王長征
(濟南市長清區(qū)公路事業(yè)發(fā)展中心,山東 濟南 250300)
隨著我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級,國民經(jīng)濟得到飛速發(fā)展,人民生活水平越來越高,汽車等交通運輸工具的數(shù)量急劇增加,城市交通運輸量呈現(xiàn)指數(shù)級增長,原有的市政道路不僅通行量小且出現(xiàn)損壞現(xiàn)象,已逐漸不能滿足交通運輸需求。為促進國民經(jīng)濟更好地發(fā)展,需要通過改擴建設(shè)來拓寬市政道路,緩解城市交通擁堵的現(xiàn)狀。
某市政道路建成至今已運行15年,車輛通行量大,經(jīng)常造成交通擁堵,為緩解交通運輸壓力,對該道路進行改擴建設(shè),由雙向2車道拓寬為雙向6車道,道路全長20km,原有道路寬度9m向兩側(cè)拓寬至25m。該市政道路沿線有居民區(qū)、水塘、溝渠、架空線、樹木等,拓寬部分路段與這些區(qū)域重疊,地質(zhì)條件比較復雜。本文以某市政道路改擴工程為例,分析路基拓寬工程的特點,提出路基拓寬施工應(yīng)關(guān)注的施工要點,并通過采取施工質(zhì)量控制措施以確保工程施工質(zhì)量。
該市政道路改擴建設(shè)采用雙側(cè)拓寬方式,在原路面兩側(cè)向外各拓寬8m,原有道路路基兩側(cè)分別與新路基相接,路基拓寬工程存在以下特點[1]:
(1)新老路基剛度存在差異,原有道路路基經(jīng)過多年的車輛荷載作用,固結(jié)密實性很強,路基剛度較大,而新路基還未經(jīng)過長時間重荷載碾壓作用,剛度與老地基相比較小,因此新老地基對道路面層結(jié)構(gòu)發(fā)揮的承載作用有差異。
(2)新老路基沉降存在差異,老道路路基施工完成后經(jīng)過多年使用已經(jīng)完成沉降,改建后不會再產(chǎn)生明顯沉降,而新路基建成后還要經(jīng)過沉降過程,沉降量與老路基相比較大,在新老路基結(jié)合部極易使道路產(chǎn)生裂縫。
(3)新老路基結(jié)構(gòu)層厚度、強度存在差異,由于老路基原始標高與新拓寬區(qū)域原始標高存在差異,同一路基斷面上,老路基填方厚度與新路基相比較小,特別當新拓寬區(qū)域為居民區(qū)、水塘、溝渠、架空線、樹木等復雜區(qū)域時,結(jié)構(gòu)層厚度差異更為明顯,強度也不一樣。
(4)新老路基結(jié)合部位施工難度大,新老路基結(jié)合部需要有良好的結(jié)合性,需要采取比較復雜的施工工藝解決,施工難度大。
路基拓寬工程中新老路基剛度存在的差異、路基施工完畢后產(chǎn)生的沉降差異和新路基的形變都會影響道路施工質(zhì)量。若新老路基結(jié)合部未采用合適的施工工藝,使兩者未能緊密結(jié)合,會導致路基開裂并使道面出現(xiàn)縱向裂縫。所以應(yīng)填筑材料均勻、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、滿足強度標準的路基,避免新老路基產(chǎn)生不均勻沉降,使新老結(jié)合部緊密結(jié)合是市政道路改擴工程中路基拓寬施工質(zhì)量滿足使用要求的重要保證。
路基施工開始前應(yīng)先將拓寬區(qū)域的路基土體表層的腐殖土和雜填土全部清除干凈。架空線、農(nóng)田或樹木區(qū)域應(yīng)先清除樹木雜草、腐殖土和不滿足強度標準的原狀土;居民區(qū)在房屋拆遷后將建筑物地基和雜填土全部清除干凈,若建筑物為深基礎(chǔ)則應(yīng)清除至規(guī)定深度;水塘和溝渠區(qū)域則應(yīng)先排水,將表層60cm厚度的淤泥層進行清除,避免破壞硬殼層,拋擲塊石進行排淤,之后逐層填埋山皮石等碎石,無淤泥且含水量大的區(qū)域可以將土體翻挖晾曬直至達到最佳含水量;若老路基兩側(cè)建有護坡或擋土墻等構(gòu)筑物均應(yīng)進行拆除,并將雜填土清除干凈。
為使市政道路改擴工程新老路基結(jié)合緊密,應(yīng)在路基結(jié)合部開挖邊坡臺階,增加新老路基結(jié)構(gòu)結(jié)合面積,使用大荷載的壓路機進行多次碾壓,使新老路基緊密結(jié)合成為一個整體,極大地減小了新老路基產(chǎn)生的沉降差異。一般情況下,開挖邊坡臺階的寬度越大,新老路基之間的沉降差異會越小,這是因為開挖邊坡臺階寬度越大,新老路基實際結(jié)合的面積越大。實施開挖邊坡臺階前,應(yīng)先處理老路基邊坡,通常邊坡處理工作不能一下全部做完,應(yīng)與邊坡臺階開挖同步實施,保證老路基土體的穩(wěn)定性。采取削坡方式處理老路基邊坡,削坡方式的不同選擇對新老路基實際變形差異會造成影響。若邊坡削坡很陡峭,會加大新老路基產(chǎn)生不均勻沉降問題的可能性。處理完邊坡后,應(yīng)準確放樣各層邊坡臺階開挖線,保證開挖邊坡臺階能夠沿著順直線形和準確的位置實施。實際的作業(yè)流程為:先從老路基坡角進行邊坡臺階的開挖,當路基填高小于3m時,應(yīng)將土體一次全部挖完;當路基填高大于3m時,應(yīng)以深2m、寬3m為規(guī)格向結(jié)合部逐層開挖,臺階應(yīng)具有2%~3%坡度的橫坡,當與老路基距離小于3 m時,一次全部挖完。邊坡臺階的斷面應(yīng)保持一定的坡度,靠近舊路肩的那一層邊坡臺階邊緣距離舊路肩邊部不能小于20cm,以確保老路基的穩(wěn)定性,并且使其在路基碾壓時能夠密實均勻。若路段為高填方路基區(qū)域,邊坡臺階開挖不能一次到位,應(yīng)與路基施工進度保持同步跟進,逐層開挖。
由于新老路基沉降存在差異,極易使道面產(chǎn)生裂縫,因此在路基拓寬施工時需采取特殊的工藝,通過技術(shù)手段解決施工質(zhì)量可能存在的問題。在市政道路的擴建施工中,嚴格按照施工說明書進行鋪設(shè)土工格柵,采取橫向鋪設(shè)的方式,確保整平連續(xù)、搭接釘緊。因為土工格柵屬于一種柔性物質(zhì),能夠承受較強的拉應(yīng)力,當路基土體受到拉伸應(yīng)力作用時,土體受到的拉伸應(yīng)力可以傳遞給土工格柵,用作抗拉構(gòu)件,此時土工格柵和土體緊密相接的摩擦力約束限制了土體的側(cè)向應(yīng)變,使土體和土工格柵緊密粘結(jié)在一起,增強了路基土體的抗剪能力,減小了路基沉降變形,使新老路基結(jié)合部緊密結(jié)合成為整體,避免了道路裂縫的產(chǎn)生。
市政道路改擴工程施工中,應(yīng)對新老路基實施充分碾壓,使路基整體穩(wěn)定、強度均勻、填料密實,擁有足夠的強度,避免路基產(chǎn)生沉降問題。為保證壓實效果,應(yīng)選用合格的填料實施分層填筑和碾壓,同時確保路基的含水量達到最佳。填筑壓實作業(yè)流程主要包括:首先清除路基范圍內(nèi)所有雜物,然后駕駛推土機將填料堆鋪平,并進行粗略整平,不得出現(xiàn)較大的高度差,接著駕駛平地機進行精平,將填料層修理平整,保證均勻的層厚。整平過程中嚴格遵守自兩邊至中間的順序?qū)嵤?,平整后的路基須平直圓順,填料層均勻平整且中間略高,保持3%的橫坡,以此增強路基的排水能力,確保不會有積水。分層填筑時應(yīng)從較低處開始實施,應(yīng)將每一個填筑層的厚度控制在30cm之內(nèi),具體的松鋪厚度值要經(jīng)過壓實試驗結(jié)果確定,每一層壓實厚度應(yīng)控制在10cm之上,填筑層的實際寬度均要大于設(shè)計寬度60cm(左右均為30cm),以此增強經(jīng)過邊坡修整的路堤邊緣碾壓密實度。每一層填料松鋪完成后,要采用人工分檢的方式把大于允許最大粒徑的石塊清除掉,表層采用細石塊、石屑進行找平,滿足要求后檢測填料的實際含水量,當填料實際含水量在最佳含水量±2%區(qū)間內(nèi)時,可以實施碾壓,若實際含水量達不到該標準時,需結(jié)合檢測結(jié)果采取正確措施進行整改。若填料實際含水量超過最佳含水量+2%,意味著含水量過高,需在碾壓前進行翻曬。若填料實際含水量比最佳含水量-2%還低,表明含水量過低,需在碾壓前進行灑水悶料,灑水量應(yīng)經(jīng)過嚴格的數(shù)值計算才能確定。壓實機械應(yīng)采用重型振動壓路機,作業(yè)路線要從路基兩側(cè)向中心靠攏,輪跡重疊寬度要大于50cm,當路基面層沒有下沉輪跡的時候可以認為已達到密實狀態(tài)。各填方路段需按規(guī)定進行密實度檢驗[2],分層填筑的壓實度要求見表1。
表1 分層填筑的壓實度要求
對于該市政道路,道路沿線地質(zhì)條件復雜,拓寬區(qū)域原地表標高起伏較大,因此應(yīng)根據(jù)填筑具體高度采取不同的作業(yè)方式。例如,在填筑高度處于1.2m之下的區(qū)域,由于道路兩側(cè)建設(shè)有市政管線,因此在區(qū)域作業(yè)時,需按照“埋管在前、填筑在后”的方式進行。由于管道存在死角,這些地方壓實困難,實際壓實度難以達到作業(yè)標準,因此作業(yè)過程中要回填二灰砂,之后回填石灰土,直至和路基上標高一致。在填筑高度處于1.2m之上的區(qū)域,可以采用機械作業(yè),駕駛自卸汽車運料,至作業(yè)區(qū)域后把填料卸下,之后駕駛推土機開始均勻攤鋪,達到粗平標準,然后駕駛平地機進行精平作業(yè),最后駕駛振動壓路機或沖擊壓路機實施碾壓。機械作業(yè)完成后采取人工方式進行局部修整。在高填方路基區(qū)域,即使使用分層填筑和碾壓的作業(yè)方式以使路基滿足密實度要求,然而因為填筑高度較大,作業(yè)完成后必然會有一定的沉降,使新老路基出現(xiàn)沉降不均勻的差異,導致道面產(chǎn)生裂縫。所以,每四層填料完成填筑和碾壓作業(yè),均須駕駛沖擊壓路機實施大于10遍的沖壓作業(yè),在新老路基結(jié)合部等關(guān)鍵部位,須駕駛沖擊壓路機實施大于20遍的沖壓作業(yè)。
因為擴建工程中老路基兩側(cè)均拓寬為新路基,地表水無法正常向兩側(cè)排放,施工期間防治地表水十分重要,若原有路面采用的是雙向排水,為防治地表水應(yīng)于新老路基的結(jié)合部設(shè)置攔水梗,預留流水槽,將雨水等地表水排出路基區(qū)域之外,確保雨水不會沖刷開挖過邊坡臺階的老路基,地表水不會浸泡新路基。石方填料的滲水性很好,具備優(yōu)良的水穩(wěn)定性能,然而如果地表水浸泡路基土,路基的強度和穩(wěn)定性將會受到較大影響,所以務(wù)必做好地表水的防治工作,將地表水排出路基區(qū)域之外。
根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求[3],施工人員應(yīng)委托第三方檢測人員開展路床表面回彈彎沉試驗。通常來講,如果彎沉檢驗開展的時間比較短,則會導致該路基表面回彈反應(yīng)時間比較久,因此當處于試驗階段的時候,操作人員應(yīng)適當延長卸載和加載時間,同時以百分表讀數(shù)穩(wěn)定為標準再實施時間控制。試驗實施結(jié)束時,操作人員應(yīng)對檢測結(jié)果開展核實分析,若產(chǎn)生大于1.0mm的檢測點區(qū)域就應(yīng)開展挖坑檢查,排查使試驗結(jié)果超標的原因,施工人員應(yīng)依據(jù)超標原因?qū)嵤?yīng)的整改,再委托檢測人員重新實施試驗,最終確保檢測值小于1.0mm。
路基填筑施工過程中,應(yīng)開展沉降和穩(wěn)定監(jiān)測,主要內(nèi)容見表2。每填筑一層,均應(yīng)開展一次監(jiān)測,控制標準為:路基中心線地面沉降速率每晝夜不大于1.0cm;坡腳水平位移速率每晝夜不大于0.5cm。
表2 路基沉降和穩(wěn)定監(jiān)測
綜上所述,路基拓寬工程的特點使市政道路改擴工程中路基拓寬施工難度較大,若不能落實好各項施工要點,均會導致新老路基產(chǎn)生不均勻沉降或道路破壞。高度重視路基拓寬施工要點的理解把握,不斷總結(jié)工程經(jīng)驗,是市政道路改擴工程施工質(zhì)量的基本保障。該市政道路改擴工程施工完工后經(jīng)一段時間的運行,未出現(xiàn)施工質(zhì)量問題,達到了預期效果。