许君良
摘 要:近年来,我国不断加大各地区的公路基础设施工程建设力度,在促进经济发展的同时,也提高了人们对出行驾驶安全及舒适性的满意度。在公路结构中,路基是基础构造物,其稳定性和强度直接影响公路的使用性能和使用寿命。笔者依据多年的工作经验,对提高公路路基施工质量的各项有效控制措施进行详细分析。
关键词:公路路基;施工要点;质量控制
中图分类号:U416.1文献标识碼:A文章编号:1003-5168(2020)07-0126-03
Abstract: In recent years, China has been increasing the construction of highway infrastructure projects in various regions, which not only promotes the economic development, but also improves people's satisfaction of driving safety and comfort. In the highway structure, the roadbed is the foundation structure, its stability and strength directly affect the service performance and service life of the highway. Based on years of work experience, the author analyzed in detail the effective control measures to improve the quality of highway subgrade construction.
Keywords: highway subgrade;key points of construction;quality control
公路工程中路基是基础性构造物,其稳定性和强度直接影响公路的使用性能和使用寿命。路基施工质量受自然环境、施工技术、施工材料等因素的影响。为了将各因素的影响降到最低,在施工前,施工单位必须严格审核设计图纸,科学组织施工队伍,优化施工流程;在施工过程中,管理人员必须认真监管施工质量,若发现路基出现质量问题,要及时作出整改通知。路基施工环节多,工序复杂,只有在施工中强化质量意识,因地制宜选用科学的施工工艺,才能最大限度地减少路基通病的发生。本文主要对提高公路路基施工质量的要点进行分析,以期为我国公路建设事业更好地发展提供参考。
1 做好施工前的准备工作
为了保证公路路基的施工质量,降低施工过程中的风险,施工单位必须切实做好路基施工前的准备工作。首先,在全面熟悉相关设计文件的基础上,进入施工场地实地勘查,了解工程概况、所在地气候特点、各段工程地质情况等,对于和设计图纸不相符的问题,及时依据有关程序提出修改意见,报请变更设计;其次,从数量、技术指标等方面分析施工所需的材料、机械设备,从而选择最优的施工技术;再次,制定施工现场管理制度,建立责任制,明确各环节施工负责人,责任到人,并建立健全奖惩制度,利用一切手段调动员工的工作积极性;最后,做好路基所在区域的杂物清除工作,为施工创造安全良好的环境,确保施工有序开展。
2 严格控制路基填筑质量
路基填料必须是具有一定强度及黏度的填料。在挖方路基中,路基填料必须使用液压限数小于50、塑性指数小于26的砂性土、碎石土、石渣等沉降量较少、透水性能好的石料。当因施工条件限制,必须使用不同性质的填料进行填筑时,则应水平分层,分段填筑,分层压实。同一水平层路基的全宽应采用同一种填料,不得混合填筑。每种填料的填筑层压实后的连续厚度不宜小于500 mm。填筑路床顶后一层时,压实后的厚度应不小于100 mm。分层填筑时,强度最小的填料应填筑在路基最下层,CBR值大于8的优良填料填筑在最上层。路基填方按路面平行线分层控制填土标高,每层填土的宽度每侧应超出路基设计宽度300 mm[1]。
对于填方路基,填料必须选用砂砾石及片石,粒径分别控制在40~100 mm、150~300 mm,并分层铺设土工格栅,以有效排除填料间的水流,加固填方路基。在土工格栅施工时,完成一定厚度的砂砾垫层后,采用25T振动压力路机静压2遍,方可铺设土工格栅。运用于加固地基的土工格栅,可选用纵向极限拉力≥60kN/M、横向极限拉力≥20kN/m、伸长率≤4%的钢塑土工格栅。铺设时,必须使土工格栅的受力方向与路基的中线保持垂直,拉直拉平铺设完一整幅格栅,纵向2幅土工格栅的搭接宽度必须大于30 cm,相邻的土工格栅搭接宽度控制在20 cm,并用铁丝对土工格栅的接缝进行穿插固定连接。为了使土工格栅紧贴基层,可用U型钉每间隔1.5 m将格栅固定在地面上。铺设完毕后填筑上层路基填料,压实后再铺设下一层土工格栅,上下层土工格栅的搭接缝位置必须错开3 m以上的长度,在尽头处用下层土工格栅回包上层格栅,使上下两层格栅形成整体[2]。
3 严格控制路基压实质量
在完成每一层的路基填土作业时,工作人员要对路基的松铺厚度、平整度和含水量进行检查,符合施工要求后进行碾压压实作业。在挖方路基段,采用振动压路机或35~50 t轮胎压路机进行压实,第一遍必须是静压,速度由慢到快,速度低于4 km/h,强度则由弱到强,碾压的遍数根据现场检测试验的数据确定。在直线段路基碾压过程中,应先碾压两边后碾压中间;在小半径曲线段的路基碾压过程中,先碾压内侧后碾压外侧,纵向进退式完成碾压工作。压路机在前后相邻的两个区段碾压时,要纵向前后重叠至少1.5 m,以保证无漏圧[3]。
高填方路基的压实需要使用冲击式压路机进行冲击补强,保持冲压的次数达到30次以上,同时要保证土壤含水量达到最佳水平。对边坡处进行压实时,冲击速度要保持匀速,防止工作车辆滑下路堤。压实工作完成后,要根据相关要求对公路路基的压实度进行检查,压实度应达到95%,陆地基底的压实度不得低于93%。
4 提高路基与桥涵等构造物衔接处的施工质量
桥涵构造物与公路衔接处是易发生桥头跳车、不均匀沉降的地段,因此,要在桥涵与路堤的交界处设置台阶,以保证结合处连接的整体强度,开挖的台阶宽度一般大于1 m,回填一定厚度的砂性土后,可在每层台阶加铺土工格栅,或在路桥衔接处设置搭板与伸缩缝,以防止路基发生沉降现象[4]。伸缩装置设置在桥梁主梁梁端与桥头的搭板中间,伸缩装置中的橡胶条能够缓冲搭板板端转角与主梁梁端转角产生的高差振动,从而避免路桥衔接处的路基土发生变形。需要注意的是,要根据路桥过渡段车辆通过时的受力、地基沉降量来设计桥头搭板形式、搭板长度及配筋参考值。
5 做好路基防护工作
路基防护工作主要是对路基坡面的防护、支挡防护、冲刷防护。
坡面防护是防止地表水对坡面岩土冲刷而设置的,一般采用植草防护、砌石框格、石砌圬工防护、混凝土预制块护坡等。在挖方路基处,边坡防护较多采用植物防护;在填方路基处,若路基边坡高度大于4 m,可采用拱形骨架护坡防护,若路基边坡高度小于4 m,可采用植草防护[5]。
支挡防护是指设置挡土墙作为路基防护。挡土墙具有悬臂式、板柱式、扶壁式、重力式等多种形式。挡土墙的支护效果较好,被广泛应用。
冲刷防护是利用砌石、抛石等形式进行防护,主要应用于沿河路段的路基防护。
施工条件及材料的耐久性、经济性决定影响防护措施的选择,施工时应要依据实际情况选择科学有效的路基防护。
6 提高软土地质段路基承载力
软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强度很低的呈软塑~流塑状态的黏性土。从工程的角度,一般将软土划分为淤泥、淤泥质土和软黏性土[6]。在软土地基上修筑路基,若不加以处理,往往会发生路基失稳或过量沉陷,导致公路被破坏或不能正常使用。
我国公路施工经验丰富,软土地基加固方法较多。在实际施工中,必须根据实际施工条件及软土厚度等选用加固方法。
①对于软土层厚度<3 m的,可采用换填法处理这种浅层软土。
②对于软土层厚度在3~5 m的,且地下水位比较高,可采用加铺土工布或土工格栅增强软土排水率,并利用土工格栅对土体颗粒的锁嵌作用,增加软土的强度。
③对于软土层厚度大、但路堤较稳定的高填土路基,可采用袋装砂井法联合堆载预压或超载预压加速排出水流。施工时需要注意以下几点:首先,袋装砂子必须选用中粗砂,不得使用潮湿及粒径不符合要求的砂子;其次,装袋时为了保证砂袋装满并密实均匀,应分两次装灌,两次振动;再次,装砂袋子的材料必须是麻布、再生布或聚丙烯编织布,因为这种材料具有较好的透水性及韧性[7];最后,在安装砂袋过程中,安装完钢管套后,先在套内加少量水,然后将砂袋放进钢管套,到达设计深度后再添加少量水,以防止砂袋回带,若施工过程中产生回带现象,应及时冲水拔出[7]。
④若软土层厚度大,且经过简单人工处理无法满足施工要求是,可采用钻孔灌注桩加固地基。钻孔灌注桩施工过程中要注意以下问题。第一,钻孔埋设护筒阶段,护筒的埋置深度必须在2~4 m,高出自然地面约0.3 m,并使用优质黏土回填护筒周围,逐层填筑,逐层夯实。第二,钻孔过程中要随时检查孔内水压差及泥浆比重,并使泥浆面和水位之间的高度差在1.5 m之上。为防止孔壁坍塌,需要保持孔外水压小于孔壁内的静水压力,且泥浆的下降流速保持在0.15 m/s以内[8]。第三,成孔后可根据施工条件选择清孔方法。清孔方法主要有两种,即正循环换浆法和换浆与掏渣结合法。为保证清孔达标,首次清孔时间必须在30 min以上。第四,在下放钢筋笼时,要保证钢筋笼不得弯曲变形,并避免碰触孔壁,完成钢筋笼安装后方可进行二次清孔。第五,灌注混凝土时,导管下口与孔底要保持25~40 cm。为了避免钢筋笼上浮,当混凝土表面与钢筋笼底距离1 m时,要减慢灌注速度,增加导管埋深,减小混凝土灌注对钢筋笼的冲击力。
7 完善路基路面排水设施
及时排出路基范围内的水流是保障路基稳定的有效措施。路基范围内的地表水及地下水都要及时排出。
路基地表水的排水设施有边沟、排水沟、急流槽、倒虹吸等,分别设在路基的不同位置。以边沟为例,其设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧,沟底的纵坡要与路线的纵坡保持一致,并不宜小于0.3%,出水口的位置延伸出坡脚,防止边沟水冲刷坡脚。
路基地下水的排水设施主要有盲沟、渗井、暗沟。在地下水位高且水流量大的地段,应注重渗沟的排水设计,渗沟最小纵坡不宜小于1%,底部必须埋置于最下面的不透水层上。在地下流水较小的地段,可设置盲沟排出地下水。暗沟多设置在填挖路基交界处,沟底的纵坡宜大于1%,沟内底部用大粒径碎石铺设,上层用粒径较小的粒料铺设作为反滤层。
公路排水系统是一个整体,只有将路基排水设施与路面排水设施相结合,才能最大限度地排出水流。路面排水设施是在路面两侧设置相应的节水沟、排水沟等附属工程,排水沟渠紧挨路堤设置,将边沟、截水沟、路基附近的积水排到桥涵处或路基之处的天然河沟里。
在进行排水设施施工时,会不可避免地与周围农田或已有涵洞产生交集,影响当地农户的正常生产生活。因此,要及时发现设计方案中存在的设计缺陷,以现场实际情况为准,及早与设计方、监理方联系,对施工方案进行改正,防止在施工过程中因周围结构物影响施工进度,造成返工、复工的情况。
综上所述,公路路基施工是公路施工的基础性作业,路基的施工质量影响公路工程的整体质量。笔者总结自身多年的工作经验,从做好路基施工前的准备工作、严格控制路基填筑质量、严格控制路基压实质量、提高路基与桥涵等构造物衔接处的施工质量、做好路基防护工作、提高软土地质段路基承载力、完善路基路面排水设施七个方面对施工要点进行了详细分析。在把握好这几方面施工要点的基础上,施工方还必须优化施工计划,应用新技术、新材料,提高施工效率,确保地基承载力的提高及路基强度的增加。
参考文献:
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