李黨庫
(四川蜀通港口航道工程建設(shè)有限公司, 四川 南充 637000)
據(jù)中國公共路網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示,2018年我國高速公路的總里程已經(jīng)達到了13.12萬公里,例如“71118網(wǎng)”,36條主線已建成通車7萬公里,在建約4300公里、待建約3900公里。可以看出,我國高速公路的建設(shè)工程發(fā)展迅速。然而,高速公路路基建設(shè),尤其是軟基地段高填方路基的施工建設(shè),始終是一個技術(shù)難點。
高填方路基是指建筑施工中,路基表面的海拔高度高于原地面。在我國,高填方路基施工技術(shù)主要運用于高速公路的公路路基施工建造。隨著我國公路網(wǎng)絡(luò)的不斷完善,交通運輸方式的日益多元化,高速公路在交通運輸中發(fā)揮的作用越來明顯。高填方路基主要施工流程為:確定填埋順序——選擇填埋方式——定點放線——堆造山體——陡坡懸崖的堆造——土方壓筑——土方加固[1]。
通過上述流程,建筑人員能夠有效提升路基的穩(wěn)定性與平整程度,有效預(yù)防與應(yīng)對洪水等自然災(zāi)害對高速公路網(wǎng)造成的影響,確保高速公路系統(tǒng)在惡劣的天氣下仍然能夠正常使用。軟基地段的高速公路高填方路基施工,是所有高速公路路基施工中難度比較大的,這種土質(zhì)軟、含水量大的環(huán)境,會影響路基的穩(wěn)定性,導(dǎo)致高填方路基質(zhì)量病害。
高速公路軟基段的高填方路基質(zhì)量病害產(chǎn)生的原因主要有:
第一,高速公路路基設(shè)計人員,在工程項目開始前,沒有獲取全面的數(shù)據(jù)信息,并以此為依據(jù)進行穩(wěn)定性驗算。軟基段的地質(zhì)情況比較復(fù)雜,造成地基沉降的因素非常多,且變化快,這給設(shè)計人員的實際計算造成了困難。
第二,計算失誤會進一步影響高速公路路基施工的選擇方案。一些高速公路路基設(shè)計人員選用了錯誤的地基處理方案,造成后期軟土承載的壓力過大,超過了預(yù)算方案中土體的承受能力,導(dǎo)致土體剪力破壞,影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
第三,路基施工工藝是影響具體施工效果的直接因素。軟土地段的土層變化要素較多,一些施工人員沒有經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn),掌握軟土施工要點,就進入施工現(xiàn)場,這也影響了施工的科學(xué)性。
第四,高速公路軟土段高填方路基的施工,受填料材質(zhì)的直接影響。如果填料材質(zhì)與需求不相適應(yīng),接下來的按壓流程就會受到影響。
本文以A高速公路的施工方案為例,進行高速公路軟基地段高填方路基施工技術(shù)優(yōu)化分析。A高速公路地處四川省西部山谷地區(qū),公路的地基大部分屬于高挖高填方。其中B段路基的填方高度達到50萬立方米,路基所處處位置為軟土地地段。因而,A高速公路B段路基施工難度等級,在全國所有高速公路路基施工中位于前列。如何在這樣的惡劣地質(zhì)環(huán)境中,增強高速公路路基的穩(wěn)定性,保障高速公路路基工程的正常交付,是施工人員面臨的最主要技術(shù)難題。
高速公路軟基地段高填方路基施工技術(shù)人員,要在施工工程開始之前,將施工設(shè)計圖紙研究透徹。(1)對施工環(huán)境進行深入了解。A高速公路B段路軟土地基平均厚度在 7米左右,施工技術(shù)人員采用了振動沉管碎石灌注樁,進行路基開挖施工[2]。施工人員采用大功率的碎石灌注樁,提高了碎石的密度,減少了填充物之間的空隙,為后續(xù)路基穩(wěn)定性的增強提供保障。(2)施工技術(shù)人員采用整體處置思路,將土工格柵和砂墊層共同處置,充分發(fā)揮了砂礫墊層的作用。并充分重視軟土層水分含量大的特點,利用智能傳感設(shè)備、無線數(shù)據(jù)分析設(shè)備,對土壤的含水量進行了實時追蹤與分析,建立了水分含量動態(tài)管理表。(3)建筑人員在施工作業(yè)開始前,對高速公路軟基地段高填方路基工程涉及的碎石灌注時間、沖水量、沖水水壓、碎石壓入量、電壓變化情況、電流變化情況進行了嚴(yán)格的數(shù)據(jù)分析。
高速公路軟基地段高填方路基施工技術(shù)人員,要根據(jù)實際施工中的環(huán)境變化,按照設(shè)計施工圖紙中的相關(guān)方案,進行有針對性的填充材料選擇。首先,技術(shù)人員采用長期觀測的方式,對A高速公路B段路軟土地基的填充材料變化情況進行觀測,發(fā)現(xiàn)該路段可用于填充的主要材料是砂巖,這種材料在B段分布廣泛,儲量大,與施工現(xiàn)場的距離近,經(jīng)過砂巖填充的路基沉降現(xiàn)象不明顯,因而,技術(shù)人員將這種材質(zhì),列入施工計劃中,作為主要填充物質(zhì)。其次,在確定主要填充物質(zhì)之后,技術(shù)人員根據(jù)實際的施工需要,對采挖得到的砂巖進行了爆破處理,將大直徑的砂巖打碎,成為直徑較小、規(guī)格統(tǒng)一的填充材料。最后,技術(shù)人員采用加強壓實的方式,減少了材質(zhì)中的空氣體積,提高了填充材料的密度,進一步改善了路基沉降的現(xiàn)象。
高速公路軟基地段高填方路基施工技術(shù)人員,要根據(jù)填充材料的物理性質(zhì)與化學(xué)特征,進行分層壓筑。第一,技術(shù)人員采用整幅分層水平填筑的方式,增強了填筑的整體性,保障填充材料的物理特性始終統(tǒng)一,減少了分段填筑施工,減少了路基填充材料中間的縫隙,進一步增強了路基的穩(wěn)定性。第二,對于B段軟土厚度在 9米以上的路段,施工技術(shù)人員采用了組合填充的方式,利用非沿縱向或橫向分幅、分段填筑的技術(shù)方法,嚴(yán)格控制填筑過程中的垂直施工與非搭接施工。第三,在每一路基的每一層都預(yù)留臺階,且控制搭接長度預(yù)留在5m以上,為后續(xù)的搭接施工創(chuàng)造便利[3]。一些精度要求高的施工路段,施工技術(shù)人員將填充材料填至路床頂。第四,技術(shù)人員針對一些特殊路段,采用半填半挖的施工方式,在填料的同時,及時清理挖出表層土。尤其對下臥為巖層面的路段,施工人員采用了爆破挖臺階的方式,將大塊巖石進行爆破處理,降低了巖石錯位導(dǎo)致路基沉降的風(fēng)險。
高速公路軟基地段高填方路基施工技術(shù)人員,要根據(jù)軟土段的性質(zhì),不斷升級填料壓實工藝。(1)技術(shù)人員根據(jù)B路段土壤含水量高、表層地下水與承壓層地下水水網(wǎng)復(fù)雜的特點,利用水分智能感應(yīng)裝置,對回填材料的水分進行了較為科學(xué)的計算,確定了最佳含水量方案。(2)根據(jù)最佳含水量,施工技術(shù)人員對壓實工藝的實施方案進行了選擇。首先,確定了施工標(biāo)準(zhǔn)為:填料的實際含水量在最佳含水量±2%。其次,根據(jù)材料含水量,選擇整平碾壓機為操作工具。最后,利用生物檢測設(shè)備,對施工過程中材料的含水量進行檢測。(3)施工技術(shù)人員充分考慮到了天氣變化對材料含水量與最終壓實效果的影響,在重點施工路段搭建了防風(fēng)遮雨棚,應(yīng)對大風(fēng)、暴雨對材料含水量造成的影響。(4)充分考慮到了羊足碾、沖擊碾、平板壓路機等多種設(shè)備的效果,在重點段高填方路基采用土工格柵工具,利用重型壓實設(shè)備的重力進行壓實。
綜上所述,高填方路基施工技術(shù)的優(yōu)化,要從地基處理、材料選擇、填筑工藝等幾個主要方面著手。從本文的分析可知,研究高速公路軟基地段高填方路基施工技術(shù),有助于施工人員從技術(shù)角度入手,分析影響高速公路施工穩(wěn)定性的綜合因素,并進行及時的處理。因而,高速公路建設(shè)施工單位與施工技術(shù)人員,要充分重視相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)研究,并在實踐中探索優(yōu)化施工技術(shù)的方案。