可以嚴格控制噴粉量,使之達到規范的要求。施工前先進行成樁試驗,數量不少于5根,以掌握對該區段的成樁工藝及各項技術參數,其內容如下:
(1)滿足設計要求的噴粉量和施工工藝參數,即:鉆進速度、提升速度、攪拌速度和均勻度、氣體流量、空氣壓力等。
(2)掌握各種土質下鉆進下沉和鉆桿提升的困難程度及噴粉情況,以確定合適的技術措施。
(3)成樁7天后進行開挖檢查,用目測法、輕便觸探、取芯試檢查樁體成型情況,攪拌均勻程度,檢查深度1.0m,28天后進行無側限抗壓強度檢驗,取樣深度在樁頂下0.5m、1.5m處截取。
6.3拋石擠淤用于存在多處魚塘和常年積水的洼地。對于厚度較薄,表層無硬殼,片石能沉達底部的泥沼或厚度為3~4m的軟土,采用拋石擠淤法效果最佳。拋擠時,沿路中線向前拋填,再向兩側擴展。當軟土地層橫坡陡于1∶10時,應自高處向低側拋投,并在低側邊部多拋投,使低側邊部有2m寬的平臺頂面。拋石達到地表常水位以上50mm時,在拋石回填的片石頂面上,鋪10~30mm厚碎石墊層(砂礫墊層)并整平壓實。拋石擠淤時,由于各處沉降不一致,從而在路堤下面殘留部分軟土,完工后,則會產生不利的不均勻沉降,因而必須注意墊層鋪筑后的壓實,以使淤泥擠出,減少這種不利影響。
7 黃土陷穴處理
黃土陷穴是黃土地區路基施工常見的病害。黃土陷穴處理范圍,應視具體情況而定,宜在路基填方或挖方邊坡外,上側50m,下側10~20m。若陷穴傾向路基,雖在50m以外,仍應作適當處理。對串珠狀陷穴應徹底進行處治。采用灌砂、灌漿、開挖回填等措施,處理開挖的方法可以采用導洞、豎井和明挖等。
1)灌砂法適用小而直的陷穴,用干砂灌實整個洞穴。2)灌漿法適用于洞身不大,但洞壁起伏曲折較大的陷穴,在陷穴頂部每隔4~5m打鉆孔作為灌漿孔,待灌好的土漿凝固收縮后,再在各孔作補充灌漿,一般需要重復2~3次。3)開挖回填夯實適用于各種形狀的陷穴。4)導洞和豎井適用較大、較深的洞穴。由洞內向外逐步回填夯實。當接近地面0.5m時,應用老黃土或新黃土10%的石灰拌勻回填夯實。
處理好的陷穴,其土層表面均應用石灰與土比例為3∶7的石灰土填筑夯實或鋪填老黃土等不透水材料加以改善。如原設計未要求時,其厚度不宜小于30cm。并將流向陷穴的附近地面水引離,防止形成地表積水或水流集中產生沖刷。
8 結語
總而言之,路基是公路的重要組成部分。它既是路線的主體,又是路面的基礎。路基質量的好壞,直接關系到整個公路的正常使用。因此,在公路建設中,我們必須對路基的施工給予高度的重視,高標準、高質量地完成路基施工中的每一個階段性工作,從而提高整條公路的質量,保證公路的持久和耐用性。
參考文獻:
[1]JTJ033-95.公路路基施工技術規范[S].
[2]李鳴.淺談公路土方路基的壓實處理[J].企業科技與發展,2008,(12)
[3]孟憲棟.淺談公路路基施工技術與質量控制[J].華章,2009,(4).
[4] 么建新.公路路基施工分析[J].交通世界,2011(01).