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        高速公路改擴(kuò)建工程路基拼接施工技術(shù)的應(yīng)用

        2021-04-01 10:17:27李蘭平
        關(guān)鍵詞:路床盲溝新舊

        李蘭平

        (廣東冠粵路橋有限公司,廣州511450)

        1 高速公路改擴(kuò)建工程

        目前,我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代化建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展階段,經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,需要方便快捷且安全的交通服務(wù)作為保障,因此,高速公路對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著非常重要的作用,也為人們的出行提供了便利。高速公路有運(yùn)量大、速度快等特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),對(duì)于改善運(yùn)輸結(jié)構(gòu)提高運(yùn)輸效率等方面有積極的意義,同時(shí)也促進(jìn)了沿線產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和區(qū)域發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步,人們物質(zhì)生活水平的提高,對(duì)外出交通提出了更高的要求,越來(lái)越多的高速公路負(fù)荷加劇上升,因此,對(duì)原有的高速公路進(jìn)行拓寬改建勢(shì)在必行。特別是目前國(guó)家土地資源相對(duì)匱乏,對(duì)于改建高速公路而言,加寬路基并充分利用原有的路基,減少建設(shè)用地成為必然的選擇。

        2 路基拼接施工技術(shù)控制要點(diǎn)

        近年來(lái),交通運(yùn)輸行業(yè)已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱行業(yè),隨著交通運(yùn)輸要求的不斷提高,一些計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期所修建的公路已經(jīng)無(wú)法滿足超負(fù)荷的運(yùn)輸壓力,高速公路擴(kuò)寬成為現(xiàn)階段發(fā)展的必然趨勢(shì)。在公路工程擴(kuò)建施工中,路基的拼接施工成為難點(diǎn)和難題,在施工過(guò)程中,應(yīng)注意以下控制要點(diǎn):

        1)事前控制,施工人員要熟悉擬建道路的詳細(xì)地質(zhì)勘探資料、既有道路的竣工圖、既有道路檢測(cè)報(bào)告、設(shè)計(jì)方案與施工圖等,確保在施工過(guò)程中方便、高效、快捷、安全地組織施工,提高施工質(zhì)量。

        2)事中控制,主要從原地基處理、新舊結(jié)合面開挖臺(tái)階、路基填料、機(jī)械碾壓以及防排水系統(tǒng)等考慮,有效控制擴(kuò)寬后路基的沉降量,大大減少新建和既有路基之間的沉降差,避免通車運(yùn)行中出現(xiàn)質(zhì)量病害,如橫縱裂縫、邊坡坍塌等。有效遏制通車后沉降帶來(lái)的路面開裂問(wèn)題,保證車輛通行安全[1]。

        3 高速公路改擴(kuò)建工程路基拼接施工思路及方式選擇

        3.1 總體思路

        為了有效避免新老路基之間產(chǎn)生不均勻沉降,導(dǎo)致裂縫出現(xiàn),影響使用壽命。在進(jìn)行路基拼接施工中,設(shè)計(jì)人員需要從經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性方面進(jìn)行考量,技術(shù)員必須對(duì)施工過(guò)程中每道工序的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化進(jìn)行重點(diǎn)把控。為了有效控制新舊路基的不均勻沉降,避免路面產(chǎn)生縱、橫裂縫,影響路面通行車輛的安全,應(yīng)做好以下工作:(1)按照設(shè)計(jì)要求處理原地基,有坑、洞、穴等地貌的部位需按照設(shè)計(jì)要求妥善處理;(2)按照規(guī)范要求開挖臺(tái)階,加強(qiáng)新舊結(jié)合部位強(qiáng)度和黏結(jié)度;(3)完善排水系統(tǒng)和防滲系統(tǒng),避免雨水滲入新老路基。

        3.2 方式選擇

        目前,高速公路改擴(kuò)建工程中,路基拼接技術(shù)包括以下幾點(diǎn):

        1)單側(cè)拼接。單側(cè)拼接加寬,側(cè)重于對(duì)原有舊路基的調(diào)整。這種施工方式施工難度較大,需要對(duì)原有中央分隔帶進(jìn)行處理,產(chǎn)生的工作量較多,并且很難保證新舊路基在施工后能夠保持強(qiáng)度的一致性。

        2)單側(cè)平面的分離。這種施工方式是將舊公路作為半幅路基,通過(guò)全部分離或以中央隔離帶分離的方式在另一側(cè)建設(shè)另一半路基,在路基的縱面進(jìn)行重新改善并劃分,其種類主要分為單側(cè)平面分離加寬和縱分離加寬不同形式。通過(guò)不同形式,可以避免單側(cè)拼接存在的技術(shù)問(wèn)題,且無(wú)須對(duì)改擴(kuò)建高速公路的斷面形式進(jìn)行調(diào)整,施工效率較高且取得的效果更加理想。

        3)兩側(cè)拼接。既有線兩則擴(kuò)建工程量較小,能夠有效節(jié)約大量的資源和時(shí)間,不會(huì)因施工而影響正常的交通秩序,但兩側(cè)拼接興起時(shí)間較晚,在拼接技術(shù)上仍有改進(jìn)空間,且當(dāng)前施工難度較大,需要進(jìn)一步完善和改良。

        4 高速公路改擴(kuò)建工程路基拼接施工技術(shù)應(yīng)用分析

        4.1 加強(qiáng)軟土地基處理

        軟土是指天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高的細(xì)粒土,包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。軟土地基處理施工技術(shù)有墊層與淺層處理、豎向排水體、粒料樁、預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁等,應(yīng)因地制宜地采取不同的施工方法處理。墊層與淺層處理是對(duì)軟土地基處理的首選方法,適用于軟土深度不大于3 m的情況。施工前,先對(duì)既有邊坡進(jìn)行注漿或拉森鋼板樁預(yù)支護(hù),且布設(shè)好沉降、位移觀測(cè)點(diǎn),確?;A(chǔ)開挖過(guò)程的穩(wěn)定性,還要清除原地面表層植被,挖除樹根,并將換填區(qū)域內(nèi)淤泥全部清理干凈,挖至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高處。在兩側(cè)做好臨時(shí)排水溝,溝底要低于地下水位0.2 m,縱向坡比不得緩于2%。用水泵將水抽出基坑外,并用透水性好的材料分層填筑、分層壓實(shí)。首先推土機(jī)初平、再用平地機(jī)精平,然后使用壓路機(jī)靜壓1~2遍后,再振動(dòng)壓實(shí)。對(duì)于換填中粗砂,機(jī)械不易壓實(shí)的位置,應(yīng)當(dāng)采取灌水密實(shí)法。按照設(shè)計(jì)要求每層檢測(cè)壓實(shí)度或沉降差,合格后方可填筑上一層,最后一層碾壓完成后應(yīng)檢查縱斷面高程、平整度以及厚度等,確保換填質(zhì)量,有利于工后沉降。

        4.2 控制加寬路基填料

        確保路基加寬部分和原有路基成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu),是減少新舊路基沉降差及提高路基穩(wěn)定性的重要保障。原則上應(yīng)選用和原有路基一樣的土層填料,填料選用不一致時(shí),應(yīng)選用較高強(qiáng)度的填料,如碎石土,砂礫土等,試驗(yàn)室技術(shù)員應(yīng)在路基填筑前,每公里至少取2個(gè)取樣點(diǎn),土質(zhì)變化較大時(shí),需要增加取樣點(diǎn)數(shù)。然后進(jìn)行土工試驗(yàn),檢測(cè)其天然含水率、液限、塑限、標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)、CBR(加州承載比)試驗(yàn)等。選擇CBR大的值作為路基填料。其中高速公路和一級(jí)公路的上路床要求壓實(shí)度不小于96%,最小承載比CBR為8%;荷載為輕、中、特重、極重級(jí)別的高速公路的下路床要求壓實(shí)度不小于96%,最小承載比CBR為5%。沈海高速開陽(yáng)改擴(kuò)建段路堤下路床路基的壓實(shí)度設(shè)計(jì)要求比規(guī)范提高了1%,以控制拼寬質(zhì)量,確保路基的穩(wěn)定性,減少新舊路基的沉降,到達(dá)了非常好的效果。選擇好的路基填料,同時(shí)達(dá)到壓實(shí)度要求,可有效控制拼接加寬部位的施工質(zhì)量。

        4.3 加強(qiáng)新舊路基結(jié)合部位處理

        路堤路基結(jié)合部位拼接極為關(guān)鍵,既是施工中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。填方路段清表后,沿著路線縱向開挖寬度不小于2 m、高度不小于30 cm的臺(tái)階,且設(shè)置內(nèi)傾斜2%~4%。當(dāng)填土高度大于2 m時(shí),需要設(shè)置土工格柵,一般采用雙向鋼塑材質(zhì),縱、橫極限抗拉強(qiáng)度不小于80 kN/m,縱向、橫向標(biāo)稱抗拉強(qiáng)度下的伸長(zhǎng)率≤3%,其技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)格按交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T 925.3—2018《公路工程土工合成材料工格柵 第3部分:纖塑格柵》執(zhí)行。在處理好的原地面上要鋪設(shè)第一層土工格柵,用鋼筋或鋼釘固定好,及時(shí)用填料分層填筑,攤鋪層厚根據(jù)路基試驗(yàn)路段數(shù)據(jù)施工,壓實(shí)機(jī)械宜選用自重不小于180 kN(18 t)的振動(dòng)壓路機(jī),先靜壓再振動(dòng)碾壓成型,壓實(shí)度經(jīng)檢測(cè)合格后,方可繼續(xù)填筑下一層,填土高度每增加2 m后,需要用液壓夯或大噸位壓路機(jī)補(bǔ)強(qiáng),依次交替進(jìn)行,直到填到路床為止。施工過(guò)程中碰到舊路的急流槽、排水管、盲溝管,要引出到拼接路基外,防止雨水浸泡路基,影響施工中填筑質(zhì)量,破壞路基的整體強(qiáng)度。開挖臺(tái)階、鋪設(shè)土工格柵、機(jī)械補(bǔ)強(qiáng)、設(shè)置臨時(shí)排水措施有效增進(jìn)了新舊路基結(jié)合面的咬合,提高了路基的整體強(qiáng)度和黏結(jié)度。

        4.4 完善排水系統(tǒng)

        路基路面排水系統(tǒng)是保證道路穩(wěn)定性和耐久性的系統(tǒng)工程,更是高速公路拼接的重點(diǎn)控制對(duì)象,施工前,技術(shù)員要先審閱設(shè)計(jì)圖紙,測(cè)量員要核對(duì)每條溝底的斷面高程,確保排水暢通,如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)院做出更變處理。技術(shù)員應(yīng)提前做好材料進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃,并取樣檢測(cè),送到有資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)定材料的性能,確保其滿足設(shè)計(jì)要求。應(yīng)遵循先主后次、先下后上的基本原則,填筑路基前,按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行盲溝、滲溝等施工。遇到潮濕路段,則需要在舊坡腳設(shè)置縱橫向盲溝,以確保新舊路基基底排水暢通。路床攤鋪完成后,先進(jìn)行路堤排水溝施工,線型要保持平順、斷面尺寸不應(yīng)小于設(shè)計(jì)尺寸,溝底高程須符合設(shè)計(jì)要求,按照規(guī)范要求每200 m需要采用水準(zhǔn)儀檢測(cè)5個(gè)點(diǎn)。路堤排水溝應(yīng)與拼接過(guò)水圓管涵、蓋板涵、邊坡急流槽、路基盲溝、當(dāng)?shù)睾忧扰潘O(shè)施接通,既能滿足當(dāng)?shù)毓喔绒r(nóng)田的需要,也能達(dá)到路面結(jié)構(gòu)層、路基邊坡排水的要求。然后進(jìn)行路基邊坡防護(hù)、急流槽、平臺(tái)排水溝施工時(shí),其結(jié)構(gòu)尺寸、砂漿強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)要求。急流槽、平臺(tái)排水溝必須與排水溝接通,其作用是排出路面及邊坡雨水。路基拼接最難處理的是舊路路面結(jié)構(gòu)層的層間隙水,以沈海高速開陽(yáng)改擴(kuò)建段為例,業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位多次探討有效治理排除路面結(jié)構(gòu)層間隙水問(wèn)題,確保新舊路床不被水滲入。最終確定了設(shè)計(jì)方案:(1)在新拼寬路面下面層底設(shè)置0.5 m厚度級(jí)配碎石排水墊層,并且摻拌一些石屑,碎石與石屑按照0.7∶0.3配比,這樣更容易碾壓成板體,提高路基強(qiáng)度;(2)在拼接舊路土路基位置縱向開挖寬度0.75 m,深度為路床以下0.2 m,并設(shè)置級(jí)配碎石盲溝;(3)沿著拼寬路基橫向每間距20 m設(shè)置1道盲溝,深度為路床以下0.6 m,且接通舊路盲管,盲溝出水口接至路基急流槽,中央分隔帶采用新澤西護(hù)欄填土綠化,基底設(shè)置碎石層,可以把上面的雨水通過(guò)碎石層滲入路面結(jié)構(gòu)層或超高排水溝排出。拼接路基從3個(gè)部位設(shè)置盲溝:舊路基坡腳處縱橫向、新路基路床橫向及舊路床土路肩縱向。有效防止了路面結(jié)構(gòu)層的水滲入路床,從根本上解決了雨水破壞道路的問(wèn)題,避免了路面開裂,保證了行車安全,提高了公路的耐久性、穩(wěn)定性。

        5 結(jié)語(yǔ)

        減少拼接路基工后沉降,避免產(chǎn)生路面縱橫開裂、邊坡坍塌等質(zhì)量問(wèn)題,可以有效遏制通車行駛安全,提高公路的耐久性、安全性和穩(wěn)定性,因此,高速公路改擴(kuò)建路基拼接施工技術(shù)應(yīng)用意義重大。綜上所述,路基拼接從4個(gè)方面控制:(1)加強(qiáng)軟土地基地處理;(2)選擇優(yōu)質(zhì)路基填料;(3)加強(qiáng)新舊地基結(jié)合部位的處理;(4)排水系統(tǒng)的優(yōu)化和完善。做好以上4點(diǎn),能夠確保高速公路改擴(kuò)建快速健康發(fā)展,提高交通運(yùn)行能力,利于經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,符合當(dāng)下高質(zhì)量發(fā)展的要求。

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