陳米蘭
福建省融旗建筑工程有限公司
在我國市政道路方面,受到諸多因素(含初始設(shè)計、經(jīng)濟發(fā)展、資金等)影響,再加之車流量與車輛荷載的持續(xù)提高,導(dǎo)致多數(shù)區(qū)域已建成的市政道路不能滿足當前交通運輸所需,故對其加以改造拓寬具備一定必要性。本文從選擇路基加寬技術(shù)方面著手,對路基加寬期間發(fā)生的諸多問題進行剖析,同時提出具備有效性、可行性的解決辦法。
(1)當前改造拓寬項目存在以下2類形式:一側(cè)加寬、雙側(cè)加寬。在橫向方面又存在直接拼接、分離擴建之分,形式詳情可見圖1。
圖1 改造拓寬路基加寬方式
(2)一側(cè)拼接加寬。此形式在整治先前路基方面難度較高,此區(qū)域中央隔離帶同樣有待整治,如此難以使新路基和舊路基兩者的強度保持一致。
(3)分離加寬。此形式在新路基施工方面存在工程量巨大特點,此方面所花費的工程量與用地面積基本與項目重建相當,同時舊路基橫坡的整治難度極高。
(4)雙側(cè)拼接加寬。雖然此形式無須較大工程量,然新、舊路基在諸多方面(含設(shè)計與施工等)存在顯著不同,如此不能保證雙方間結(jié)合的緊密度,結(jié)合處大多會見諸多質(zhì)量缺陷。
(5)現(xiàn)今我國所交工的改造拓寬公路項目中,在路基拓寬形式上主選雙側(cè)拼接加寬,一些路段受到外部因素影響,需采取分離加寬或者一側(cè)拼接形式。整個項目能否成功的關(guān)鍵在于新舊路基間緊密度以及銜接度如何。
路基拼接加寬斷面的構(gòu)成部分有新路基、舊路基與兩組結(jié)合部,這三個部分在結(jié)構(gòu)方面相互獨立的同時還相互影響。在車輛長期加載下,舊路基經(jīng)不間斷性的振動、碾壓與沖擊,自身路基土密實度已逼近上限,沉降量幾乎無波動;新路基則無上述問題存在,在行車荷載持續(xù)作用下,新路基定然會有所變形,同時在所用材料上新、舊路基有所不同,勢必會導(dǎo)致兩者之間發(fā)生程度不等的橫向位移與沉陷現(xiàn)象;全面分析現(xiàn)今國內(nèi)已完工的大量改造拓寬項目后發(fā)現(xiàn),這些項目中,在路基拼接加寬環(huán)節(jié),可出現(xiàn)以下三種類型的破壞。
(1)路基損壞:所形成的水平位移、豎向形變,相較于舊路基,新路基較大,由此導(dǎo)致兩者間差異性沉降的產(chǎn)生,順銜接處出現(xiàn)滑移,若為較大形變同時不斷發(fā)展,則存在新路基失穩(wěn)或塌陷高風險。導(dǎo)致因素主要為,拼接處地基過陡、新舊路基銜接處強度不足、地基處于硬度較低的下臥層等。此類損壞通常發(fā)生于山地較陡處、填方較高的路堤處、軟土地基處。
(2)支擋結(jié)構(gòu)損壞:國內(nèi)施工的改造拓寬項目,受限于地形、資金、征地與環(huán)境等方面,一般于原始道路坡度較大處設(shè)置擋墻,以此防范新路堤滑移現(xiàn)象的發(fā)生。在路基損壞中,此類損壞具備一定特殊性,當土體自身無穩(wěn)定性、外部荷載作用、底端被降水沖刷與浸泡時,即可導(dǎo)致此類損壞,由此使得路基承載能力顯著減弱。
(3)路面損壞:路基發(fā)生無規(guī)則性形變,導(dǎo)致自身結(jié)構(gòu)層穩(wěn)定性下降,多數(shù)道路改造拓寬項目自身路面質(zhì)量問題出現(xiàn)的原因皆為路基破損。其路面破損形式以裂縫、翻漿、擁包與坑槽等為主,其中最為廣泛以及危險度最高的質(zhì)量問題是新舊路基銜接區(qū)域的縱向裂縫。此問題的導(dǎo)致因素為新舊路基的沉降程度有所區(qū)別。因在結(jié)構(gòu)層厚度和強度、所用材料等方面,新舊路基有所不同,使得兩者銜接部位有臨界面出現(xiàn),此外,受到諸多因素(包括新舊路基間壓實度、填方厚度、排水程度,還有新路基沉降、新舊路基銜接部位強度偏低等)影響,雙方銜接區(qū)域應(yīng)力形成突變,由此導(dǎo)致縱向裂縫的形成。待路面結(jié)構(gòu)強度、平整度與相關(guān)參數(shù)下降至標準水平以下,即妨礙到行車安全,使得公路服務(wù)性能顯著下降。
龍騰路是龍巖中心城區(qū)南北走向的一條主要通道,本次改造路段起于現(xiàn)狀羅龍路位置鐵路框架涵的北側(cè)樁號K0+040,終點至現(xiàn)狀金雞路南側(cè)200m位置樁號K4+144.5,全長約4.1km,其中本標段施工范圍K1+350-K2+800。本次施工內(nèi)容主要有:道路工程改造(含機動車道局部拓寬,加鋪瀝青面層,人行道改造);雨水管道、污水管道、照明工程、交通工程、電力工程等相關(guān)附屬設(shè)施改造完善;綠化工程改造等工程。由于路基拼接加寬出現(xiàn)的若干質(zhì)量問題是諸多因素協(xié)同作用的結(jié)果,這些質(zhì)量問題可導(dǎo)致低車輛通行實用價值與安全性顯著下降,本文以此類情況為基礎(chǔ),從改造拓寬項目的設(shè)計、施工以及后期維護等方面入手,全方位討論前文所列損壞類型的相應(yīng)整治途徑。
拓寬具體施工要點分析如下。
(1)設(shè)計市政道路改造拓寬項目的前期工作是,全面調(diào)研待施工項目,包括系統(tǒng)調(diào)查原有道路附近的地形、土質(zhì)、地質(zhì)、氣候以及水文等信息,并對原有道路每年的路況、路面質(zhì)量問題(包括坍陷、水毀、裂縫與擁包等)發(fā)生狀況及其相關(guān)整治對策展開全面了解;另外,尚需全方位勘查地基,及時掌握軟土地基厚度與分布區(qū)域信息,由此給出具備有效性、可行性的治理方案,從而有效避免路基完工后失穩(wěn)問題的發(fā)生。
(2)對路基加寬方案進行設(shè)計的環(huán)節(jié),應(yīng)統(tǒng)籌各方面的因素,包括地形因素、車輛荷載因素、地質(zhì)因素與水文因素等,同時驗算其穩(wěn)定性,由此設(shè)計出完備性更佳的路基加寬施工計劃。計劃主要涉及以下四個方面:①增強加寬路基的穩(wěn)定性;②減弱新舊路基間的形變;③增強道路整體的抗變形能力;④運用綜合治理措施。主要目的是為了做好全面增強新建路基穩(wěn)定性的基礎(chǔ)工作,從而使新舊路基間的形變量降至最低。
(3)舊邊溝、邊坡施工與臺階開挖。原有道路兩側(cè)的水溝因長期浸在雨水中,其下方土質(zhì)非常松軟,甚至部分演變成腐殖質(zhì)土,應(yīng)對其實施回填處理;在邊坡施工方面,根據(jù)1:0.5進行削坡處理,如此可徹底清理其表面的雜土,使其承載能力得到充分保障;在臺階開挖部分,開挖過程中,其最下端應(yīng)向內(nèi)放坡(一般控制在2%~4%區(qū)域內(nèi)),同時以從下至上的次序逐階挖填,每個臺階的高度控制在80cm 以內(nèi),并規(guī)范遵循規(guī)范要求實施壓實操作,直至臺階開挖到平齊于舊地面的深度,并于臺階處進行土工格柵的布設(shè)(如圖2所示);邊坡處理以及臺階開挖施工,可達成銜接處全面融合目的,提高銜接處的抗剪性能與摩擦力,由此促進新舊路基整體剛度與強度的顯著增強。
圖2 臺階開挖
(4)填料的選擇與路基的穩(wěn)定存在一定程度的直接聯(lián)系。為有效抑制新舊路基間不均勻下沉現(xiàn)象的發(fā)生,應(yīng)在選擇填料環(huán)節(jié)盡量選擇具備良好質(zhì)地的土體;此外,為有效避免新舊路基強度不同導(dǎo)致的問題,應(yīng)最好選擇在性能方面類似于舊路基填料的土體;還有,為使施工質(zhì)量與效率得到有效保障,碾壓操作應(yīng)借助沖擊式壓實機完成,同時準確把控其密實度。
(5)采用沖擊式壓路機碾壓,完成路基填前碾壓操作,同時全面控制其壓實度,待滿足規(guī)范標準,可酌情放寬壓實標準。對中期施工與后期施工時的沉降比例進行合理調(diào)控,上調(diào)施工期間的沉降速率。
(6)重點做好整治舊路基與軟土地基工作,挖除舊路基內(nèi)的土體,換之以輕質(zhì)填料,如此可有效防止附加應(yīng)力所致的消解影響;待成功完成原有路邊坡處理工作,基于軟土深度情況,確定出適宜的處理軟土地基的治理方案,接著采取常規(guī)手段對路基實施加寬操作,同時合理把控路基填筑速度。
(7)排水設(shè)施缺乏使得路基長時間浸于雨水里,由此導(dǎo)致路基濕軟、承載力偏低,造成路基不規(guī)則變形后果。除了應(yīng)保障排水設(shè)施設(shè)計到位,還應(yīng)于新舊路基銜接區(qū)域設(shè)置隔水土工布,從而防止裂縫內(nèi)有降水進入,使路基受損加劇。此外,尚需有效實施相關(guān)排水系統(tǒng)(諸如道路邊溝等)的維護工作。
路基拼接加寬可出現(xiàn)以下三大類損壞形式:路基損壞、路面損壞、支擋結(jié)構(gòu)損壞。探尋使其設(shè)計水平與施工質(zhì)量有效提升的科學(xué)方法,已成為當前本領(lǐng)域研究的主流。本文對質(zhì)量問題的致因與相關(guān)應(yīng)對策略展開系統(tǒng)分析,同時圍繞其設(shè)計與施工部分,提出具備合理性的控制措施。在市政道路路基加寬中,選擇填料與整治舊路基環(huán)節(jié)非常重要,其同路基穩(wěn)定性顯著相關(guān);另外,充分壓實以及特殊化處理新路基基底操作,也可使新舊路基整體穩(wěn)定性大幅增強。