摘 要:為了有效提高公路工程的通車質量和安全性,必須要對公路工程路基施工質量加以充分重視。但是現階段,我國很多地區(qū)公路工程由于受到一些特殊地質條件因素的影響,造成公路工程路基部分產生各種不同類型的病害問題,尤其是以軟土路基病害問題的表現尤為明顯,需要對其進行針對性處理。本文有效結合我國某地區(qū)一處項目工程建設案例進行分析和研究,提出本段公路工程特殊路基的病害問題形式,同時提出相應的路基病害問題的施工處理方法,保證公路工程路基部分的結構安全性和穩(wěn)定性,為后續(xù)類似工作開展提供必要的參考和借鑒。
關鍵詞:公路工程;特殊路基;病害;處理
隨著我國社會經濟的不斷向前發(fā)展,高速公路項目工程建設施工規(guī)模正在快速擴張,同時公路工程的施工質量也在不斷提升,在實際施工當中結合以往的工程施工經驗以及項目工程實際施工地質條件情況,對其中存在的各種施工問題和困難進行合理解決,全面提高公路工程的整體施工效果,為人們后續(xù)的通車安全性和穩(wěn)定性打下了良好的基礎。但是由于我國國土面積遼闊,不同地區(qū)地質條件的差異性非常明顯,在公路工程施工當中路基部分經常會受到一些特殊土壤條件因素的影響,造成路基的承載能力以及穩(wěn)定性不足,影響到整個公路工程的使用效果。
一、工程概況
有效結合我國某地區(qū)一處公路工程項目建設案例展開分析和研究,本段公路工程道路路基寬度為9.5m,其中包含4座預應力混凝土橋梁。本段公路工程施工當中涉及到大面積的軟土地基,對于軟土地基的處理工作方法,選用的是預應力混凝土樁方法。部分施工區(qū)域存在大面積的水田池塘等,需要使用淤泥開挖和排水處理法,圓形管涵以下使用三排樁進行處置樁體直徑為500m,樁體間距大小范圍在1.2~1.5m,樁體長度范圍在9.5~13.2m,頂面鋪設一層碎石墊層材料,并且鋪設范圍超出路基兩側坡腳各50cm,路基兩側設置出50m寬度的碎石反過濾層,砂墊層頂部鋪設一層土工格柵,同時對軟土地基的處理方法進行合理選擇。
二、挖淤泥排水施工
路基影響范圍內的水塘、農田、和水溝先進行排水,必要時設草袋圍堰,然后清淤至塘底,以清至原狀土為標準。 清淤后、拋填片石,其中上層40cm的石料粒徑應小于淤泥厚度高出10cm或者比常水位高出30cm,在片石上回填20cm厚的砂礫。然后在砂礫層上鋪筑路基土,按照一般路基進行設計?;靥畈牧弦蟀从嘘P施工技術要求進行分層壓實。
(一)前期測量
在正式開始施工之前,相關施工人員需要完成前期的施工測量和放樣工作,其中需要充分注意直線與曲線段,需要分別依照20和10m一個斷面間距大小,準確放出處理寬度的邊樁位置,同時向其中砸入綁有紅布條的木樁來進行標記處理工作,寬度需要超過設計寬度的0.5m。
(二)排水挖除淤泥
池塘排水工作結束之后需要進行表面清理工作,清理厚度大約為0.3m,清理工作結束后正式開始進行淤泥開挖,開挖完成之后的腐植土需要直接輸送到棄土場,作為耕作層儲存以及循環(huán)使用。基槽的底面位置開挖寬度,需要略超過路堤寬度以及放坡寬度大小,要保證多出路基邊部的長度達到50cm。如果項目工程整體地基處于池塘低洼田等相對比較平坦的區(qū)域,在正式開始施工之前,需要使用圍堰抽水處理工作方法,對其進行必要的防護處理,可以保證將淤泥原土進行徹底清理,保證基底位置處于一種無水狀態(tài),有效降低填料當中所含有的各種軟土和雜物避免受到碾壓,造成彈簧土以及地基塌陷等各種問題。如圖1:
(三)回填處理
通過使用清淤泥換填片石處理工作方法,在實際施工當中需要保證從一端朝著另一端逐漸推進填筑施工作業(yè),需要使用橫斷面全寬度縱向分層施工處理方法,如果原有的地面平整程度不足,在填筑施工過程中需要保證從最低層的分層位置正式開始施工,對填料進行運送工作當中,必須要精確控制卸料的密度大小,并且根據方格法合理劃分方格區(qū)域,然后再進行后續(xù)的卸料工作。在完成填筑區(qū)域第一層的卸料工作之后,需要使用推土機設備和挖掘機設備配合工作,有效完成平整攤鋪施工,需要充分保證攤鋪表面的均勻性和穩(wěn)定性,有效保證壓路機的碾壓工作效果和穩(wěn)定性。
(四)碾壓施工
在換填施工部分片石使用大型推土機設備,配合人工回填處理工作方法,在使用振動壓路機進行碾壓施工當中,使用擊振力超過40t以上的重型壓路機設備來進行操作,在碾壓工作過程中不能產生彈簧情況,同時表面不存在明顯的碾壓痕跡。在碾壓過程當中需要沿著碾壓路線縱向方向進行碾壓處理,遵循先兩邊后中間的處理工作原則,如果碾壓施工區(qū)域為曲線段,則需要從內部操作外部進行碾壓,根據由低到高先慢后快的方式,有效提高基礎面的碾壓程度和穩(wěn)定性。從第三遍碾壓工作環(huán)節(jié)開始,每完成一遍的路面壓實工作,需要檢查一次路基面的壓實程度以及測試點的高程大小,同時對本次路基壓實度以及材料的松鋪系數進行記錄和運算,每層回填工作完成之后需要經過自我檢驗合格之后,直接上報到監(jiān)理工作單位展開現場質量驗收,驗收合格同時得到監(jiān)理工程師的同意后再開始后續(xù)工作。如圖2:
三、混凝土預制樁施工技術方法
根據巖土工程勘察工作報告所提供出的關鍵性數據及其技術參數,經過工作人員的詳細計算和分析。在設計工作過程中,通過使用預應力高強度混凝土管樁作為基礎結構部分樁體結構,頂部設置出25cm厚度的C30的鋼筋混凝土承臺板,管樁規(guī)格大小使用的是pH C400A95型,外直徑大小為400mm,內直徑大小為210mm,管壁厚度為95mm,混凝土強度等級為C80,混凝土抗?jié)B透等級為S12,樁體結構頂端預應力主筋所處直徑大小為308mm。
(一)樁體施工材料要求
在實際施工中使用的是隨機法進行成樁,隨機法施工標準需要達到樁體端部的持力層,最后三層貫入度或者最后1m成樁垂直數量作為主要的控制工作標準,實際貫入度控制工作指標,需要通過現場試裝工作來進行確認?;炷僚c水泥砂漿材料需要通過使用普通的硅酸鹽水泥材料,強度等級大小需要超過R42.5級普通的硅酸鹽水泥材料,可以向其中加入礦物質摻合料。為了充分滿足項目工程結構抗腐蝕性能要求和標準,需要在混凝土當中加入抗腐蝕性能的外加劑材料外加劑,對于混凝土材料的性能不能產生不良影響,同時對于鋼筋材料而言,不能產生明顯的腐蝕性作用,在摻和總量使用工作方法和耐腐蝕性能方面,可以根據產品的實際使用說明來進行確認。
細骨料宜采用潔凈的天然硬質中粗砂,細度模數為2.3-3.2,質量應符合《建設用砂》GB/T14684的有關規(guī)定,且砂的含泥量不大于1%,氯離子含量不大于0.01%,硫化物及硫酸鹽含量不大于1%。粗骨料宜采用碎石或破碎的卵石,最大粒徑不應大于25mm,且不得超過鋼筋凈距的3/4,且石的含泥量不大于0.5%,硫化物及硫酸鹽含量不大于0.5%。螺旋筋宜采用低碳鋼熱軋圓盤條、砼制品用冷拔低碳鋼絲,其質量應分別符合《低碳鋼熱軋圓盤條》GB/T701、《砼制品用冷拔低碳鋼絲》JCT/504的有關規(guī)定。端部錨固鋼筋宜采用低碳鋼熱軋圓盤條或鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋,其質量應分別符合《低碳鋼熱軋圓盤條》GB/T701、《鋼筋砼用鋼第2部分:熱軋帶肋鋼筋》GB1499.2的規(guī)定。
(二)沉樁施工技術要點
在施工之前需要根據樁體的直徑,樁體長度以及土層特征和施工機械的性能,做出必要的施工組織計劃工作,對成樁的施工順序通常情況下是用先深后淺,先長樁后短樁的施工方法,從中間位置分兩項向前推進,或者由中間向四周推進施工,組織計劃需要送到相關施工單位來進行確認。在打樁工作過程中需要采用重錘低擊的打樁技術方法,初始的下落距離相對較小,可以保證樁體結構正常入土,樁體肩部位置不能產生明顯的偏斜,然后再逐漸增加下落距離。錘擊法沉樁時樁帽的上圍箍內,須嵌入豎紋硬木或圓盤層疊的鋼絲繩做成的彈性“錘墊”,其厚度宜取150-200mm;樁帽的下圍箍內,須嵌用麻袋、硬紙板、疊層水泥袋、膠合板等做成的富有彈性和韌性的“樁墊”,“樁墊”厚度應均勻且經錘擊壓實后的厚度不宜小于120mm,在打樁期間應經常檢查,及時更換和補充。
(三)力戒偏心
在樁帽和樁體周圍的間隙大小需要設置為5~10mm,在成樁工作過程中,樁錘樁帽和樁身需要保證在同一軸線上,不允許存在明顯的晃動問題。第一節(jié)空心方樁就位之后插入地面的情況下,垂直度偏差量不能超過0.5%,在成樁過程當中當樁體結構自身傾斜度超過0.8%的情況下,需要及時找出原因并且進行糾正處理,禁止使用移動樁支架強行進行糾正。要合理控制錘擊的總次數,錘擊法施工過程中樁錘的大小需要基于相關工程的施工地質條件,樁體結構種類、樁體密度大小、單裝設置方向上的承載能力以及工程施工條件等多方面因素進行綜合考慮和分析,PS樁單裝總錘擊數不能超過2000,最后1m的隨機數不能超過200。
(四)管樁連接
在項目工程施工當中需要盡可能減少接樁數量,任意單根的接頭數量不能超過3個,需要避免樁體結構接近于持力層,或者是中間位置,處于持力層的接樁位置在上下截空心樁拼接過程中,需要使用端板焊接的方法來進行連接,空心方樁的基礎強度大小不能低于空心方樁的自身強度大小。當管樁部分需要進行接長的情況下,入土部分的管樁需要超過地面0.5~1.0m,下一節(jié)樁體結構接頭的位置需要設置出導向箍,方便上一節(jié)樁體就位。在接樁工作過程中,上下樁體結構之間需要保持垂直,實際錯位偏差量不能超過2mm,接樁就位糾偏工作中不能使用大錘進行橫向敲打。
在管樁正式開始對接工作之前,上下端表面需要使用鐵刷進行徹底清理,坡口位置需要露出金屬光澤,焊接過程中需要先在坡口的圓周上,對稱點焊接四到六點,等到上下樁體結構完全固定再拆除導向箍最后進行分層焊接處理。如需要截樁時應有確保截樁后管樁質量的措施,宜用鋸樁器截割嚴禁使用大錘硬砸或強行扳拉截樁。
成樁工作完成之后需要做好必要的檢查和驗收檢查,驗收通過之后進行后續(xù)的墊層鋪設工作。墊層鋪設施工過程中需要在樁體結構頂面,鋪設40~80cm厚度的砂礫墊層材料,全部施工范圍內使用20t的振動壓路機設備進行碾壓兩遍以上,最后進行土工格珊的鋪設,在砂墊層上方鋪設一層土工格珊,有效保證基礎面處理工作質量和效果,如圖3:
四、公路軟土地基的處理工作方案
(一)表層處理
通常情況下,在軟土地基處理工作過程中,表層處理工作方法是其中比較常用的一種施工方式,不但具有操作流程簡單,同時還具有減少投資總量。在實際施工當中需要結合滿足地基的實際工作情況,對其進行合理選擇和使用,其中砂墊層使用方法是其中比較常用的表層施工處理方式,主要是在原有的軟土地基表面鋪設一層砂材料,并且借助外部壓力的作用,有效降低本土地區(qū)當中的含水量大小,使得基礎面充分加速凝固,但是對于硬殼比較薄的路基原土層和軟土表面滲透性較低的情況下,需要結合實際施工情況來進行選擇。
(二)增強邊坡的抗滑效果
要合理設置抗滑樁,在進行抗滑樁設計工作過程中,需要有效考慮到施工區(qū)域的水溫地質環(huán)境條件滑坡土體的含水率,滑坡土體性質等多方面影響因素,要有效確認樁體的間距大小,同時提高工程施工效果。要有效控制抗滑樁的施工質量,要保證抗滑樁施工過程中,根據正確的操作步驟和施工標準來進行施工和處理,對于混凝土和支護生質量的控制工作,必須要得到施工單位的充分重視,有效保證邊坡結構部分的整體抗滑效果和穩(wěn)定性。
五、結束語
綜上,公路工程在使用過程中長期暴露在外部環(huán)境當中,經常會受到自然環(huán)境、路面行車荷載以及自重等多方面因素的影響,造成路基結構部分很容易產生比較嚴重的破壞性問題,在一些特殊的地質條件下表現尤為明顯,因此必須要對公路特殊路基病害問題施工處理技術方法進行深入研究,有效保證公路工程路基基礎結構的穩(wěn)定性。
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作者簡介:黃之舟(1989.6-)男,工程師,本科,研究方向:市政道路設計工作。