趙博文
[摘 要]通過2016年暑假在中鐵十四局集團濟青高速公路改擴建工程項目經理部的實習,對新舊路基基底處理的施工,從路基基底地層調查、處理方案、施工工藝、效益比選等方面進行研究,總結一套高速公路改擴建工程施工經驗,特別是沿海高速,對類似工程有很大的借鑒意義。
[關鍵詞]改擴建 基底處理 施工工藝 技術研究
中圖分類號:U41 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)30-0192-02
1 引言
濟青高速公路是山東省已建成的“兩縱兩橫”四大運輸通道之一,也是山東省建設的第一條高速公路,為山東省內區(qū)域間和省際間的溝通聯(lián)系走廊,也是全省經濟社會發(fā)展的主軸和引導省會城市群經濟圈、半島藍色經濟區(qū)一體化發(fā)展的主通道。
原路全線于1991年3月開工建設,1993年11月竣工通車。濟青高速通車以來,隨著區(qū)域經濟社會的快速發(fā)展和高速公路網的進一步完善,交通量增長迅速。2013年青島至濰坊段平均汽車交通量34519Pcu/d,2002年以來交通量年平均增長10%,服務能力逐年減低,無法滿足社會和經濟的發(fā)展。濟青高速公路改擴建的建設及運營對于提高濟青高速公路通行能力,強化綜合運輸體系的銜接有重要作用;將進一步提高服務水平,對于改善民生,保暢通、保安全,減少交通事故的發(fā)生等具有積極的作用;對促進區(qū)域旅游業(yè)發(fā)展和旅游資源的開發(fā)具有重要意義。
2 工程概況及技術要求
由中鐵十四局集團承建的濟青高速公路改擴建工程第一合同段起止樁號為K36+388至K100+400,全長64.012km,線路跨越青島、濰坊兩個地級市,途經即墨、膠州、高密3個縣級市的11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。合同總工期42個月。主要施工內容為里程范圍內的路基、橋涵、路面、交通安全設施,以及缺陷修復等全部內容。其中主線單側拼寬122.36公里,匝道單側拼寬16.16公里。新舊路基銜接拼寬圖見圖1。
拼寬路基沉降要求:工后沉降計算年限不小于15年,拼寬部分路基工后沉降,應滿足橋頭不大于5cm,通道及涵洞不大于10cm,其他一般路段不大于15cm的要求。
基底處理設計技術參數為:
⑴普通段路基基底處理采用沖擊碾壓,沖擊壓路機要求:最大瞬間沖擊力不小于250T,輪重16T,動力不小于400馬力,壓實20遍,速度12-15km/h。檢驗標準為:壓實度不小于91%,碾壓第19遍和第20遍平均沉降差小于5mm。
⑵填土高度大于3m,地基黏土層厚度大于5m的結構物臺背,40m范圍內基底處理采用了水泥攪拌樁加固,固化劑采用普通硅酸鹽42.5級水泥,水泥摻入量55kg/m。28天樁體無側限抗壓強度大于1350Kpa,7天樁體無側限抗壓強度大于700Kpa,單樁承載力不小于130KN。
3 老水溝處理和路基地質核查
即有濟青高速公路1993年建設完成,至2016年已通車23年,濟青高速公路的建設對地方水系特別是地表水系影響很大。而且填方路基兩側排水溝以土溝為主,土溝為頂寬4m左右的大邊溝。沿線的溝渠、河流較少,大多數路段的排水溝沒有條件與溝渠或河流相連,排水溝內積水基本以蒸發(fā)、下滲或外溢方式排出;老水溝位置為建成后的第三行車道,為重車道。
根據現場地質復核,即有濟青高速公路兩側土層工程性能改變很大。結合施工經驗,以及沖擊碾壓施工特點,在路基基底處理200m一個點,對土層特別是沖擊碾壓影響1.5m范圍內土層的:①種類、②地下水位、③2m范圍內土的含水率、④密度度、⑤液塑限指標等進行驗證。
4 沖擊碾壓施工
4.1 施工準備
在施工前做好施工方案和技術交底工作,以及驗收的方法:(1)布設檢測點:按圖3要求布設沉降和壓實度檢測點:設置每20m一個斷面,每個斷面布置3個檢測點,用GPS記錄好位置,分別為距加寬段路基內、外側邊緣線(含加寬部分)2m處及加寬部分中線處。(2)驗收指標:壓實度不小于91%,第19和20遍平均沉降差不大于5mm。
4.2 施工過程
沖擊式壓實機YCT25進行沖擊碾壓時,用白灰把填土路基坡腳線撒好,速度應控制在12~15km/h左右。沖擊壓路機雙輪各寬0.9m,兩輪內邊距1.16m,行駛兩次為一遍,其沖碾寬度3m。將路面沿行進方向分成多個平行的窄道并依次編號,窄道寬度為1m,共劃分為15個窄道,1跑道和2跑道錯開1m,2跑道和3跑道錯開1m,以此類推。沖擊壓路機開始時沿1號跑道沖擊碾壓,沖擊碾壓到該路段末尾后調頭,由距1號窄道半個路寬的5號窄道反方向沖擊碾壓,沖擊碾壓至該路段起點后,再次轉彎調頭,對2號窄道進行沖擊碾壓。以此類推,采用上述循環(huán)方法對各窄道進行沖擊碾壓施工,將各窄道均沖壓到位為一遍,4號窄道結束后在7號窄道往路中心線一側偏移0.8m沖擊碾壓一次,依次碾壓20遍。
4.3 施工結果及處理方案
不同情況5次試驗,按照要求對各個檢測點進行驗收如表1:
從投入成本、工期、施工效果等方面分析比較,確定對需要加強的段落采用滾填40cm石渣+10cm素土后進行沖擊碾壓,驗收指標為:壓實度不小于91%,第19和20遍平均沉降差小于5mm。取得了很好的效果。
5 結論
高速公路改擴建工程,拼寬路基基底處理要求高,沖擊碾壓作為一種經濟快速的減少工后沉降的措施,有其局限性,對地下水位高、黏性土處理效果差,需要加強。在施工前要做好地基土層的工程性能的復核,根據不同種類選擇不同施工工藝,確保施工質量加快施工進度。