淺議公路路基施工方法
摘要:本文就公路路基施工中的幾種方法進行了分析。并提出合理可行的建議與處理措施。
關(guān)鍵詞:公路路基，施工技術(shù)
1、路基填土與壓實
公路路基的強度和穩(wěn)定性很大程度取決于路基填料的性質(zhì)及其壓實的程度。從現(xiàn)有條件出發(fā),改進填土要求和壓實條件是保證路基質(zhì)量最有效和經(jīng)濟的方法。
1．1路基填料
規(guī)范對路基填料應(yīng)結(jié)合條件選用，對路基填料最小強度和最大粒徑綜合量化標(biāo)準(zhǔn)，采用CBR值表證路基土的強度，引入了路床的概念，對上路床的填料提出了限制的條件，當(dāng)路基填料達不到規(guī)定的最小強度時，應(yīng)采取摻合粗粒料或換填或采用石灰、水泥等穩(wěn)定材料處理。
1．2路基壓實
當(dāng)前路基施工，普遍采用了大噸位壓路機，碾壓效果有了明顯的改善，對提高路基土的壓實度起了很好的作用。新修訂出版的公路驗收標(biāo)準(zhǔn)對路堤、路床壓實度作了新的要求。應(yīng)通過試驗路段來確定不同機具壓實不同填料的最佳含水量，適宜的松鋪厚度和相應(yīng)的碾壓遍數(shù)，最佳的機械配套和施工組織與加強施工隊伍人員素質(zhì)管理。
1．3黃土路基填筑及壓實
(1)黃土路堤施工時,應(yīng)做好填挖界面的結(jié)合(縱向),清除坡面雜草,挖好向內(nèi)傾斜的臺階。如結(jié)合面陡立,無法挖成臺階時,可采用土工釘加強結(jié)合。若地基土層具有強濕陷性或較高的壓縮性,且容許承載力低于路堤自重壓力時,可考慮采用重錘夯實,石灰樁擠密加固。
(2)黃土含水量過小,應(yīng)均勻加水再行碾壓;如含水量過大,可翻松晾曬至需要含水量再進行碾壓,也可摻入適量石灰處理,降低含水量。摻灰后應(yīng)將土、灰拌勻,其最大干密度應(yīng)通過擊實試驗確定。
(3)老黃土透水性差,干濕難以調(diào)節(jié),大塊土料不易粉碎,使用前應(yīng)通過試驗決定措施。路床填料不得使用老黃土。新黃土為良好填料,可用于填筑路床。黃土路堤應(yīng)分層填筑,分層壓實,大于10cm的塊料,必須打碎,并應(yīng)在接近上的壓實最佳含水量時碾壓密實。
(4)根據(jù)設(shè)計及時修筑外側(cè)邊緣的攔水、截水溝構(gòu)造物和急流槽,將水引至坡腳以外,對高度大于20m的路堤,應(yīng)按設(shè)計預(yù)留竣工后路堤自重壓密固結(jié)產(chǎn)生的壓縮下沉量。
(5)黃土地區(qū)應(yīng)特別注意路基排水,對地表水應(yīng)采取攔截、分散、防沖、防滲、遠接遠送的原則,根據(jù)設(shè)計及時做好綜合排水設(shè)施,將水迅速引離路基。在填挖交界處引出邊溝水量,應(yīng)做好出水口的加固。
2、路基路面排水
水是影響路基強度和穩(wěn)定性的另一重要因素,許多路基病害是由水的侵蝕造成的,另外,從保護環(huán)境、不損害當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利設(shè)施考慮,也必須做好路基排水,形成排水系統(tǒng),并與地區(qū)排水規(guī)劃相協(xié)調(diào)。在路基施工中,應(yīng)重視施工排水,防止因各種原因造成的水患,給路基、路面施工造成不必要的損失。
2．1地面排水
最通常采用的地面排水設(shè)施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管。對于二級公路和三級公路上的排水溝渠,一般都要求鋪砌防護。普遍采用漿砌片石加固,而水泥混凝土預(yù)制板塊也開始廣泛應(yīng)用。二級公路和三級公路通過水網(wǎng)地段的路基,過去逢溝設(shè)涵的做法在一些地方有了改進,對路線兩側(cè)的灌溉溝渠重新系統(tǒng)布置,免去了穿越路線的排灌涵洞,從而提高了路基的工程質(zhì)量。
2．2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。路拱橫坡應(yīng)≥2%。雨水排出路面有二種方式。第一種是集中排水,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20m～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。超高路段的排水通過設(shè)在中央帶的圓形開口排水溝或雨水井進行排除。第二種是分散排水,路線縱坡小于0.3%的長路段,除了硬化路肩和加固路基邊坡外,在經(jīng)過地下水位較高的綠洲地帶,也要防止邊坡上部的植草向上生長擋住橫向排水出路造成路表積水,改進的方法是硬化路肩,設(shè)置路肩排水溝,增大溝坡排水。
2．3地下排水
路基地下排水仍多用暗溝、盲溝、滲溝、滲井等,其特點是以滲透力式排水,當(dāng)水流量較大,多采用帶滲水管的滲溝。傳統(tǒng)的砂礫料反濾層多改用有反濾功能的土工織物,近幾年研制的帶有鋼圈、濾布和加強合成纖維組成的加勁軟式透水管直徑8cm～30cm,很適用于地下排水。
3、路基防護
3．1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(fēng)化剝落以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)。近年來,隨著對環(huán)境保護的重視,公路的邊坡,多采用種草防護,邊坡較高時,采用砌石框格(方形、菱形、拱形、M形)種草防護。邊坡種草防護類型的選擇很重要,現(xiàn)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(nèi),當(dāng)草籽發(fā)芽長成草起到固土作用后,無紡布纖維自然腐爛,不會污染環(huán)境,效果很好。石砌圬工防護仍較普遍使用,混凝土預(yù)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。破裂的或易于風(fēng)化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網(wǎng)或高強塑料網(wǎng)格噴漿或噴射混凝土以及噴射纖維混凝土防護也有較好的效果。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(huán)境的角度出發(fā),建議大力推廣既能改善生態(tài)環(huán)境,美化景觀,又一勞永逸的種草防護。
3．2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(tǒng)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,能適應(yīng)土體的不均勻沉降。
3．3支擋防護
擋土墻用于支擋防護目前仍占主要地位。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(jié)構(gòu)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(yīng)用于公路路基的防護。垛式擋土墻易于調(diào)整墻的高度,并采用預(yù)制構(gòu)件拼裝,是一種特殊形式的擋土墻。
4、軟土地基處理
近年來,隨著高速公路和一級公路建設(shè)的迅速發(fā)展,針對軟土地基,在防止路堤失穩(wěn)定、沉降觀測控制、軟土地基處理技術(shù)等方面取得了顯著成果。對處理的軟土地基用沉降速率作為鋪筑路面時間的沉降控制方法控制,使得在軟土地基上一次建成高級路面(而不是前期鋪筑過渡路面)的關(guān)鍵技術(shù)問題得到了解決。
4．1灰土擠密樁
當(dāng)軟土地層含水量過大或過小時,采取灰土擠密樁。含水率過大可往孔內(nèi)填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分,或快速成孔澆灌或邊成孔邊下套管,或成孔后下套管;含水率過小,應(yīng)預(yù)先浸濕加固范圍內(nèi)土層,成孔順序應(yīng)先外圈,后里圈并間隔進行;對已成孔,應(yīng)防止受水浸濕,且應(yīng)當(dāng)天回填夯實;為避免夯打造成縮頸堵塞,應(yīng)打一孔,填一孔;當(dāng)樁孔較密,土質(zhì)松軟,應(yīng)采取間隔跳打夯實。孔填料前應(yīng)先夯打孔底3～4錘;根據(jù)試驗測定的密實度要求,隨填隨夯,嚴(yán)格控制下料速度和夯擊次數(shù);回填料應(yīng)拌和均勻,并控制其含水量;每個孔填料用量應(yīng)與計算用量基本符合;夯錘重不宜小于100kg;錘型以梨型或棗核型較合適。有利于夯實邊緣土,不宜采用平頭夯錘,落距一般應(yīng)大于2m;如地下水位較高,應(yīng)降低水位后再回填夯實。已出現(xiàn)疏松、斷裂或夾層,按規(guī)定重新填夯灰土,達到設(shè)計要求。認真按操作規(guī)程施工;灰土要按配合比稱量,攪拌要均勻,干濕要適度;每次下灰厚度、數(shù)量、落錘高度、夯擊次數(shù)要按試驗規(guī)定做到前后一
致,施工中嚴(yán)格按質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)進行抽樣檢驗。
4．2輕質(zhì)路堤
用輕質(zhì)材料填筑路堤可減輕對地基承載力的要求。目前國內(nèi)已有應(yīng)用粉煤灰填筑路堤的成功經(jīng)驗,可使路堤自重減輕25%左右。用重型擊實試驗法測定最大干容重為9KN/m3～12KN/m3。硅鉆型粉煤灰黏性小,不具塑性,但液限在64%左右,最佳含水量37%～41%,有良好的壓實性能。粉煤灰路堤邊坡表層1m～2m用黏質(zhì)土包覆,以穩(wěn)定邊坡和利于長草,路床頂面用粗粒土封閉厚0.3m～0.5m。
4．3土工合成材料加固
淺層(一般小于3m厚)的軟土地基可采用先在地表鋪筑土工布,再填筑路堤,土工布起分隔、過濾、排水和加速固結(jié)等作用,從而取代常規(guī)的置換方法。軟土層厚度3m～5m,采用土工布與沙墊層聯(lián)合處治,排水沙墊層的厚度可由50cm減薄至30cm。也有在路堤下面與地表之間鋪設(shè)多層土工織物,利用材料的高抗拉強度克服地基的滑動變形來保持穩(wěn)定,通過控制填土速率,配合超載預(yù)壓,使地基迅速固結(jié)。采用聚丙烯或聚乙烯土工格柵,以及采用網(wǎng)箱席墊處理軟土地基,其主要作用是使地基土和填料向上和向兩側(cè)的位移受到限制,減少局部荷載。采用網(wǎng)箱席墊可減少總沉降量40%左右。
5、黃土陷穴處理
黃土陷穴是黃土地區(qū)路基施工常見的病害。黃土陷穴處理范圍,應(yīng)視具體情況而定,宜在路基填方或挖方邊坡外,上側(cè)50m,下側(cè)10m～20m。若陷穴傾向路基,雖在50m以外,仍要作適當(dāng)處理。對串珠狀陷穴應(yīng)徹底進行處治。處理時,采用灌沙、灌漿、開挖回填等措施,開挖的方法可以采用導(dǎo)洞、豎井和明挖等。
(1)灌沙法適用小而直的陷穴,以干沙灌實整個洞穴。
(2)灌漿法適用于洞身不大,但洞壁起伏曲折較大,并離路基中線較遠的小陷穴,施工時先將陷穴出口用草袋裝土堵塞,再在陷穴頂部每隔4m～5m打鉆孔作為灌漿孔,待灌好的土漿或水泥漿凝固收縮后,再在各孔作補充灌漿,一般需要重復(fù)2～3次。
(3)開挖回填夯實適用于各種形狀的陷穴,填料一般用就地黃土分層夯實。
(4)導(dǎo)洞和豎井適用較大、較深的洞穴,由洞內(nèi)向外逐步回填夯實,在回填前,應(yīng)將穴內(nèi)虛土和雜物徹底清除干凈。當(dāng)接近地面0.5m時,應(yīng)用老黃土或新黃土加10%的石灰拌勻回填夯實。處理好的陷穴,其上層表面均應(yīng)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。石灰土厚度應(yīng)按設(shè)計嚴(yán)格執(zhí)行,如原設(shè)計未要求時,其厚度不宜小于30cm。并將流向陷穴附近的地面水引離,防止形成地表積水或水流集中產(chǎn)生沖刷�！�
