寧繼
隨著交通荷載量的持續(xù)增加,處于運營階段的市政公路不適用的情況愈發(fā)明顯,且伴有裂縫、坑槽等各類病害。在此背景下,需要通過改擴建的方式來提高市政公路通行服務(wù)水平。對此,文章圍繞市政公路的改擴建路基施工技術(shù)展開了詳細(xì)的探討。
1.路面軟弱層分層。由于地質(zhì)條件的不同,相同路段的各部分路基結(jié)構(gòu)并非完全一致,部分路段存在地基軟弱下臥層的情況,結(jié)合面處的穩(wěn)定性不足,易發(fā)生滑動,從而引發(fā)路面分層、褶皺等病害。如下圖所示,為路面變形裂縫示意圖。
2.新舊路面結(jié)合面穩(wěn)定性不足。新舊路基必然形成結(jié)合面,該處的深挖作業(yè)通常采取機械施工的方式,但作業(yè)精度相對較低,伴有開挖臺階不均勻、路基壓實不到位等問題,新老路基難以有效結(jié)合成完整的整體,局部強度相對偏低,導(dǎo)致結(jié)合面的穩(wěn)定性下降。
3.變形不協(xié)調(diào)。針對既有市政公路的改擴建工程中,受地質(zhì)條件、地基變形、行車荷載等多重因素的影響,難以保證新路基的穩(wěn)定性,該段與既有路基兩端的變形具有差異性,從而出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象,路面的平整度不足。
路面變形裂縫示意圖
市政公路改擴建路基加寬的方式主要有四種,分別是單側(cè)分離加寬、雙側(cè)分離加寬、單側(cè)拼接加寬、雙側(cè)拼接加寬。
1.單側(cè)分離加寬。單側(cè)分離加寬指的是在既有道路的基礎(chǔ)上增設(shè)新道路,兩者間通過搭接的方式形成整體路面。單側(cè)分離加寬的特點在于可以實現(xiàn)對既有道路的保護,施工全過程中既有道路不會受到影響,局限之處在于對橫向空間的要求較高,若現(xiàn)場用地緊張或是施工空間有限時難以完成路基加寬作業(yè)。
2.雙側(cè)分離加寬。雙側(cè)分離加寬在道路寬度受限的施工環(huán)境中具有可行性,例如道路結(jié)構(gòu)施工中遇到橋梁時,可以在既有道路兩側(cè)分離加寬。工程經(jīng)驗表明,雙側(cè)分離加寬存在較多的施工環(huán)節(jié),工作量相對較大,對于人員、材料的要求較高,較其他方法而言施工效率偏低,因此應(yīng)用范圍較窄。
3.單側(cè)拼接加寬。單側(cè)拼接加寬指的是以舊路路基為基礎(chǔ),根據(jù)車輛通行需求于該處新建道路。此方式在單向橫坡的道路中具有可行性,為順利完成施工作業(yè),則必須合理調(diào)整雙橫坡。通過此方法的應(yīng)用,可以取得較好的路基加寬效果,有助于提高道路的集散能力,給道路的集中管理提供了便捷的條件。
4.雙側(cè)拼接加寬。雙側(cè)拼接加寬指的是在既有道路兩側(cè)分別施工,從而實現(xiàn)對兩側(cè)道路的加寬處理。此方法能夠提高道路的耐久性,在雙向坡高的高速公路中可以取得較好的應(yīng)用效果,同時省去了改造既有路基的麻煩,施工效率隨之提高。
在路基改擴建施工過程中,需要做好三方面的工作,即制定科學(xué)的設(shè)計方案、增強路面整體性及排水設(shè)計、加強施工質(zhì)量控制。
(1)選擇地質(zhì)條件良好的地段。做好前期勘察工作,主動避開地質(zhì)條件欠佳的路段,以免發(fā)生地基沉降現(xiàn)象。根據(jù)地質(zhì)條件選擇合適的加寬方式,隨加寬幅度的增加,路基所產(chǎn)生的沉降差異也表現(xiàn)出提高的趨勢,而通過雙側(cè)加寬的方式則有效避免了各類質(zhì)量問題。
(2)優(yōu)化路基設(shè)計方案。通過原始路基削坡的方式有助于維持新舊路基的穩(wěn)定性,避免大幅度的沉降差,隨削坡量的增加,路基的穩(wěn)定性隨之提高,而且有效限制了路基的水平位移。研究資料表明,坡度的設(shè)計對改擴建路基的施工質(zhì)量具有重要影響,正常情況下以1︰1~1︰1.5較為合適。此外,臺階設(shè)計時可以優(yōu)先考慮開挖臺階,此方式的優(yōu)勢在于加大新老路基的接觸面積,提高抗剪能力,路基可維持穩(wěn)定的狀態(tài)。但要嚴(yán)格控制開挖臺階的高度,若偏高反而會對老路基的穩(wěn)定性造成不良影響,通常以0.5~0.8m較為合適。
通過開挖的方式形成邊坡臺階后,于該處的路基底部鋪設(shè)適量具有抗拉性能的材料,可以有效改善新舊路基連接不穩(wěn)定的情況,使新舊兩部分路基形成穩(wěn)定的整體,抗剪強度相對較高,提供的約束力能夠避免土體發(fā)生形變現(xiàn)象。改擴建路基施工的環(huán)境較為復(fù)雜,通常會遇到軟基路段,其突出特點在于含水量相對較高,此時需要做好加寬處的碾壓作業(yè)。施工所用設(shè)備以反鏟挖掘機較為合適,若深度<4m則要遵循一次開挖到位的原則;若深度≥4m時,較為合適的是分層開挖方式,正常情況下以兩層為宜。
市政公路改擴建工程中,路基處需要增設(shè)墊層,通過該結(jié)構(gòu)可以達(dá)到改善路面性能的效果,使其具有更強的水穩(wěn)性與抗凍能力,有助于維持路面的穩(wěn)定性,從而避免大范圍沉降現(xiàn)象,同時也可阻礙反射裂縫的產(chǎn)生。新舊混凝土基層將形成結(jié)合區(qū)域,該處增設(shè)拉桿,利用該裝置減少新舊路基的沉降差,構(gòu)成較為完整的整體路基結(jié)構(gòu),以免路面發(fā)生水平側(cè)向位移現(xiàn)象。積水情況下路基的穩(wěn)定性下降,因此需要做好排水設(shè)計工作,最大限度地減少雨水對路基的不良影響。市政公路改擴建工程中,根據(jù)路基與路面的結(jié)構(gòu)特點設(shè)計完善的排水系統(tǒng),在其作用下提高雨水外排效率。
設(shè)計方案中,通常采取路基內(nèi)施作盲溝的方式,可以提高路基的排水效率,避免因雨水聚集而導(dǎo)致路基受損的情況。此外,塑料排水板也得到了廣泛的應(yīng)用,是路基排水體系中的重要組成部分,首先安排施工人員整平,再利用插板機完成施工作業(yè),首先使用竹簽做好標(biāo)記,再借助經(jīng)緯儀和鋼尺聯(lián)合檢測板位的實際情況。樁管下插過程中應(yīng)始終保持垂直的位置關(guān)系,否則將對施工質(zhì)量造成影響。土工合成布正逐步應(yīng)用于公路工程中,具體至改擴建路基施工中,則將該材料設(shè)在新舊路基結(jié)合頂面處,通過此方式可以實現(xiàn)對路基的有效防護,以免出現(xiàn)路基受損現(xiàn)象,同時也可避免路面裂縫,在其隔絕作用下外界雨水不易滲入路基結(jié)構(gòu)中,因此雨水破壞強度相對較小。
(1)板材控制。板材是路基施工中的重要材料,若此部分存在質(zhì)量問題,將導(dǎo)致改擴建路基施工質(zhì)量偏離預(yù)期要求。實際施工中,投入使用的排水板必須滿足質(zhì)量要求,不可出現(xiàn)裂縫。確定合適的接頭位置,保證導(dǎo)管可有效打入地基指定深度處,否則將出現(xiàn)接頭被拔出的情況。
(2)垂直度控制。施工期間加強檢測,嚴(yán)格控制好垂直度,盡可能縮小誤差。配套帶有2m長吊線的標(biāo)識牌,于該處刻垂直控制線,保證路基施工的垂直度偏差控制在1.5%以內(nèi)。做好打設(shè)施工前的準(zhǔn)備工作,可在兩側(cè)掛線錘,通過此方式檢測垂直度的情況并及時采取調(diào)整措施,在吊錘線所處位置滿足要求后,即可組織插板施工作業(yè)。
市政公路在長時間運營后易出現(xiàn)裂縫、坑槽等各類病害,同時在車流量逐步增加的背景下,原有的市政公路難以滿足現(xiàn)階段的車輛通行需求,此時改擴建則成為重要的解決途徑。路基加寬為重點環(huán)節(jié),其涉及到的技術(shù)要點較多,對施工技術(shù)提出較高的要求,施工單位要結(jié)合實際情況選擇合適的路基加寬方式,減小新舊路基的不均勻沉降差,確保改擴建路基的施工質(zhì)量。