隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和交通工具的迅猛增長,我國高速公路的建設(shè)如火如萘的進(jìn)行著,而我國在90年代以前修建的高速公路基本都面臨著擴(kuò)建加寬的問題。高速公路的改擴(kuò)工程從設(shè)計(jì)到施工依然是非常繁重的工程,在新建工程中仍然要高度重視以下的幾個(gè)問題:
一、
高速公路路基加寬問題概述
高速公路擴(kuò)建加寬會(huì)對(duì)原有路面產(chǎn)生附加應(yīng)力,引起老路面的變形,新老路基存在差異沉降,造成結(jié)合部裂縫的產(chǎn)生和新老路面的錯(cuò)位,雨水進(jìn)入路基而損害新老路基,進(jìn)而進(jìn)一步加劇病害的產(chǎn)生,如此進(jìn)入惡性循環(huán)。因此,處理好新老路基的的縱向拼接就成為拓寬工程的關(guān)鍵技術(shù)。
影響路基拼接的質(zhì)量問題主要有兩大類,一類是由于路基拓寬后新老路之間的不均勻沉降造成的,這也應(yīng)該是引起在結(jié)合部位置產(chǎn)生縱向裂縫的主要原因;另一類是由于路基填料的強(qiáng)度不足造成的,新老路基頂面的當(dāng)量回彈模量相差較大,會(huì)造成交界處產(chǎn)生較大應(yīng)力,甚至產(chǎn)生局部應(yīng)力集中,從而引起路面開裂。
二、軟基處理問題
在施工中經(jīng)常碰到的情況多數(shù)不是軟土地基,因?yàn)槿绻熊浲恋鼗话闱闆r在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)資料,提出處理方法。多數(shù)情況是有局部地段地質(zhì)情況和原來設(shè)計(jì)不同,出現(xiàn)局部地基承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,或者由于局部地段含水量過大(原有排水系統(tǒng)不暢,原有地基土質(zhì)滲水性不好)造成地基軟彈(翻漿,彈簧土地段)。
高速公路加寬擴(kuò)建工程通常工期緊、施工場(chǎng)地狹窄,同時(shí)還要維持正常的交通運(yùn)輸,因而必須進(jìn)行多方論證、比較,根據(jù)工程地質(zhì)勘察資料,結(jié)合老路基軟基處理的評(píng)價(jià)結(jié)果,選擇經(jīng)濟(jì)、快速、可靠的軟基處理方法,以確保現(xiàn)有高速公路營運(yùn)安全,確保減小加寬后高速公路新舊路路基的差異沉降。
1、新老路基結(jié)合部軟基處理
在軟土地基上的新老路基結(jié)合部,結(jié)合路基的拼接措施,還應(yīng)對(duì)結(jié)合部下的軟土地基進(jìn)行重點(diǎn)處理。可以采用超載預(yù)壓、加密加長粉噴樁、旋噴樁、路堤樁(混凝土管樁)、素砼樁復(fù)合地基和隔離墻等方法,通過間距(里密外疏)和打設(shè)深度(里深外淺)的分級(jí)過渡處理,沿路基橫向形成漸變段,能較理想地解決新老路堤沉降差問題。
填筑材料經(jīng)自重、路面和車輛等荷載的作用,老路基已經(jīng)基本被壓實(shí),而新路基的填料雖經(jīng)嚴(yán)格壓實(shí),仍存在后期變形。為此,填筑材料的選擇將很大程度影響路基的有效沉降。所有填料宜與舊路堤相同或選用透水性較好的材料,相關(guān)單位在綜合考慮工程造價(jià)和施工實(shí)施的問題上,盡量使用碎石土或石渣等沉降量較少的材料進(jìn)行填筑,并控制好填筑材料的液塑限、承載比(CBR)和擊實(shí)試驗(yàn)等各項(xiàng)指標(biāo)。
2、適合加寬工程的主要軟基處理方法
加寬路基軟土地基處理要根據(jù)不同路段的地質(zhì)情況、填筑高度、結(jié)構(gòu)物類型等因素,確定合理的處理方式。加寬路基的軟基處理以復(fù)合地基法為首選,可以通過合理布置樁長與樁距來協(xié)調(diào)不同路段的沉降差異。
高速公路擴(kuò)建加寬工程的軟基處理措施要注意如下幾點(diǎn):①加寬工程最大填土高度位于新路基邊緣下方,很有可能位于老路基邊坡上。軟基處理范圍應(yīng)盡可能布置在新增路面下方,以達(dá)到減少新增路面沉降和不均勻沉降,為此必須結(jié)合路基填土高度按一定坡度削坡,削坡必須滿足施工期間路基穩(wěn)定要求;②高速公路加寬最好采用快速加固方法,以加快施工周期和降低施工期間維持交通正常運(yùn)營的費(fèi)用;③必須嚴(yán)格控制新增路基工后沉降和不均勻沉降,以防新老路基之間產(chǎn)生相對(duì)過大的差異沉降,引起各種不良后果。最好采用改變軟土性質(zhì)的辦法,水泥噴粉樁不失為一種好方法;④施工期間一定要注意排水問題,防止開挖邊坡有水,出現(xiàn)老路基坍塌;⑤在做試驗(yàn)段的同時(shí),還須在施工過程中進(jìn)行沉降和穩(wěn)定動(dòng)態(tài)觀測(cè),控制填筑速率。
[1]
三、新建路基填筑問題
1、填料選擇
根據(jù)區(qū)域的料源情況合理選擇填料,填料的物理力學(xué)特性要與老路基填料相近。
擴(kuò)建工程中對(duì)于拼接路基的壓實(shí)是施工質(zhì)量的重點(diǎn),國外針對(duì)軟土路基上加寬路基填筑施工提出了間隙法,這是一種二步填筑法,先在距離老路基一定距離外填筑部分新路基,新老路基之間留有一定間隙,然后再填筑新老路基之間的間隙。由于在第一階段新路基填土自重作用下的固結(jié)會(huì)使新老路基間隙下的軟土強(qiáng)度和水平應(yīng)力提高,因而可以有效減小第二階段填土對(duì)老路基產(chǎn)生的附加變形,而且這種分步填筑法要比一次性整體填筑對(duì)老路基產(chǎn)生的變形要小。
2、路基碾壓
路基填筑前,須根據(jù)規(guī)范要求做好試驗(yàn)段,必須嚴(yán)格控制材料的最佳含水量、松鋪厚度、壓實(shí)設(shè)備的類型、最佳組合方式、碾壓遍數(shù)及碾壓速度等,使各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài),保證壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對(duì)于加寬漸變部分,必須嚴(yán)格控制其碾壓寬度,如舊路基挖臺(tái)階受限制時(shí),可通過鋪設(shè)護(hù)道等方式滿足其要求,使路基壓實(shí)度均滿足要求。
在施工時(shí)分層碾壓,控制每層填筑厚度及壓實(shí)度,提高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。碾壓應(yīng)采用重型壓路機(jī)(>20t)進(jìn)行,雙驅(qū)雙振。碾壓虛方厚度不得大于30cm,壓實(shí)度必須達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的壓實(shí)度要求,且重點(diǎn)應(yīng)放在新老路基的結(jié)合部,每層壓完后應(yīng)平整光滑。
路基填筑時(shí)應(yīng)控制路堤填筑速率。當(dāng)填土速率較快時(shí),地基強(qiáng)度來不及增長,易產(chǎn)生較大的剪切變形。在施工時(shí)按照慢速填土標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制,控制標(biāo)準(zhǔn)為地面沉降率每晝夜不大于10mm,坡角水平位移速率每晝夜不大于5mm。
3、加強(qiáng)路基路面排水
路面排水的任務(wù)是迅速排除路面范圍內(nèi)的降水,減少水從路面滲入,使之不沖刷路基邊坡。在進(jìn)行施工時(shí)要集中排水,在硬路肩外側(cè)設(shè)置水泥混凝土預(yù)制塊或現(xiàn)澆瀝青混凝土的攔水帶,以其與硬路肩路面構(gòu)成三角形的集水槽流水,每隔20—50m間距設(shè)一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設(shè)超高路段的排水通過設(shè)在中央帶的園形開口排水溝或雨水井進(jìn)行排除。
4、補(bǔ)強(qiáng)措施及其他
鋪設(shè)土工積物,土工格柵具有抗拉強(qiáng)度高、伸長率低,不易變形等特點(diǎn),其全面與土體接,大大增加了與土體的摩擦,有力約束土體的側(cè)向位移,土工格柵網(wǎng)格與粗顆粒填料結(jié)合,其最優(yōu)的鑲嵌作用最大限度地提高了加寬路基的承載能力和穩(wěn)定性。在加寬路段中的鋪設(shè),可以增加新舊路基的結(jié)合,增大結(jié)合部抗剪能力,防止新路基的沉降對(duì)老路基的破壞,從而達(dá)到穩(wěn)定新舊路基不均勻沉降的效果。
四、路基路面排水問題
路基路面的強(qiáng)度與穩(wěn)定性同水的關(guān)系十分密切。路基路面的病害有多種,形成病害的因素亦很多,但水的作用是主要因素之一,因此路基路面設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)中,必須十分重視路基路面排水工程。
路面排水的任務(wù)是迅速排除路面范圍內(nèi)的降水,減少水從路面滲入,使之不沖刷路基邊坡。在進(jìn)行施工時(shí)要集中排水,在硬路肩外側(cè)設(shè)置水泥混凝土預(yù)制塊或現(xiàn)澆瀝青混凝土的攔水帶,以其與硬路肩路面構(gòu)成三角形的集水槽流水,每隔20—50m間距設(shè)一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設(shè)超高路段的排水通過設(shè)在中央帶的園形開口排水溝或雨水井進(jìn)行排除。
五、結(jié)論
公路在經(jīng)多年的通車后,路基沉降基本完成,路基加寬段由于新舊路基的不均勻沉降,必然產(chǎn)生以縱向裂縫為代表的裂縫,從而對(duì)公路產(chǎn)生破壞。為此,必須加強(qiáng)公路路基加寬時(shí)設(shè)計(jì)優(yōu)化及施工質(zhì)量,使沉降量減為最少,以保證公路的質(zhì)量。
如何處理好高速公路路基加寬的關(guān)鍵,主要是采取各種處治措施,以減少新拓寬路基的沉降量并縮小新老路基的沉降差。同時(shí),要保證新路基的填筑質(zhì)量,以減輕新老路基性質(zhì)差異所產(chǎn)生的危害,主要從舊路邊坡處理、土工合成材料的應(yīng)用、軟基處理、新建路基填筑等方面下足功夫。
隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展 ,人們的汽車擁有量也不斷的增多,這就要求我們要不斷的加強(qiáng)公路路基加寬施工技術(shù),完善道路的經(jīng)濟(jì)社會(huì)功能。
參考文獻(xiàn):
[1]楊利軍,簡述高速公路路基擴(kuò)建加寬的處理方法[J],中小企業(yè)管理與科技,2010.4
[2]黎志光,高速公路加寬擴(kuò)建工程新老路銜接的處理措施[J].廣東公路交通.2001.(2).9-101.
[3]人民交通出版社.北京.公路路基施工技術(shù).2003年01月.