李仁(甘肃路桥第五公路工程有限责任公司,甘肃兰州 730030)
软弱地基旧路加宽段的施工控制
李仁
(甘肃路桥第五公路工程有限责任公司,甘肃兰州 730030)
软弱地基上旧路加宽主要的技术难题是如何减小新老路基之间的差异沉降,并保证新老路基的有效衔接,避免道路通车后路面 出现纵、横向裂缝等病害。本文结合自己参建的工程项目,着重介绍了本项目在旧中加宽过程中的一些实际控制方法,旧路加宽质量得到了有效控制,并取得了非常良好的效果。为其他旧路加宽工程提供参考。
软弱地基 旧路加宽 施工控制
张恭二级公路工程项目,起始桩号K0+000,终点桩号K24+465,全长23.202公里。路线起自张家川县,顺接韩社二级公路。
按照《公路工程技术标准》(JTG B01-2003),确定本项目技术标准采用双向双车道二级公路标准建设,设计行车速度为60km/h,路基宽度为12m,汽车荷载等级采用公路Ⅰ级。
(1)本项目地处陇东黄原丘陵沟壑区,黄土梁峁起伏,在全国公路自然区划中属黄土高原干湿过渡区,即甘东黄土山地区Ⅲ3。(2)本项目共有三段(桩号:K 7+4 0 0-K 9+5 0 0、K 1 3+5 0 0-K13+700、K16+680-K17+840)路基属于旧路单侧加宽,原有道路宽度为7m,经扩建后,路基宽度为12m。旧路加宽路基与S305线原有路基重叠,沿后川河河谷、樊河河谷布设,地形平缓,地下水位较高,约0.3m-0.5m;地层岩性为淤泥质粘土,厚度约1.5m-2.5m,饱和,处于软塑-流塑状态,属高压缩性土,承载力低,易引起路基不均匀沉降及整体失稳破坏,很难满足规范设计要求。按照设计文件,全部均要采用软弱段路基进行加宽处理。
4.1目的
(1)通过地基处治,减少新拓宽路基的工后沉降量,控制新旧路基的沉降差。(2)通过拓宽段新旧路基结合部位处治,加强新旧路基的结合 强度及稳定性,减少不均匀沉降等病害的发生。
4.2要求
(1)保证施工期间排水通畅。(2)老路堤与新路堤交界的坡面,挖除清理的法向厚度不宜小于0.3m,然后从老路堤坡脚向上按设计要求挖设台阶;老路堤高度小于2m时,老路堤坡面处理后,可直接填筑新路堤。(3)在旧有路基开挖台阶后,要对旧有路基的压实度进行检测,对有翻浆或软基的路基要按照特殊路基的处理方法进行处治。(4)对于K7+400-K9+500、K13+500-K13+700、K16+680-K17+840三段旧路加宽存在翻浆的路段,通过挖探确定导致路基翻浆的原因。
旧路加宽工程最大的技术难题是使新旧路基整体的稳定问题。原有的旧路路基经过多年车荷载作用和自然沉降等因素影响已趋于稳定,沉降量已很小,而加宽完成后的新旧路基存在着沉降不均衡的现象,在有软基的地区这种现象更加明显。若处理不好将给新修道路留下严重隐患。新旧路基之间出现的不均匀沉降反映在路面上是将在路基加宽处产生大量纵向裂缝,这种病害会在外界因素(例如行车载荷、冻胀、雨雪侵蚀等)作用下进一步发展,有造成质量事故的危险。
6.1选择合适的填料
本项目地处张家川县东南方向,年降水量较多,为提高新填路基的刚度,路基填料采用碎石土,最大粒径控制在30cm以内,含水率不超过10%,且碎石渣含量不少于75%,各项指标均能满足路基填筑要求。
6.2基底换填
基底采用抛石挤淤的方法处理。施工时,先将水疏干,然后由靠旧路一侧开始抛填片石,边填边振压,将淤泥往外排挤;抛填片石厚度为1m,一次性进行抛填,片石粒径不小于30cm,最大不超过80cm,抛填宽度比路基坡脚线宽出2m。填石完成后,用推土机、压路机进行反复碾压,直到地基无明显“弹簧”现象,且通过水准测量,沉降差小于5mm后,进行找平。
6.3新旧路基结合部的处理
按照设计要求,在填筑前必须先将路基高度大于2m的旧路基边坡面开挖成台阶状,阶梯宽为1m,阶高约0.5m,然后分层填筑,分层夯实。路基高度小于2m时,对旧路基进行坡面处理,挖除旧路肩,清除坡面树木杂草,进行分层填筑。
6.4路基压实
软弱地基采用抛石挤淤作业完毕后,进行路基分层填筑,分层碾压,由于本项目采用碎石土进行填筑,每层虚铺厚度控制在30cm 一35cm,对于碎石土作业采用沉降差观测和控制碾压遍数的方法共同控制压实效果。碾压机具采用2台20t以上压路机,压实遍数采用弱振1遍—强振4遍—弱振1遍的组合。在第3遍强振后进行沉降差的观测,当沉降差小于2mm且碾压遍数不少于6遍(强振4遍,弱振两遍)时,即己碾压到位。
6.5新设备在旧路加宽中的应用
为了减小和消除加宽段的路基沉降,我项目部引进了HC36高速液压夯实机对旧路加宽段落进行了夯实补强。对这种新设备的应用我作一些简单的介绍。(1)高速液压夯实机参数。HC36高速液压夯实机:夯锤重量为3.0吨,最大行程1.2米,夯击势能36千焦,夯板直径0.6米;(2)工作原理。用液压缸将夯锤提升至一定高度后自由释放,夯锤即在重力和液压蓄能器的共同作用下加速下落,落下后打击静压在地面上带缓冲垫的夯脚,再通过夯脚夯击地面.每分钟可夯击40次以上。由于夯锤对地面的作用是通过静压在地面上带缓冲垫的夯脚实施的。且在液压加力装置的持续作用下与传统的强夯相比,其作用力峰值小,作用时间长,不易剪切填层流线的突出特点。(3)HC36高速液压夯实机实际应用。1)夯实作业点布置。夯实作业前先按照1.30米的间距梅花形布置夯击作业点,对夯实范围使夯点全部覆盖;夯点必须向外延伸各3米。对新旧路结合部位重点进行夯击,并增加3遍夯击次数。2)夯实作业。在已施工完成的夯实工作面上放出夯点,使夯杆对准点位,将夯机调至强档进行夯击。夯击从路基中间开始,采用扇形扩延作业方法,每次作业左、中、右三点,再进行下一排三点施工,直至完成全部夯点。3)夯击次数标准。①每个夯点的强档夯实不得少于10锤。②夯实完10锤及15锤后分别进行测量及比对,若相对夯沉量差值大于10mm须以3锤为单位追加夯实次数,直至最后3锤与其前3锤的相对夯沉量差值不大于10mm。
为了能最大限度的减小加宽路基产生的工后沉降,我项目在全线优先对旧路加宽段进行了施工,除采取以上方法作好质量控制外,还对旧路加宽段落进行了半幅封闭,使社会车辆在加宽段落通行,路基交验放在全线路基最后进行交验,最大限度的使车辆荷载进行反复碾压。并在沿线埋设沉降观测点,2个月后进行了沉降值的观测。在第3个月进行的观测中,路基沉降己全部完成。进行了路面工程的施工作业。讫今,路面未出现任何病害或沉降,旧路加宽质量得到了有效控制。
在对软弱地基的旧路加宽中,我们严格依据本项目设计图纸,并优先采用高速液压夯实机等新设备,综合考虑。取得了非常良好的效果,希望能够对其他地区旧路加宽施工起到一些有益的作用。
[1]刘玉卓.公路工程软基处理.人民交通出版社,2002.