胡振山
(新疆維吾爾自治區(qū)公路工程造價(jià)管理局,新疆 烏魯木齊 830000)
根據(jù)交通運(yùn)輸部統(tǒng)計(jì),當(dāng)前我國(guó)部分高速公路交通量已經(jīng)遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)預(yù)估交通量[1]。為了緩解道路高負(fù)荷運(yùn)行壓力,應(yīng)當(dāng)對(duì)原有道路進(jìn)行加寬處理以提升道路通行能力。
路基失穩(wěn)是高速公路路基加寬最為常見的病害之一,施工時(shí)未進(jìn)行挖臺(tái)階處理或新老路基連接部位處理不恰當(dāng)容易造成新建路基的整體滑移或不均勻沉陷,該類病害常出現(xiàn)在陡坡路基或軟土路基中,故加寬過程中應(yīng)針對(duì)軟土路基應(yīng)進(jìn)行夯實(shí),保證路面承載力滿足要求,對(duì)于陡坡路基應(yīng)根據(jù)坡率進(jìn)行挖臺(tái)階處理,提高新建路基的抗剪切能力。
在加寬路基中,縱向裂縫主要出現(xiàn)在新老路基的拼接處。老路基長(zhǎng)年累月在車輛荷載的碾壓下沉降已經(jīng)逐步趨于穩(wěn)定,而新建路基由于施工技術(shù)、土質(zhì)等原因,導(dǎo)致在通車后其沉降仍在繼續(xù),由于新老路基沉降量的不一致容易誘發(fā)路基縱向錯(cuò)臺(tái),向上發(fā)展導(dǎo)致路面表面縱向裂縫的產(chǎn)生。針對(duì)新老路基拼接處的施工處理,目前常用的防治縱向裂縫的方法是在路基土中鋪設(shè)土工格柵,通過其約束作用降低新老路基沉降差[2]。
某高速公路早期設(shè)計(jì)時(shí)以雙向四車道為主(部分為雙向六車道),伴隨著交通量的急劇增長(zhǎng),近年來公路運(yùn)行期間交通堵塞情況時(shí)有發(fā)生。為了應(yīng)對(duì)交通堵塞的情況,經(jīng)過研究后決定通過改擴(kuò)建方式加寬道路,增加道路車道數(shù)以提高道路通行水平。
高速公路加寬前,首先要對(duì)公路沿線兩側(cè)地基地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查,是否存在軟土路基或其他特殊土路基,當(dāng)存在軟土路基或其他特殊土路基時(shí),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以換填、強(qiáng)夯等手段來壓實(shí)地基,保證其滿足車輛行駛的承載力要求。對(duì)新建路基的地基處理完畢后,原路基的邊坡及道路兩側(cè)附屬設(shè)施應(yīng)當(dāng)進(jìn)行拆除,滿足使用要求時(shí)可循環(huán)利用。最后,則根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和規(guī)范要求編寫科學(xué)的施工方案以便后續(xù)施工的穩(wěn)步進(jìn)行。
為了保證實(shí)際施工的準(zhǔn)確性,應(yīng)根據(jù)施工圖紙進(jìn)行放樣處理,對(duì)道路中心、左右邊線、道路護(hù)坡、設(shè)計(jì)標(biāo)高等進(jìn)行校準(zhǔn),調(diào)整誤差,保證施工精度。由于路基碾壓時(shí)按設(shè)計(jì)寬度施工具有一定難度,容易造成路基邊緣壓實(shí)不均,故在進(jìn)行路基填筑時(shí),應(yīng)在設(shè)計(jì)寬度的基礎(chǔ)上拓寬0.5m,以保證后續(xù)路基的碾壓施工。
路基加寬中最為嚴(yán)重的影響就是新老路基不均勻沉陷,為了降低新老路基之間的沉降差,通過在老路基邊坡上開挖臺(tái)階的方式來提高路基的抗剪切強(qiáng)度。開挖時(shí),安排施工人員逐級(jí)開挖,控制每一級(jí)臺(tái)階的寬度與高度,保證臺(tái)階尺寸滿足施工規(guī)范要求,由于土質(zhì)和施工等原因在開挖時(shí)可能會(huì)造成突然的松散,因此在逐級(jí)開挖過程中應(yīng)逐級(jí)壓實(shí),穩(wěn)固路基以防出現(xiàn)邊坡塌方情況。同時(shí)在進(jìn)行新建路基填筑時(shí)應(yīng)在地基上鋪設(shè)土工格柵來提高新建路基的穩(wěn)定性,土工格柵鋪設(shè)前應(yīng)當(dāng)確保地基整體平整,鋪設(shè)時(shí)應(yīng)選取專業(yè)人員進(jìn)行操作,鋪設(shè)應(yīng)當(dāng)一次成型,避免反復(fù)施工,同時(shí)控制好相鄰?fù)凉じ駯诺拈g隔距離,鋪設(shè)距離過寬將會(huì)導(dǎo)致土工格柵對(duì)路基土的約束能力下降,鋪設(shè)間隔距離過近則增加了材料成本,根據(jù)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)土工格柵鋪設(shè)施工經(jīng)驗(yàn),相鄰處土工格柵控制距離適宜范圍在8cm~13cm,鋪設(shè)完畢后,為方便后期對(duì)路基內(nèi)部沉降的監(jiān)測(cè),在地基部分區(qū)域安裝傳感器來監(jiān)控路基的沉降。為了確保加寬路基的工程質(zhì)量,相應(yīng)土工格柵相關(guān)參數(shù)需滿足以下要求,參數(shù)指標(biāo)及檢測(cè)結(jié)果見表1。
表1 土工格柵相關(guān)參數(shù)
新建路基填筑時(shí)應(yīng)對(duì)原路基土質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn),為了保證路基穩(wěn)定,應(yīng)當(dāng)選擇與原路基相同的或相似的填料進(jìn)行路基填筑。填筑時(shí)采用分層平鋪方式,運(yùn)料車將路基土運(yùn)送至施工場(chǎng)地,卸料后通過推土機(jī)及平地機(jī)整平施工,為了保證路基內(nèi)部能夠達(dá)到相應(yīng)的壓實(shí)度,在填筑厚度的控制上,針對(duì)新建路基的第一層填筑厚度宜控制在50cm,后續(xù)施工時(shí)填筑厚度逐步減小。在第一層碾壓完畢后,通過灌砂法對(duì)路基進(jìn)行壓實(shí)度測(cè)試,滿足要求后鋪設(shè)土工格柵[3]。
路基加寬過程中為了避免路基塌方和縱向裂縫的出現(xiàn)應(yīng)采取適當(dāng)措施進(jìn)行防治,路基開挖過程中,為了避免水分滲入路基降低路基的承載性能,針對(duì)填筑路基開挖排水溝、挖方路開挖截水溝的方式來保證路基穩(wěn)定,防止路基塌方。對(duì)于縱向裂縫病害常出現(xiàn)的路基連接部位則應(yīng)鋪設(shè)質(zhì)量滿足要求的土工格柵,通過多層鋪設(shè)的方式約束路基土,降低新建路基的沉降量。
新建路基的沉降是路基加寬過程中常見的問題,由于新老路基沉降的不一致時(shí)常引起拼接部位的縱向裂縫,縱向裂縫的產(chǎn)生表明路基整體結(jié)構(gòu)發(fā)生了損壞,承載力將會(huì)大打折扣,嚴(yán)重影響道路安全性能。本文中的項(xiàng)目通過挖臺(tái)階與鋪設(shè)土工格柵的方式來提高路基穩(wěn)定性,通過傳感器監(jiān)測(cè)路基內(nèi)部沉降,由傳感器的數(shù)據(jù)記錄結(jié)果可知,通車3月至6月后路基沉降穩(wěn)定,隨著時(shí)間的增加,通車6月至12月后內(nèi)沉降量均值由6.03mm增大至119.4mm,該段時(shí)間內(nèi)沉降增長(zhǎng)迅速,但在12月至18月時(shí),沉降趨于穩(wěn)定。造成該情況的主要原因可能是,通車早期,由于車流量較少,路基土在自重與荷載下產(chǎn)生輕微沉降,隨著車流量的增加,6月至12月沉降量急劇提高。但在土工格柵的約束作用下,12月至18月沉降趨于穩(wěn)定。施工18個(gè)月后,路基沉降均值在121mm,滿足施工要求,同時(shí),新建路基與原路基拼接處未產(chǎn)生病害,說明該路基加寬滿足使用要求。
路基加寬施工中壓實(shí)度檢測(cè)需要進(jìn)行多次,首先針對(duì)地基進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè),若地基壓實(shí)度不滿足要求而在其上填筑時(shí),將會(huì)引發(fā)路基的沉陷。其次是分層填筑過程中需要對(duì)每層進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè),每一層填筑完成,滿足壓實(shí)度要求后才能開展后續(xù)施工。選取典型位置檢測(cè)壓實(shí)度后可知,路基上、下路堤的壓實(shí)度均值分別滿足95%和93%要求。
綜上所述,根據(jù)對(duì)路基沉降的監(jiān)測(cè)結(jié)果,路基沉降在通車6月至12月后增長(zhǎng)較快,在通車18月時(shí)逐漸趨于穩(wěn)定,且路基未出現(xiàn)明顯沉降和縱向裂縫,說明施工質(zhì)量良好。檢測(cè)本文實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目壓實(shí)度,其上下路堤的壓實(shí)度分別滿足95%和93%要求。