公路路基施工技术要点探讨

2011-12-31 06:51蒋学平
城市建设理论研究 2011年28期
关键词:路堤挡土墙压路机

蒋学平

摘要:随着经济的迅速发展,我国交通事业发展迅猛,公路施工质量面临新的挑战。路基作为公路的基本载体越来越受到人们的关注,它将是公路的重要组成部分,施工技术的高低直接影响着路基工程质量的优劣。本文分析了路基施工过程中一些常见的问题,比如路基填料与压实、软土地基、路基的排水、防护施工,并阐述了其相关处理措施。

关键词:公路路基;施工技术

1工程概况

公路路基施工是整个公路施工工程的关键所在,稍有偏差将给整个工程埋下质量隐患。在公路施工中常会遇到诸如软土路基,黄土路基等不良路基,如不加以特殊处理,会引起填方路堤施工后沉降或不均匀沉陷,路面纵横坡变碎,平整度下降,导致行车颠簸等,严重影响公路的正常使用,造成大量的人力、物力、财力浪费。因此,路基施工应根据施工当地地形、地质状况、公路等级、所在地区的气候、结合施工填挖方平衡等来选择施工方法。例如某公路全长为4532.27m,路面宽度设计为16m,设计标准为二级公路,本文从路基的填压、软基处理、排水、防护方面探讨了当前广泛使用的公路路基施工技术。

2路基填料与压实

公路路基的强度和稳定性很大程度取决于路基填料的性质及其压实的程度。从现有条件出发,改进填土要求和压实条件是保证路基质量最有效和经济的方法。

规范规定,性质不同的填料,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500mm,填筑路床顶最后一层时,压实后的厚度应不小于100mm。一般来说,填石路堤的石料强度不应小于15MPa,用于护坡的石料强度不应小于20MPa,填料最大粒径不宜超过分层压实厚度的2/3。石料性质差异较大时,不同性质的石料应分层或分段填筑。若所利用的路堑挖方为不同岩种互层时,允许使用挖出的混合石料填筑,但石料强度、粒径应符合要求。暴露在大气中风化速度较快的石块不宜作填石路堤的填料,必须用这种强风化石料或软质岩石填筑路堤时,应先检验CBR值,符合要求的按土质路堤技术要求填筑,不符合则不得使用。

路基压实的影响因素有内因和外因两方面。内因指土质和湿度,外因指压实功能(如机械性能,压实时间与速度,十层厚度)及压实时的外界自然和人为因素。当前路基施工普遍采用了大吨位的压路机,碾压效果有了明显改善,对提高路基土的压实度起了很好的作用。碾压质量控制包括选取合适的压路机吨位、型号、压实遍数、压实方法及压实的均匀性等。

规范规定,高速公路和一级公路路面底面以下80~150cm部分的上路堤其压实度必须大于等于95%。对其他等级公路,当铺筑高级路面时,其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准。不同种类的压路机对不同土质的压实有不同效果,比如,振动碾压砂砾土能得到良好效果,而振动碾压粘性土能得到最佳压实效果。而同一种型号的压路机对不同土质的压实效果也不一样,这就需要采用不同的压实方法,要求控制被碾压路段的压实度一致、均匀。填土表面平整性也影响实均匀性,应严格控制路基碾压前的填土表面平整性。

在本工程中,碾压采用振动式压路机和15-18T三轮静态压路机联合完成。整平后,先用振动压路机由路两侧向路中心碾压。碾压时后轮应重叠1/2轮宽,一般碾压4~5遍;碾压速度,头两遍1.5~1.7km/h,以后用2.0~2.5km/h,至无明显轮迹。总之,碾压时遵循“由边到中,先轻后重,由慢到快”的原则,应注意:碾压必须连续完成,中途不得停顿,压路机应足量,以减少碾压成型时间。合理配备:震动压路机1~2台,三轮压路机2~3台,碾压过程中应行走顺直,低速行驶,桥头处10m范围内横向碾压。

3软土路基施工

在工程中常会遇到软土路基,孔隙比大、天然含水量高、压缩性强、承载能力低等是其特点,也是公路工程施工中的难点之一。在软土地基上修筑路基,若不加处理或处理不当,往往会发生路基失稳或过量沉陷,导致公路不能正常使用或损坏。

处理软土地基常用的方法有排水固结、灰土挤密桩、土工合成材料加固、轻质路堤法、高压喷射注浆技术、压密注浆碎石桩处理方法等。在处理方案土,应结合当地工程地质条件、经济技术条件和施工工期要求,制定切实可行、经济合理的措施,以满足地基处理设计的控制指标。通过在软土地基设置竖向排水体,改变原有地基的边界条件,增加孔隙水的排出途径,缩短软基固结时间。当软土地层含水量过大或过小时,采取灰土挤密桩。含水率过大,可往孔内填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分,或快速成孔浇灌,或边成孔边下套管,或成孔后下套管;含水率过小,应预先浸湿加固范围内土层,成孔顺序应先外圈后里圈并间隔进行。对己成孔,应防止受水浸湿,且应当天回填夯实,为避免夯扫一造成缩颈堵寒,应打一孔填一孔;当桩孔较密,土质松软,采取间隔跳打夯实。

在路堤填筑期间,每填筑一层都要观测,若沉降或位移超过规定标准要停止施工,待达到标准才开始土一层土方施工。当接近极限填土高度时要加强观测,严格控制填土速率,以免由于加载过快造成地基破坏。如果超过规范规定,要停止施工或采取措施,以保证路基的安全。经过路基加载、超载预压、卸载后,路基整体质量较好,沉降值控制在设计允许范围之内,软土路基处理达到了预期效果。

4路基的防水、排水

水是影响路基强度和稳定性的一个重要因素,水的侵蚀会造成许多路基病害。同时,从环境保护和不损害当地农田水利设施考虑,必须做好路基排水,形成排水系统,并与地区排水规划相协调,防止因各种原因造成水患,给路基、路面施工造成不必要的损失。

公路排水主要包括两个方面。一是地下排水,即减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及其强度的影响;二是路表排水,除将路面、地面的水迅速排出之外,应最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响,减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害。地下水排水设计可以采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。在施工前开挖临时排水边沟,排除施工期地表水并降低地下水,同时在路基底部掺加低剂量石灰处理,设置40 cm厚的稳定层等,可起到较好的效果。路表排水设计,一是可以通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等将路表水迅速排出路基以外。二是设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外。三是设计泄水孔以迅速排除桥面水。四是采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管将渗入路面面层的水引出路基之外。路面渗水的排水设计可沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物组成的路面边缘排水系统,通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限,设计中应在每10 m左右设置一道Ф5 cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。

5路基防护

路基的修筑改变了地层的天然平衡状态,以及路基暴露在空间,不断受各种自然因素侵蚀,因此需要进行各种类型的防护。

坡面防护。坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落以及与环境的协调。近年来,随着对环境保护的重视,高等级公路的边坡,多采用种草防护,边坡较高时,采用砌石框格(方型、菱形、拱型、M型)种草防护。由于西部干旱缺水,边坡种草防护类型的选择很重要,现大多采用草坪植生带,即将草籽、肥料和土均匀拌和裹于土工物内,当草起到固土作用后,无纺布纤维自然腐烂,不会污染环境,效果很好。

石砌圬工防护仍较普遍使用。混凝土预制块护坡多用在路堤边坡。连片的及带窗孔的护面墙,用于路堑边坡。破裂的或易于风化破碎的岩石路堑边坡采用锚杆挂铁丝网或高强塑料网格喷浆或喷射混凝土以及喷射纤维混凝土防护也有较好的效果。

冲刷防护。防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进,用高强土工格栅代替铁丝做石笼,用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡,很能适应土体不均匀沉降。

支挡防护。挡土墙用于支挡防护目前仍占主要。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合;钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理,墙身圬工体积小,也已广泛应用于公路路基的防护。垛式挡土墙易于调整墙的高度,并采用预制构件拼装,是一种特殊型式的挡土墙。

6结语

路基质量对公路的使用性能影响较大,因此在进行路基施工时严格按照规范要求进行,针对不同的路基项目采取不同的具体措施。

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