周再榮
(貴州省遵義公路管理局, 貴州 遵義 563000)
隨著我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展,公路工程項(xiàng)目的數(shù)量與規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。近年來(lái)我國(guó)公路車(chē)流量、荷載量逐漸增加,對(duì)公路工程施工質(zhì)量提出了更高的要求。路基作為公路的基礎(chǔ),其平穩(wěn)定性和耐久性對(duì)整個(gè)公路的服務(wù)性能和使用壽命有著決定性的影響,因此控制好路基質(zhì)量,避免路基病害的發(fā)生是提升公路工程施工質(zhì)量的重要途徑。
路基沉陷是公路工程路基施工的常見(jiàn)病害,引起路基沉陷的原因通常為以下兩種情況:
a)路基填筑材料選擇不當(dāng),填筑方法不合理,路基壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,導(dǎo)致路基穩(wěn)定性、密實(shí)度不足,在荷載作用、水及溫度的影響下產(chǎn)生沉陷;
b)路基施工原地面為軟土路基,且實(shí)施路基填筑前并未對(duì)原地面進(jìn)行壓實(shí)或換土處理,地基產(chǎn)生沉陷從而引發(fā)路基不規(guī)則下沉。
路基邊坡病害在山區(qū)公路工程中十分常見(jiàn),其中邊坡塌方最為普遍。邊坡塌方的產(chǎn)生往往與施工地段的地質(zhì)條件、邊坡防護(hù)形式的選擇等有關(guān),常見(jiàn)的邊坡塌方類(lèi)型包括碎落、崩塌和滑塌等。
路基翻漿指在冬季,潮濕地段路基中的水分在冰凍的過(guò)程中向上聚集,當(dāng)氣溫回升時(shí),冰凍融化、路基變軟,路基強(qiáng)度迅速降低,在行車(chē)荷載作用下,路面產(chǎn)生冒漿、車(chē)轍和鼓包的現(xiàn)象。
路基填料的選擇及壓實(shí)度對(duì)于公路路基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度有著決定性的影響。控制好路基填土質(zhì)量和控制路基壓實(shí)度是提升路基施工質(zhì)量、避免路基病害發(fā)生的最為經(jīng)濟(jì)有效的途徑。首先,在選擇路基填料時(shí)要對(duì)材料的最大粒徑、最小強(qiáng)度進(jìn)行嚴(yán)格控制,如果路基填料達(dá)不到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),可通過(guò)摻料、換填和用石灰對(duì)材料進(jìn)行穩(wěn)定處理等手段來(lái)提升填料質(zhì)量,進(jìn)而有效控制路基壓實(shí)度。其次,在進(jìn)行路基壓實(shí)施工時(shí),可通過(guò)選用大噸位壓路機(jī)來(lái)提升壓實(shí)效果,而對(duì)于潮濕地段,則應(yīng)通過(guò)摻加生石灰等手段改善填料性質(zhì),選用合適的吸水材料也是提升路基壓實(shí)度的有效途徑。
水的浸泡和侵蝕是損壞路基的重要原因,許多公路工程路基病害都是由于排水施工不當(dāng)造成的。另外,公路工程的施工會(huì)對(duì)周邊水利設(shè)施等造成一定的影響,合理設(shè)計(jì)和實(shí)施公路排石系統(tǒng)是提升公路工程與周邊設(shè)施、環(huán)境協(xié)調(diào)性的必要舉措。公路工程排水施工應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
a)地面排水 公路工程施工中常采用的地面排水措施包括邊溝、截水溝、急流槽和地表排水管道等,對(duì)于高等級(jí)公路,要對(duì)地表排水溝渠進(jìn)行鋪砌加固,從而提升排水溝渠施工質(zhì)量并確保路基穩(wěn)定性;
b)路面排水 為了及時(shí)排除路面范圍內(nèi)的降水,避免對(duì)路基的損壞,路拱橫坡應(yīng)大于等于2%;
c)地下排水 常用的地下排水措施包括盲溝、暗溝和滲井等,這些排水措施均為滲透式排水,適用于排水量較小的情況,而對(duì)于特殊路段,若排水量較大,應(yīng)采用帶滲水管的滲溝進(jìn)行排水。
按公路施工條件及設(shè)計(jì)類(lèi)型選擇合適的路基防護(hù)形式對(duì)于提升路基穩(wěn)定性和避免路基病害的發(fā)生十分重要,路基防護(hù)施工要做好以下三個(gè)方面:
a)坡面防護(hù) 坡面防護(hù)的作用是避免地表水流沖刷、風(fēng)化剝落等造成的路基病害。坡面防護(hù)也是使公路工程與周?chē)匀画h(huán)境實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)的有效途徑,公路施工中常采用種草防護(hù),當(dāng)邊坡較高時(shí)則采用砌石框格種草防護(hù);
b)沖刷防護(hù) 防護(hù)沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護(hù),傳統(tǒng)的防護(hù)方式如砌石、拋石、鐵絲石籠和擋土墻等有所改進(jìn),用高強(qiáng)土工格柵代替鐵絲做石籠,用聚氨酯類(lèi)土工織物混凝土護(hù)坡袋制作護(hù)面板,以此做成的邊坡對(duì)于土體的不均勻沉降有很好的適應(yīng)性;
c)支擋防護(hù) 目前最常用的支擋防護(hù)形式仍是擋土墻,此外石砌的重力式擋土墻在石料取材較方便、地基穩(wěn)定性較好的工程中也較為常用,近年來(lái),鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的擋土墻技術(shù)逐漸成熟,由于其受力科學(xué)、體積較小,已經(jīng)逐漸在公路工程路基防護(hù)施工中得到推廣。
軟土路基的不均勻沉降嚴(yán)重干擾路基的穩(wěn)定性,軟土路基的處理一直是公路工程施工中不可避免的難題,隨著路基施工技術(shù)的不斷成熟,近年來(lái)對(duì)軟土路基的處理效果越來(lái)越理想,目前較為有效的軟土路基處理手段包括以下幾種。
2.4.1 灰土擠密樁。
當(dāng)軟土層的含水量過(guò)大或者過(guò)小時(shí),可采用灰土擠密樁的方式進(jìn)行處理。對(duì)于含水量過(guò)大的軟土層,可向孔內(nèi)填分石灰或干土,以吸收多余水分,當(dāng)土層含水量過(guò)少時(shí),則可先浸濕土層再進(jìn)行加固。成孔順序應(yīng)先外圈,后里圈并問(wèn)隔進(jìn)行。對(duì)已成孔,應(yīng)防止受水浸濕,且應(yīng)當(dāng)天回填夯實(shí);為避免夯打造成縮頸堵寒,應(yīng)打一孔,填一孔;當(dāng)樁孔較密,土質(zhì)松軟,通暢采取間隔跳打夯實(shí)??滋盍锨皯?yīng)先夯打孔底3到4錘,根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定的密實(shí)度要求,隨填隨夯,對(duì)夯擊次數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制;應(yīng)將回填材料攪拌均勻并嚴(yán)格控制好含水量,每個(gè)孔的填料用量應(yīng)與計(jì)算用量基本符合;夯錘重應(yīng)大于等于100kg,錘型以梨型或棗核型夯錘較為合適,應(yīng)避免使用平頭夯錘,落距一般為大于2m;當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí),應(yīng)先降低水位再回填;對(duì)于出現(xiàn)松散和斷裂的夾層,應(yīng)鏟出再重新填土直至符合設(shè)計(jì)要求。施工過(guò)程要嚴(yán)格按照工藝要求操作,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、夯擊次數(shù)要按試驗(yàn)規(guī)定做到前后一致;
2.4.2 輕質(zhì)路堤。
通過(guò)輕質(zhì)材料來(lái)填筑路堤能夠降低對(duì)地基的承載力要求,目前已經(jīng)投入使用的輕質(zhì)材料主要是粉煤灰,實(shí)踐成效較為理想,能夠有效減輕路堤自重。另外,在利用粉煤灰填筑路堤時(shí),還應(yīng)將邊坡用1~2m的粘質(zhì)土包覆,以起到穩(wěn)定邊坡的作用;
2.4.3 土工合成材料加固
對(duì)于淺層的軟土路基,可先在地表鋪上土工布,再進(jìn)行路基填筑,通過(guò)土工布起到隔離、過(guò)濾、排水和加速固結(jié)的作用。軟土層厚度為3~5m,采用土工布與砂墊層聯(lián)合處治,排水砂墊層的厚度可由50cm減薄至30cm。另外也可以在路堤下面與地襲之間鋪設(shè)多層土工織物,通過(guò)土工織物的抗拉強(qiáng)度對(duì)地基的變形起到穩(wěn)定作用,并有效控制填土速率和加快材料固結(jié)。
總而言之,公路路基施工質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)往往與施工路段地質(zhì)條件、施工材料、施工工藝和施工設(shè)計(jì)有關(guān)。要避免路基病害,提升公路工程施工質(zhì)量,應(yīng)從控制路基填筑質(zhì)量、路基路面排水施工質(zhì)量、路基防護(hù)工程質(zhì)量以及軟土路基處理質(zhì)量入手。
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