淺議公路路基施工方法
摘要:本文就公路路基施工中的幾種方法進(jìn)行了分析。并提出合理可行的建議與處理措施。
關(guān)鍵詞:公路路基，施工技術(shù)
1、路基填土與壓實(shí)
公路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性很大程度取決于路基填料的性質(zhì)及其壓實(shí)的程度。從現(xiàn)有條件出發(fā),改進(jìn)填土要求和壓實(shí)條件是保證路基質(zhì)量最有效和經(jīng)濟(jì)的方法。
1．1路基填料
規(guī)范對(duì)路基填料應(yīng)結(jié)合條件選用，對(duì)路基填料最小強(qiáng)度和最大粒徑綜合量化標(biāo)準(zhǔn)，采用CBR值表證路基土的強(qiáng)度，引入了路床的概念，對(duì)上路床的填料提出了限制的條件，當(dāng)路基填料達(dá)不到規(guī)定的最小強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)采取摻合粗粒料或換填或采用石灰、水泥等穩(wěn)定材料處理。
1．2路基壓實(shí)
當(dāng)前路基施工，普遍采用了大噸位壓路機(jī)，碾壓效果有了明顯的改善，對(duì)提高路基土的壓實(shí)度起了很好的作用。新修訂出版的公路驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)路堤、路床壓實(shí)度作了新的要求。應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)路段來(lái)確定不同機(jī)具壓實(shí)不同填料的最佳含水量，適宜的松鋪厚度和相應(yīng)的碾壓遍數(shù)，最佳的機(jī)械配套和施工組織與加強(qiáng)施工隊(duì)伍人員素質(zhì)管理。
1．3黃土路基填筑及壓實(shí)
(1)黃土路堤施工時(shí),應(yīng)做好填挖界面的結(jié)合(縱向),清除坡面雜草,挖好向內(nèi)傾斜的臺(tái)階。如結(jié)合面陡立,無(wú)法挖成臺(tái)階時(shí),可采用土工釘加強(qiáng)結(jié)合。若地基土層具有強(qiáng)濕陷性或較高的壓縮性,且容許承載力低于路堤自重壓力時(shí),可考慮采用重錘夯實(shí),石灰樁擠密加固。
(2)黃土含水量過(guò)小,應(yīng)均勻加水再行碾壓;如含水量過(guò)大,可翻松晾曬至需要含水量再進(jìn)行碾壓,也可摻入適量石灰處理,降低含水量。摻灰后應(yīng)將土、灰拌勻,其最大干密度應(yīng)通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)確定。
(3)老黃土透水性差,干濕難以調(diào)節(jié),大塊土料不易粉碎,使用前應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)決定措施。路床填料不得使用老黃土。新黃土為良好填料,可用于填筑路床。黃土路堤應(yīng)分層填筑,分層壓實(shí),大于10cm的塊料,必須打碎,并應(yīng)在接近上的壓實(shí)最佳含水量時(shí)碾壓密實(shí)。
(4)根據(jù)設(shè)計(jì)及時(shí)修筑外側(cè)邊緣的攔水、截水溝構(gòu)造物和急流槽,將水引至坡腳以外,對(duì)高度大于20m的路堤,應(yīng)按設(shè)計(jì)預(yù)留竣工后路堤自重壓密固結(jié)產(chǎn)生的壓縮下沉量。
(5)黃土地區(qū)應(yīng)特別注意路基排水,對(duì)地表水應(yīng)采取攔截、分散、防沖、防滲、遠(yuǎn)接遠(yuǎn)送的原則,根據(jù)設(shè)計(jì)及時(shí)做好綜合排水設(shè)施,將水迅速引離路基。在填挖交界處引出邊溝水量,應(yīng)做好出水口的加固。
2、路基路面排水
水是影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的另一重要因素,許多路基病害是由水的侵蝕造成的,另外,從保護(hù)環(huán)境、不損害當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利設(shè)施考慮,也必須做好路基排水,形成排水系統(tǒng),并與地區(qū)排水規(guī)劃相協(xié)調(diào)。在路基施工中,應(yīng)重視施工排水,防止因各種原因造成的水患,給路基、路面施工造成不必要的損失。
2．1地面排水
最通常采用的地面排水設(shè)施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管。對(duì)于二級(jí)公路和三級(jí)公路上的排水溝渠,一般都要求鋪砌防護(hù)。普遍采用漿砌片石加固,而水泥混凝土預(yù)制板塊也開(kāi)始廣泛應(yīng)用。二級(jí)公路和三級(jí)公路通過(guò)水網(wǎng)地段的路基,過(guò)去逢溝設(shè)涵的做法在一些地方有了改進(jìn),對(duì)路線兩側(cè)的灌溉溝渠重新系統(tǒng)布置,免去了穿越路線的排灌涵洞,從而提高了路基的工程質(zhì)量。
2．2路面排水
路面排水的任務(wù)是迅速排除路面范圍內(nèi)的降水,減少水從路面滲入,使之不沖刷路基邊坡。路拱橫坡應(yīng)≥2%。雨水排出路面有二種方式。第一種是集中排水,在硬路肩外側(cè)設(shè)置水泥混凝土預(yù)制塊或現(xiàn)澆瀝青混凝土的攔水帶,以其與硬路肩路面構(gòu)成三角形的集水槽流水,每隔20m～50m間距設(shè)一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。超高路段的排水通過(guò)設(shè)在中央帶的圓形開(kāi)口排水溝或雨水井進(jìn)行排除。第二種是分散排水,路線縱坡小于0.3%的長(zhǎng)路段,除了硬化路肩和加固路基邊坡外,在經(jīng)過(guò)地下水位較高的綠洲地帶,也要防止邊坡上部的植草向上生長(zhǎng)擋住橫向排水出路造成路表積水,改進(jìn)的方法是硬化路肩,設(shè)置路肩排水溝,增大溝坡排水。
2．3地下排水
路基地下排水仍多用暗溝、盲溝、滲溝、滲井等,其特點(diǎn)是以滲透力式排水,當(dāng)水流量較大,多采用帶滲水管的滲溝。傳統(tǒng)的砂礫料反濾層多改用有反濾功能的土工織物,近幾年研制的帶有鋼圈、濾布和加強(qiáng)合成纖維組成的加勁軟式透水管直徑8cm～30cm,很適用于地下排水。
3、路基防護(hù)
3．1坡面防護(hù)
坡面防護(hù)的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風(fēng)化剝落以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)。近年來(lái),隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視,公路的邊坡,多采用種草防護(hù),邊坡較高時(shí),采用砌石框格(方形、菱形、拱形、M形)種草防護(hù)。邊坡種草防護(hù)類型的選擇很重要,現(xiàn)大多采用草坪植生帶,即將草籽、肥料和土均勻拌和裹于土工物內(nèi),當(dāng)草籽發(fā)芽長(zhǎng)成草起到固土作用后,無(wú)紡布纖維自然腐爛,不會(huì)污染環(huán)境,效果很好。石砌圬工防護(hù)仍較普遍使用,混凝土預(yù)制塊護(hù)坡多用在路堤邊坡,連片的及帶窗孔的護(hù)面墻,用于路塹邊坡。破裂的或易于風(fēng)化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網(wǎng)或高強(qiáng)塑料網(wǎng)格噴漿或噴射混凝土以及噴射纖維混凝土防護(hù)也有較好的效果。但由于石砌圬工及混凝土防護(hù)造價(jià)高、易破損等諸多問(wèn)題,從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā),建議大力推廣既能改善生態(tài)環(huán)境,美化景觀,又一勞永逸的種草防護(hù)。
3．2沖刷防護(hù)
防護(hù)沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護(hù)。傳統(tǒng)的砌石、拋石、鐵絲石籠、擋土墻等有所改進(jìn),用高強(qiáng)土工格柵代替鐵絲做石籠,用聚脂或聚胺脂類土工織物混凝土護(hù)坡模袋做成的護(hù)面板防護(hù)受水沖浪擊的邊坡,能適應(yīng)土體的不均勻沉降。
3．3支擋防護(hù)
擋土墻用于支擋防護(hù)目前仍占主要地位。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場(chǎng)合;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理,墻身圬工體積小,也已廣泛應(yīng)用于公路路基的防護(hù)。垛式擋土墻易于調(diào)整墻的高度,并采用預(yù)制構(gòu)件拼裝,是一種特殊形式的擋土墻。
4、軟土地基處理
近年來(lái),隨著高速公路和一級(jí)公路建設(shè)的迅速發(fā)展,針對(duì)軟土地基,在防止路堤失穩(wěn)定、沉降觀測(cè)控制、軟土地基處理技術(shù)等方面取得了顯著成果。對(duì)處理的軟土地基用沉降速率作為鋪筑路面時(shí)間的沉降控制方法控制,使得在軟土地基上一次建成高級(jí)路面(而不是前期鋪筑過(guò)渡路面)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題得到了解決。
4．1灰土擠密樁
當(dāng)軟土地層含水量過(guò)大或過(guò)小時(shí),采取灰土擠密樁。含水率過(guò)大可往孔內(nèi)填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分,或快速成孔澆灌或邊成孔邊下套管,或成孔后下套管;含水率過(guò)小,應(yīng)預(yù)先浸濕加固范圍內(nèi)土層,成孔順序應(yīng)先外圈,后里圈并間隔進(jìn)行;對(duì)已成孔,應(yīng)防止受水浸濕,且應(yīng)當(dāng)天回填夯實(shí);為避免夯打造成縮頸堵塞,應(yīng)打一孔,填一孔;當(dāng)樁孔較密,土質(zhì)松軟,應(yīng)采取間隔跳打夯實(shí)。孔填料前應(yīng)先夯打孔底3～4錘;根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定的密實(shí)度要求,隨填隨夯,嚴(yán)格控制下料速度和夯擊次數(shù);回填料應(yīng)拌和均勻,并控制其含水量;每個(gè)孔填料用量應(yīng)與計(jì)算用量基本符合;夯錘重不宜小于100kg;錘型以梨型或棗核型較合適。有利于夯實(shí)邊緣土,不宜采用平頭夯錘,落距一般應(yīng)大于2m;如地下水位較高,應(yīng)降低水位后再回填夯實(shí)。已出現(xiàn)疏松、斷裂或夾層,按規(guī)定重新填夯灰土,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。認(rèn)真按操作規(guī)程施工;灰土要按配合比稱量,攪拌要均勻,干濕要適度;每次下灰厚度、數(shù)量、落錘高度、夯擊次數(shù)要按試驗(yàn)規(guī)定做到前后一
致,施工中嚴(yán)格按質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。
4．2輕質(zhì)路堤
用輕質(zhì)材料填筑路堤可減輕對(duì)地基承載力的要求。目前國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用粉煤灰填筑路堤的成功經(jīng)驗(yàn),可使路堤自重減輕25%左右。用重型擊實(shí)試驗(yàn)法測(cè)定最大干容重為9KN/m3～12KN/m3。硅鉆型粉煤灰黏性小,不具塑性,但液限在64%左右,最佳含水量37%～41%,有良好的壓實(shí)性能。粉煤灰路堤邊坡表層1m～2m用黏質(zhì)土包覆,以穩(wěn)定邊坡和利于長(zhǎng)草,路床頂面用粗粒土封閉厚0.3m～0.5m。
4．3土工合成材料加固
淺層(一般小于3m厚)的軟土地基可采用先在地表鋪筑土工布,再填筑路堤,土工布起分隔、過(guò)濾、排水和加速固結(jié)等作用,從而取代常規(guī)的置換方法。軟土層厚度3m～5m,采用土工布與沙墊層聯(lián)合處治,排水沙墊層的厚度可由50cm減薄至30cm。也有在路堤下面與地表之間鋪設(shè)多層土工織物,利用材料的高抗拉強(qiáng)度克服地基的滑動(dòng)變形來(lái)保持穩(wěn)定,通過(guò)控制填土速率,配合超載預(yù)壓,使地基迅速固結(jié)。采用聚丙烯或聚乙烯土工格柵,以及采用網(wǎng)箱席墊處理軟土地基,其主要作用是使地基土和填料向上和向兩側(cè)的位移受到限制,減少局部荷載。采用網(wǎng)箱席墊可減少總沉降量40%左右。
5、黃土陷穴處理
黃土陷穴是黃土地區(qū)路基施工常見(jiàn)的病害。黃土陷穴處理范圍,應(yīng)視具體情況而定,宜在路基填方或挖方邊坡外,上側(cè)50m,下側(cè)10m～20m。若陷穴傾向路基,雖在50m以外,仍要作適當(dāng)處理。對(duì)串珠狀陷穴應(yīng)徹底進(jìn)行處治。處理時(shí),采用灌沙、灌漿、開(kāi)挖回填等措施,開(kāi)挖的方法可以采用導(dǎo)洞、豎井和明挖等。
(1)灌沙法適用小而直的陷穴,以干沙灌實(shí)整個(gè)洞穴。
(2)灌漿法適用于洞身不大,但洞壁起伏曲折較大,并離路基中線較遠(yuǎn)的小陷穴,施工時(shí)先將陷穴出口用草袋裝土堵塞,再在陷穴頂部每隔4m～5m打鉆孔作為灌漿孔,待灌好的土漿或水泥漿凝固收縮后,再在各孔作補(bǔ)充灌漿,一般需要重復(fù)2～3次。
(3)開(kāi)挖回填夯實(shí)適用于各種形狀的陷穴,填料一般用就地黃土分層夯實(shí)。
(4)導(dǎo)洞和豎井適用較大、較深的洞穴,由洞內(nèi)向外逐步回填夯實(shí),在回填前,應(yīng)將穴內(nèi)虛土和雜物徹底清除干凈。當(dāng)接近地面0.5m時(shí),應(yīng)用老黃土或新黃土加10%的石灰拌勻回填夯實(shí)。處理好的陷穴,其上層表面均應(yīng)用石灰與土比例為3∶7的石灰土填筑夯實(shí)或鋪填老黃土等不透水材料加以改善。石灰土厚度應(yīng)按設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行,如原設(shè)計(jì)未要求時(shí),其厚度不宜小于30cm。并將流向陷穴附近的地面水引離,防止形成地表積水或水流集中產(chǎn)生沖刷�！�
