薛 樺
(山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 運(yùn)城 044004)
路基是公路這一線型建筑物的主體,也是路面的基礎(chǔ),與路面共同承受行駛車輛的作用。 根據(jù)路線所通過的地形、地質(zhì)和土壤等情況,路基的橫斷面可設(shè)計(jì)成各種不同形式。
路基工程包括土石方工程,排水工程和防護(hù)工程等,其施工質(zhì)量直接影響到路面使用品質(zhì)。 如因路基施工質(zhì)量問題而導(dǎo)致路面早期出現(xiàn)龜裂、沉陷、翻漿等病害,影響車輛的正常暢通,增大養(yǎng)護(hù)成本。 因此,嚴(yán)格控制工程質(zhì)量,使路基達(dá)到堅(jiān)實(shí)而穩(wěn)定的狀態(tài),可為路面結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期的荷載作用提供重要保證。 同時(shí),使路基有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,可以適當(dāng)減薄路面厚度、降低路面造價(jià)。 但是,路基施工土石工程量較大(1km 有數(shù)千方甚至上萬方),施工程序復(fù)雜(包括挖、填、棄),與排水、橋涵、防護(hù)、路面等工程相互交錯(cuò)、關(guān)系密切,并受地質(zhì)、地貌、氣象、地方環(huán)境等條件的影響,在施工組織過程中,稍有不慎,就會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量不良。 要使路基堅(jiān)固而穩(wěn)定,就必須精心施工。 只有這樣,才能建成高質(zhì)量的路基工程。
為防止路基結(jié)構(gòu)在行車荷載及自然因素作用下發(fā)生整體失穩(wěn),產(chǎn)生不允許的變形或破壞,必須因地制宜地采取一定的措施來保證其整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
為保證路基在外力作用下不致產(chǎn)生超過容許范圍的變形,要求路基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。
在地面水和地下水的作用下,路基強(qiáng)度會(huì)顯著降低。 特別是在季節(jié)性冰凍地區(qū),由于水溫狀況的變化,路基會(huì)發(fā)生周期性凍融作用,形成凍脹和翻漿,使路基強(qiáng)度急劇下降。 為保證在最不利的水溫狀況下路基強(qiáng)度不致顯著降低,就要求路基具有一定的水溫穩(wěn)定性。
當(dāng)前,路基施工普遍采用大噸位的壓路機(jī),碾壓效果有了明顯的改善。 而在具體的填筑過程中,可從以下2 個(gè)方面進(jìn)行質(zhì)量控制。
路基應(yīng)分層填筑,并控制厚度和寬度。 太厚不易達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度,太薄則會(huì)發(fā)生“起皮”現(xiàn)象。 規(guī)范規(guī)定,每層壓實(shí)厚度為15 cm 較為理想[1]。 但在實(shí)際施工中,應(yīng)按施工單位的壓實(shí)機(jī)具來確定。 根據(jù)試驗(yàn), 對(duì)42 t 振動(dòng)羊腳碾這樣大型的壓實(shí)機(jī)具,其壓實(shí)厚度可達(dá)20~25 cm;而對(duì)于振動(dòng)25 t 以下的壓路機(jī),其壓實(shí)厚度必須控制在15~20 cm 之內(nèi)。 為了很好地控制壓實(shí)厚度,施工前,應(yīng)先根據(jù)試驗(yàn)找出松土系數(shù)(為1.2~1.5),施工中要用尺量測(cè)松土厚度。為確保路基邊緣的壓實(shí)度, 鋪土應(yīng)超出路堤的邊沿,并有足夠的余寬。根據(jù)規(guī)范,每堤應(yīng)超出路堤寬度0.5 m。但對(duì)于高填土地段,0.5 m 的富余寬度往往不夠。這一方面是由于路基沉降,引起寬度“不夠”;另一方面是由于機(jī)械到不了邊緣,邊緣的土不能充分拌和、壓實(shí),容易造成邊緣松散、碾壓不密實(shí)的現(xiàn)象,甚至可能產(chǎn)生縱裂的病害。
碾壓之前,必須控制好含水量,含水量過高,不易壓實(shí),且易形成“濕彈簧”;含水量過低,壓不實(shí),會(huì)造成松散現(xiàn)象,俗稱“干彈簧”。 實(shí)踐證明,含水量略高于最佳含水量(一般高于最佳含水量2%左右)時(shí),碾壓效果最好。 所以,一般來說,應(yīng)隨時(shí)測(cè)定土的含水量,以便達(dá)到最佳碾壓效果。 但現(xiàn)場(chǎng)施工中,不可能總是使用儀器測(cè)量含水量。 因而,必須掌握好“略高于最佳含水量”的土的手感和觀感,以便確定碾壓時(shí)機(jī)。
在施工中,對(duì)含水量較高(如含水量為25%~40%)的過濕土,若僅靠自然晾曬法,夏季必須要連續(xù)晾曬10 d 以上,才可進(jìn)行碾壓。 為了提高土中水的蒸發(fā)量、縮短工期,施工單位一般采用“犁耙”結(jié)合的方法進(jìn)行施工, 即每一施工小段必備2 臺(tái)中拖,其中1 臺(tái)掛重型鏵犁,1 臺(tái)掛重型缺口圓盤耙,并且其翻耕深度必須滿足壓實(shí)度的松土厚度需要。 實(shí)踐證明,用這種“犁耙”結(jié)合的方法進(jìn)行翻耕、粉碎,能夠提高土壤水的蒸發(fā)量,在春秋季晴天,從培土到碾壓達(dá)標(biāo)需要3~4 d 時(shí)間。
灰土與素土的施工及檢測(cè)相似,只是其中存在著一個(gè)摻灰拌和的過程。 在施工過程中,對(duì)于一些黏性較大的土塊,往往缺口圓盤耙也無能為力。 此時(shí),可用2%~3%的消解石灰均勻地撒在其上,然后翻耕、粉碎。 這些石灰起到將土“咬開”、“砂化”的作用。 待含水量高于最佳含水量5%左右時(shí),將剩余劑量的石灰撤于土上,再進(jìn)行翻耕、粉碎、拌和。 待拌和充分(土顆粒小于5cm)、灰土含水量略高于最佳含水量時(shí),用平地機(jī)找平碾壓。 在施工中,為嚴(yán)格控制摻灰量,可用“畫格子”的方法,計(jì)算每格中應(yīng)用灰量。 而且石灰應(yīng)完全消解,以免出現(xiàn)拱裂的現(xiàn)象(這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致灰土板體遭到破壞, 而達(dá)不到應(yīng)有的強(qiáng)度)。 同時(shí),翻耕拌和應(yīng)徹底,即要在全厚度范圍內(nèi)進(jìn)行翻耕、粉碎、拌和,以免出現(xiàn)素土夾層的病害。
對(duì)于橋頭填土,填土較高,沉降量大,若填筑質(zhì)量沒有控制好,將來沉降量更大,易發(fā)生“跳車”現(xiàn)象。 橋頭填土面積較小,施工機(jī)具不易回轉(zhuǎn),現(xiàn)場(chǎng)“犁耙”結(jié)合的方法是行不通的,故必須進(jìn)行灰土預(yù)拌(摻灰5%~8%)。 這樣既能保證質(zhì)量又節(jié)省時(shí)間,也宜于攤鋪找平。 具體施工方法為:在橋頭附近較為寬闊的地方,將灰、土粉碎(拌和土顆粒小于5 cm)。待含水量略高于最佳含水量時(shí),人工分層攤鋪于結(jié)構(gòu)物周圍。 對(duì)于大型機(jī)械不能作業(yè)的地方,應(yīng)當(dāng)用手扶振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓(壓實(shí)厚度不能超過15cm),壓實(shí)度要求比同層次的路基壓實(shí)度提高2%。 由于橋頭填土路段較短,預(yù)拌土可能夠幾層填筑,為了加快進(jìn)度,監(jiān)理人員應(yīng)與施工單位一起,用已標(biāo)定好的核子密度儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè), 合格后立即填筑另一層。 另外,施工時(shí),為避免對(duì)結(jié)構(gòu)物造成損壞,應(yīng)在結(jié)構(gòu)物兩側(cè)對(duì)稱填筑。
填土不經(jīng)選擇,把表層土、帶草皮的土及腐殖土等不合格的土填入路基,導(dǎo)致路基出現(xiàn)強(qiáng)度不均勻,達(dá)不到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),甚至出現(xiàn)沉陷等質(zhì)量問題,雖面積不多,但也給路面帶來一定病害。 防治辦法就是堅(jiān)持按設(shè)計(jì)文件中的規(guī)劃取土,堅(jiān)決按技術(shù)規(guī)范施工,嚴(yán)格控制不合格的土填入路基。
施工方法不當(dāng), 路基的壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,就會(huì)使路面產(chǎn)生病害。 防治辦法是,不同的土質(zhì)不能混填。 對(duì)不同的土質(zhì)進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)要準(zhǔn)確。 通過鋪筑試驗(yàn)路段,獲得相關(guān)的技術(shù)參數(shù),指導(dǎo)施工,確保壓實(shí)質(zhì)量。 在施工過程中,經(jīng)常檢驗(yàn)縱橫坡度,要求每層土的厚度和壓實(shí)度均勻,堅(jiān)持橋頭涵洞周邊規(guī)范填土,保證達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。 在填筑施工中,要加強(qiáng)檢查,發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)糾正[2]。
壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的因素很多,如,為了趕施工進(jìn)度,每層鋪土厚度過厚;未在最佳含水量條件下進(jìn)行壓實(shí);壓的遍數(shù)不夠等。 防治的辦法主要是:(1)在思想上必須重視壓實(shí)施工質(zhì)量,嚴(yán)格控制鋪土厚度和最佳含水量。 (2)按照“先邊后中”、“先快后慢”、“先輕后重”、“輪跡重疊足夠”、“壓實(shí)遍數(shù)足夠”的原則和要求,組織壓實(shí),做到無漏壓、無死角。(3)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè),不合格者應(yīng)及時(shí)補(bǔ)救或返工,每層壓實(shí)后均應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)。
在施工中, 施工者常常會(huì)忽視平整度和橫坡的要求, 主要原因是思想上不重視。 解決的方法是,提高認(rèn)識(shí),按要求進(jìn)行檢測(cè),及時(shí)修正,達(dá)到要求[3]。
這些部位施工不便于用大型機(jī)械壓實(shí),而用小型壓實(shí)機(jī)具費(fèi)工費(fèi)事,因而施工比較馬虎。 防治辦法是端正施工態(tài)度,克服馬虎毛病,采取正確的填筑方法,嚴(yán)格抽樣檢查。
路基碾壓完成后,外觀應(yīng)達(dá)到平整、密實(shí)、無局部坑洼,曲線圓滑、直線順直;高程、橫坡度、壓實(shí)度等各項(xiàng)指標(biāo)符合有關(guān)規(guī)范要求。 路基施工技術(shù)難度不大,但工藝比較復(fù)雜,并且在施工中,會(huì)遇到各種各樣環(huán)境條件的制約。 在工程實(shí)踐中,只要我們嚴(yán)格遵守技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)施工管理,強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí),就一定會(huì)提高路基路面的耐久性。
參考資料:
[1] 公路路基施工技術(shù)規(guī)范,JTJF10-2006[S].
[2] 文德云,彭富強(qiáng). 路基路面施工技術(shù)[M]. 北京:人民交通出版社,2006.
[3] 侯巖峰,魏正義. 公路項(xiàng)目質(zhì)量管理技術(shù)[M]. 北京:人民交通出版社出版,2006.