董楊
(重慶市綦江縣公路管理所,重慶 401420)
公路路基施工是整個(gè)公路施工工程的關(guān)鍵,是公路的生命所在。公路路基稍有質(zhì)量偏差,將給整個(gè)工程及使用壽命埋下嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。我們必須根據(jù)具體的路段做具體的施工設(shè)計(jì),只有這樣才能保證路基的穩(wěn)定性,增強(qiáng)公路的使用壽命。以下對(duì)公路路基的施工技術(shù)做以簡(jiǎn)要的闡述。
1.1 路基施工前應(yīng)做好施工測(cè)量工作,其內(nèi)容包括導(dǎo)線、中線、水準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)測(cè),橫斷面檢查與補(bǔ)測(cè),增設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)等。施工測(cè)量的精度應(yīng)符合《公路路線勘測(cè)規(guī)程》的要求。
1.2 采用測(cè)量精度高的儀器做導(dǎo)線復(fù)測(cè)。儀器使用前應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)、校正。原有導(dǎo)線點(diǎn)不能滿足施工要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行加密,保證在道路施工的全過程中,相鄰導(dǎo)線點(diǎn)間能互相通視。
1.3 路基開工前應(yīng)全面恢復(fù)中線并固定路線主要控制樁,如交點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)、圓曲線和緩和曲線的起訖點(diǎn)等。對(duì)于高速公路、一級(jí)公路應(yīng)采用坐標(biāo)法恢復(fù)主要控制樁?;謴?fù)中線時(shí)應(yīng)注意與結(jié)構(gòu)物中心、相鄰施工段的中線閉合,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)查明原因,并報(bào)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師或業(yè)主。
1.4 校對(duì)及增設(shè)水準(zhǔn)基點(diǎn).水準(zhǔn)點(diǎn)間距不宜大于1km,在人工結(jié)構(gòu)物附近、高填深挖地段、工程量集中及地形復(fù)雜地段宜增設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)必須符合精度要求,并與相鄰路段水準(zhǔn)點(diǎn)閉合。
1.5 路基施工前,應(yīng)詳細(xì)檢查、核對(duì)縱橫斷面圖,發(fā)現(xiàn)問題時(shí)應(yīng)進(jìn)行復(fù)測(cè)。若設(shè)計(jì)單位未提供橫斷面圖,應(yīng)全部補(bǔ)測(cè)。
1.6 路基放樣。路基施工前,應(yīng)根據(jù)恢復(fù)的路線中樁、設(shè)計(jì)圖表、施工工藝和有關(guān)規(guī)定釘出路基用地界樁和路堤坡腳、路塹塹頂、邊溝、取土坑、護(hù)坡道、棄土堆等的具體位置樁。在距路中心一定安全距離處設(shè)立控制樁,其間隔不宜大于50m。
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。
2.1 路基填筑施工
2.1.1 原地表處理:根據(jù)規(guī)范規(guī)定,清理后的地面及其基底壓實(shí)度、地面橫坡等均應(yīng)符合規(guī)范要求,除特殊要求要保留的植被和保留物外,在公路用地范圍內(nèi)的所有樹木,樹根、灌木和垃圾均應(yīng)予清除運(yùn)走。原地面表土、草皮嚴(yán)格按圖紙要求或監(jiān)理要求的深度和范圍清除。地表清理完畢后再進(jìn)行基底壓實(shí),直至滿足規(guī)范要求。原地面橫坡陡于1:5的填方路堤和路基拓寬的填方路段,要將原地面及舊路邊坡挖成臺(tái)階。
2.1.2 填料應(yīng)分層填筑,不得混填。路基的填筑厚度應(yīng)不超過30cm,每層填料的鋪設(shè)寬度,每側(cè)均應(yīng)較設(shè)計(jì)路基寬填30cm。
2.1.3 碾壓檢測(cè):根據(jù)試驗(yàn)段提供的資料,按標(biāo)準(zhǔn)碾壓方法及檢測(cè)方法進(jìn)行碾壓、檢測(cè)。
2.1.4 路基整修:整修路基要符合表層平整度、坡度、寬度的規(guī)定要求。
2.1.5 邊坡修整:修整必須達(dá)到轉(zhuǎn)折處棱線明顯,直線平直,曲線圓順。
2.2 路基壓實(shí)施工
通過上述的準(zhǔn)備工作,在確定了所采用的壓實(shí)機(jī)械、需要的壓實(shí)遍數(shù)、最佳含水最后,即可對(duì)路基進(jìn)行壓實(shí)施工。
(1)過濕地區(qū)的填壓:一是壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)試驗(yàn)資料確定或較表列數(shù)值降低2-3個(gè)百分點(diǎn);二是對(duì)于天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指數(shù)大于18的粘質(zhì)土,用于下路床及下路堤填料時(shí),可采用規(guī)定的輕型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn);三是改善填料的性質(zhì),在土中摻加生石灰,通??梢垣@得預(yù)期的效果,也可采用新型吸水材料加固。
(2)黃土路基的壓實(shí)分為兩類:①?zèng)_擊壓實(shí):沖擊壓實(shí)處理地基的原理是用一定的沖擊能量使土體里的水分?jǐn)U散固結(jié)并擠密壓實(shí)土體而達(dá)到加固土體的目的。沖擊壓實(shí)技術(shù)只適合于淺層濕陷性及濕軟性黃土地基的處理,且其有效影響深度一般不超過80cm,沖壓遍數(shù)以30遍左右為宜。在沖壓施工的過程中應(yīng)注意:保持最佳含水量;受沖擊壓實(shí)機(jī)的機(jī)型限制,被沖壓的路基長(zhǎng)度一般不應(yīng)小于120m,寬度不宜小于15m;每一層沖壓前,應(yīng)先沿路基邊沿沖壓5遍左右,以減少在沖壓過程中沖擊能對(duì)路基的側(cè)向擠壓作用;用沖擊壓實(shí)機(jī)進(jìn)行路堤邊沿壓實(shí)時(shí)速度應(yīng)稍慢,否則,可能引起車身滑出路堤;沖壓時(shí)應(yīng)注意輪跡的連續(xù)性,特別是調(diào)頭處,不要預(yù)留空白帶而影響壓實(shí)效果。②強(qiáng)夯施工:又稱動(dòng)力固結(jié)法,是用起重機(jī)械將8t~40t夯錘起吊到6m~25m高度后,自由落下,給地基以強(qiáng)大的沖擊能量的夯擊,使土中出現(xiàn)沖擊波和沖擊應(yīng)力,迫使土體孔隙壓縮,土體局部液化,在夯擊點(diǎn)周圍產(chǎn)生裂隙,形成良好的排水通道,孔隙水和氣體逸出,使土粒重新排列,經(jīng)時(shí)效壓密達(dá)到固結(jié),從而提高地基承載力,降低其壓縮性的一種有效地基加固方法。
路基施工排水先行。水是形成路基病害的主要因素之一,路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性同水有密切關(guān)系。地基浸水降低承載力,填土料過濕,含水量高于最佳含水量時(shí),壓實(shí)困難。對(duì)于影響路基穩(wěn)定的地下水,即使設(shè)計(jì)未做出具體方案,承包人也要提出疏導(dǎo)、堵截、隔離等降低地下水位或引導(dǎo)到路基范圍之外的工程措施,呈報(bào)監(jiān)理工程師審批,并按監(jiān)理工程師的指示實(shí)施。
3.1 地下排水
可以采用適當(dāng)提高路基最小填土高度或在路基底部設(shè)置隔水墊層等辦法。在施工前開挖臨時(shí)排水邊溝,排除施工期地表水并降低地下水,同時(shí)在路基底部摻加低劑量石灰處理,設(shè)置40cm厚的穩(wěn)定層等,可起到較好的效果。
3.2 路表排水:①可以通過路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等將路表水迅速排出路基以外;②采用中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管將施工期進(jìn)入中央分隔帶的雨水及運(yùn)營(yíng)期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外;③采用泄水孔以迅速排除橋面水;④采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管將滲入路面面層的水引出路基之外。
3.3 路面滲水
沿路面邊緣設(shè)置由透水性填料集水溝、橫向出水管和過濾織物組成的路面邊緣排水系統(tǒng),通過設(shè)置瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝和排水管,將滲入路面面層的水引出路基之外。由于通過瀝青面層下滲的水量有限,設(shè)計(jì)中應(yīng)在每10m左右設(shè)置一道Ф5cm橫向排水管以確保路面下滲水的排除。
路基的修筑改變了地層的天然平衡狀態(tài),以及路基暴露在空間,不斷受各種錯(cuò)綜復(fù)雜的自然因素侵蝕,因此需要進(jìn)行路基防護(hù)施工,施工主要有三個(gè)方面:
4.1 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,隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視,高等級(jí)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(方型、菱形、拱型、M型)種草防護(hù)。由于西部干旱缺水,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)芽也長(zhǎng)成草起到固土作用后,無紡布纖維自然腐爛,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。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)。
4.2 沖刷防護(hù)
為驗(yàn)證使用k-means++聚類初始候選框的效果,對(duì)包含車牌信息的車輛數(shù)據(jù)集的真實(shí)框進(jìn)行聚類,選用3.1節(jié)得到的改進(jìn)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),分別選取k′=[3,4,5,6]聚類,得到相應(yīng)數(shù)目的初始框參數(shù),并對(duì)應(yīng)修改網(wǎng)絡(luò)模型的配置文件,保證其它條件不變,分別訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)得到k′個(gè)初始框的寬Wk和高Hk,如表1所示。
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,很能適應(yīng)土體不均勻沉降。
4.3 支擋防護(hù)
擋土墻用于支擋防護(hù)目前仍占主要。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,是一種特殊型式的擋土墻。
5.1 對(duì)于深度不太大的軟基工程,在路堤范圍內(nèi),將需要處理的軟土挖除,動(dòng)力觸探合格后,用碎片石換填,可采用分段挖除,分段分層回填的方法。用于換填的石料強(qiáng)度應(yīng)不小于15MPa,分層厚度不宜大于30cm,石料最大粒徑不應(yīng)大于層厚的2/3。依據(jù)規(guī)范,分層回填的碎片石應(yīng)碾壓合格,表面石塊嵌擠緊密無松動(dòng),用鎬刨不動(dòng),一般采用激震力320kN以上的壓路機(jī)強(qiáng)震碾壓無輪跡。
5.2 對(duì)于較深的軟基挖除換填工程量太大,資料顯示,施工方采用了粉噴樁。粉噴樁施工采用GPD-5型帶計(jì)算機(jī)控制的粉噴樁機(jī)施工,可以嚴(yán)格控制噴粉量,使之達(dá)到規(guī)范的要求。施工前先進(jìn)行成樁試驗(yàn),數(shù)量不少于5根,以掌握對(duì)該區(qū)段的成樁工藝及各項(xiàng)技術(shù)參數(shù),其內(nèi)容如下:
(1)滿足設(shè)計(jì)要求的噴粉量和施工工藝參數(shù),即:鉆進(jìn)速度、提升速度、攪拌速度和均勻度、氣體流量、空氣壓力等。
(2)掌握各種土質(zhì)下鉆進(jìn)下沉和鉆桿提升的困難程度及噴粉情況,以確定合適的技術(shù)措施。
(3)成樁7天后進(jìn)行開挖檢查,用目測(cè)法、輕便觸探、取芯試檢查樁體成型情況,攪拌均勻程度,檢查深度1.0m,28天后進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn),取樣深度在樁頂下0.5m、1.5m處截取。
5.3 拋石擠淤用于存在多處魚塘和常年積水的洼地。對(duì)于厚度較薄,表層無硬殼,片石能沉達(dá)底部的泥沼或厚度為3~4m的軟土,采用拋石擠淤法效果最佳。當(dāng)路堤較低且淤泥層較厚時(shí),為增加換土高度,可用挖掘機(jī)自一端向另一端或由兩端向中間逐段挖除上部3m左右的軟泥并外運(yùn),挖除段落的長(zhǎng)短,以挖掘機(jī)能夠工作的最大水平距離為準(zhǔn),挖除一個(gè)段落后,即可進(jìn)行拋石。拋擠時(shí),沿路中線向前拋填,再向兩側(cè)擴(kuò)展。當(dāng)軟土地層橫坡陡于1∶10時(shí),應(yīng)自高處向低側(cè)拋投,并在低側(cè)邊部多拋投,使低側(cè)邊部有2m寬的平臺(tái)頂面。拋石達(dá)到地表常水位以上50mm時(shí),在拋石回填的片石頂面上,鋪10~30mm厚碎石墊層(砂礫墊層)并整平壓實(shí)。整個(gè)路段鋪筑碎石墊層(砂礫墊層)并平整壓實(shí)達(dá)到要求后,即開始路堤的正常填筑。拋石擠淤時(shí),由于各處沉降不一致,從而在路堤下面殘留部分軟土,完工后,則會(huì)產(chǎn)生不利的不均勻沉降,因而必須注意墊層鋪筑后的壓實(shí),以使淤泥擠出,減少這種不利影響。
總的來說,路基是公路的重要組成部分。它既是路線的主體,又是路面的基礎(chǔ)。路基質(zhì)量的好壞,直接關(guān)系到整個(gè)公路的正常使用。因此,在公路建設(shè)中,我們必須對(duì)路基的施工給予高度的重視,高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量地完成路基施工中的每一個(gè)階段性工作。
[1]呂長(zhǎng)東.公路擴(kuò)建工程路基施工對(duì)策的探討[J].交通科技與經(jīng)濟(jì),2004-09-05.