何國瑞
(新疆交通建設(集團)有限責任公司,新疆 烏魯木齊 830016)
路基作為公路工程基礎,在公路工程建設體系中占據著至關重要的地位,其施工質量直接影響著整個公路的后續(xù)建設,以及公路建成投入運營后的使用壽命。路基各環(huán)節(jié)的科學施工對于確保整個公路工程的質量具有重要意義。本文主要對路基施工中的幾個主要環(huán)節(jié)的施工技術進行探討。
路基施工必須首先將施工場地清理干凈,包括垃圾、草木和亂石等的清理、表土的清除與安置及殘渣的處理等工作,其中至關重要的一項就是對表土的處理。本文下面就談論以下表土處理施工。
1.1 表土存放
鑒于工程施工單位在工程竣工驗收時,必須做好對于工程周圍區(qū)域的恢復,使其獲得原有的狀態(tài)及面貌,再交還給業(yè)主。而且,工程施工過程中出現的任何由承包商所造成的損壞,其責任都是由承包商承擔。所以,承包商在處理表土時,要尤其注意對于表土挖掘深度的控制,并做好表土的獨立存放,避免與周圍的其他施工材料相混合。
1.2 表土使用
安置好的表土一般有兩種用途。一是施工過程中用于路堤斜坡的修筑。為此,施工人員應當按照設計者的設計方案,將表土基進行合理存放及剝除處理,然后撒布于特定的位置;撒布完成后,應對表土進行平整處理,保證表土的清潔平滑,避免其中存有雜草、樹皮以及大塊石頭等雜物。二是在工程竣工之后繼續(xù)作為耕種用土。為此,施工人員應及時完整地做好回填工作。
施工區(qū)域場地清理工作完成后,應開展土方開挖、填土和壓實工作。
2.1 土方開挖
土方開挖工作主要以設計方案中的具體要求為指導,對固定區(qū)域實施挖掘,并將挖出的土運輸至路堤部位或者是其他放置地點。鑒于此土方具有長期形成的天然地層結構,一旦開挖勢必會造成地層結構的裸露,繼而使地層遭到破壞。所以,施工隊伍必須合理選擇開挖機械與挖掘方式(應以土質狀況、地形條件作為基礎)、合理控制開挖寬度以及深度(主要是以土方調配方案及開挖機械、方式為施工指引)。而且,不管是利用縱挖法還是以橫挖法進行施工,在進行挖掘之前,都必須嚴格做好邊坡的修筑,以保證施工工作的順利開展。
2.2 填土施工
施工單位進行填土施工,關鍵要做好填料選用,必須以國家公路建設的量化標準(如CBR值)以及路床狀況來控制填料的最大粒徑及最小強度。以上路床施工中填料選用為例,我國的一級公路及高速公路當前對于填料的CBR值的要求是,面底下部從0cm到30cm的路床部位,填料值必須在8以上。同時,對于特殊的路基,還要選用特殊的填料,比如,潮濕地區(qū)最好用黏質土作路基填料,且其塑性指數應當為18以上,限液在40以上,而天然稠度則在1.1以下,同時可適當摻入生石灰或吸水材料對路基的填料進行改性。
2.3 壓實施工
我國公路建設標準對于各種路基的施工壓實度均有明確規(guī)定,比如,高速公路以及一級公路的面底下部從80cm到150cm部位的上路堤,其壓實度要控制在95%以上,而路基的基底則應當控制在93%以下;潮濕地區(qū)路基則要利用輕型的標準對下路床及更下部位進行壓實等。實際壓實施工中還要注意以下幾點問題:振動壓路機的碾壓遍數控制在6到8遍,碾壓速度控制在3~6km/h即可,而光輪靜壓壓路機則要將速度控制在2~5km/h;應在路基的填料含水量處于最佳含水量的±2%~5%范圍時進行壓實;對于小半徑的曲線路段進行碾壓,適合采取先低后高的順序,而大半徑曲線路段與直線路段則可以采用先邊緣后中間的方式進行碾壓。
在當前的公路病害中,排水不暢是極其關鍵的因素,對路基進行良好的排水設計與施工,是延長工程質量壽命的必要保證。
3.1 路面排水
施工人員對路面進行排水設計,可以采用排水管、瀝青封土層或碎石盲溝(沿土路肩呈縱橫向)進行路面面層的導水設計,也可以采用邊溝、橫坡或邊溝的急流槽將路表水排出路基部位,還可利用橫向排水管、軟式透水管或中央分隔帶的縱向形狀碎石盲溝對滲入中央層分隔帶的水進行排泄,對于橋部位的水則可利用泄水孔進行橋面排水。
3.2 防滲設計
路基排水施工還包括對路基進行防滲設計,尤其是對于多雨、潮濕區(qū)域的道路施工。具體來講,可利用橫向出水管、可過濾織品以及透水性填料集水溝等在路面邊緣構筑排水系統(tǒng),再按照上文中路面面層的導水設計,設置排水管、瀝青封土層和縱橫向的碎石盲溝等。同時,在進行橫向排水管設置時,設計人員還應當將每一個排水管的間隔控制在10m左右,而橫向排水管的直徑應為5cm。
3.3 地下排水
農田排灌水和地下水會使路基的強度和穩(wěn)定性受到影響,繼而造成路基病害,因此,在進行排水設計時,還應注意做好地下排水。可通過適當提升路基最小填土高度或為路基底部設計排水邊溝的方式,以及將低劑量石灰摻入路基底部并設置一條厚度約為40cm的路基穩(wěn)定層的方式,以實現對地下水的適當導出,避免施工中或竣工之后公路因地下水的影響產生病害。
軟土地質是當前的公路地基施工中必須面對的問題之一,做好對軟土地基的處理,才能夠保證該地質條件下地基的穩(wěn)定性、強度和承載力等。軟基處理技術主要有以下幾種。
4.1 利用插板機將具有孔道的排水板插入軟土路基中,在軟土中營造出良好的排水通道,然后利用超載預壓法、砂石墊法或換填法,給予軟土地基中的水一定的擠壓力,使水順著排水板排出。其中,砂墊層應鋪設在路基底部的表面。
4.2 用土工織物或者袋裝(材質宜為網狀織物)砂井法處理公路的軟土地基。其中,土工織物鋪設于路基表層,可以為一層或多層,多用于軟土的前期施工處理,為下一步施工提供條件。而袋裝砂井則是利用袋子的材質,以及袋中材料的壓力和吸水能力,對軟基進行處理,直徑一般都控制在8cm,可以有效抵制地基處理中的垂直或水平變形。
4.3 利用砂井法進行處理。這種砂井主要指借助各種打樁機將鋼管打入地下,或者是利用爆破法、高壓射水法等打出孔眼,并將中砂或者粗砂集料等灌入孔眼,形成砂樁的方法,更適合于飽和的軟黏土質處理,可以構筑起完善的排水系統(tǒng)。
4.4 利用土工格柵(主要材質為聚乙烯或者聚丙烯)或者網箱席墊等方法,對軟土地質進行加壓處理,限制地基中的填料向兩側以及上部位置的位移,以使軟基的局部荷載降低。
公路路基防護主要是針對公路路基可能受到的各種影響,防護類型主要有支擋防護、沖刷防護和坡面防護。
5.1 支擋防護
目前,用于公路路基支擋防護的技術,主要是各種材質和形狀的擋土墻,比如扶壁式、懸臂式、板柱狀、重力式、垛式和混凝土結構擋土墻。其中,垛式擋土墻構件主要采用預制方式,能夠實現對于墻高的靈活調整;重力式擋土墻多為石砌材質,適用于較好的地基條件;其他種類的擋土墻均具有良好的受力性,墻身體積較小,是當前應用的主要型式。
5.2 沖刷防護
沖刷防護主要借助高強度土工格柵或者類土工格柵的聚氨酯、聚酯等織物來進行施工,還可以利用以混凝土護坡膜袋構建而成的護坡面板進行防護。
5.3 坡面防護
應用于路基坡面防護的措施主要有混凝土的預制護坡塊、石砌圬工工程、護面墻(連片或帶孔)和生態(tài)防護等,其中前兩者主要應用于路堤邊坡防護,造價較高且易破損,而護面墻則適用于路塹邊坡,生態(tài)防護是借助草籽、無紡織布、肥料和土等構筑生態(tài)防護帶進行防護。
路基施工是公路建設的重中之重,必須從路基工程施工的各個環(huán)節(jié)出發(fā),努力做好對于施工技術的應用,著力提升路基工程的整體施工效果,以延長公路工程的使用壽命。
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