徐艷海,劉 同

(1.黑龍江省路友工程招標(biāo)代理有限公司;2.北就建宏興順市政工程有限公司)

1 方案的提出

1.1 大方量路基斷面多

鶴大國(guó)家高速公路七臺(tái)河—雞西段擴(kuò)建工程七臺(tái)河至雞西段輔道工程,三級(jí)公路,路線長(zhǎng) 75.5km,行車道寬7.0m,路基寬 8.5m,土石方數(shù)量 256萬 m3,平均每公里3.4萬 m3。其中雞西市城子河區(qū)(K41+500～K62+800)20km多為崇山峻嶺路段,地形十分復(fù)雜,土石方數(shù)量199.68萬方,占全線的 78%。一個(gè)斷面面積在 1000m2以上的有25段,在2000m2以上的有 4段,最大面積在 K41+590斷面面積 2726m2。如 K46+650～K59+000計(jì)12.35km,路基預(yù)算 0.78億,平均 631.6萬元/km,工程量、工程經(jīng)費(fèi)和施工難度之大可想而知。

1.2 落空高填方路基斷面多

全線 75.5km,涉及坡腳到路基邊緣高度 H≥8m的路段有 27段,長(zhǎng) 8.85km,占全線的 11.7%;H≥20m且邊坡有三個(gè)臺(tái)階以上的路段有 18段,長(zhǎng) 2.69km,占全線的 3.6%。填方斷面一側(cè)是溝谷另一側(cè)是高山的地形,出現(xiàn)下大上小即落空高填方的斷面,全線有 9段 51個(gè)斷面,長(zhǎng) 3.11km占全線的 4.1%,最典型斷面為 K43+480,填方數(shù)量較大,邊坡穩(wěn)定很成問題。

1.3 高填方的半填半挖路基斷面多

全線 75.5km,涉及半填半挖路段 30段,154個(gè)斷面,長(zhǎng)2.5km,占全線的 6.8%,其中半填部分 H≥20m的路段有5段,12個(gè)斷面,全部分布在 K57～K64計(jì) 7km路段之內(nèi),最典型斷面在 K63+380。邊坡存在嚴(yán)重的不穩(wěn)定因素和不安全因素。

1.4 設(shè)計(jì)邊坡與自然坡坡率大致相同的路基斷面多

全線 75.5km,由于山高溝深,水平距離≥50m、高度H≥20m且自然坡坡率與設(shè)計(jì)坡率大致相同的路段有 18段,39個(gè)斷面,長(zhǎng) 875m,占全線的 2.4%,其中 K42～K50有45個(gè)斷面,最典型斷面為 K43+336,水平距離 56.2m,高度21.3m。

1.5 擋墻路基多

全線 75.5km,自上山變坡點(diǎn)至下山變坡點(diǎn)止全長(zhǎng)20km,設(shè)擋墻路段 25處,砌體 2.55萬 m3,總經(jīng)費(fèi)為 582萬元,每公里 15.7萬元,其中路肩擋墻 23段,計(jì) 2.47萬 m3,≥1000方的擋墻 10處,數(shù)量 2.04萬 m3,占總數(shù)的 80%,由此可見擋墻數(shù)量之多,經(jīng)費(fèi)之高。

以上可以看出,鶴大國(guó)家高速公路七臺(tái)河—雞西段擴(kuò)建工程七臺(tái)河至雞西段輔道工程大填方路基多;大擋墻路基多,每公里達(dá) 15.7萬元;下大上小即落空路基多,占全線的13.1%;半填半挖高填路基多,占全線的 6.8%;設(shè)計(jì)坡率與自然坡率相同路基多,占全線的 2.4%;這三種斷面累計(jì)達(dá)22.3%,近 1/4。能否在邊坡上部截?cái)?減少下部大面積的土方量,又不因上部截?cái)嘈枳龃笮蛽鯄?造成經(jīng)費(fèi)大量增加,因此選擇一種經(jīng)濟(jì)適用可行的路基斷面型式,顯得十分必要。

2 方案比較

2.1 擋墻方案

所謂擋墻方案即原設(shè)計(jì)方案,就是在路基左側(cè)設(shè)置路肩擋墻,以減少左側(cè)填方。原設(shè)計(jì)擋墻長(zhǎng) 110m,墻身最高14m,總高最高 16.23m,7.5#漿砌片石 4018m3,填石方5223m3,經(jīng)費(fèi) 54萬元。在挖基施工時(shí),由于原地面線傾斜角 70°左右,擋墻基底應(yīng)力要達(dá)到設(shè)計(jì)要求,經(jīng)鉆探須再挖深 20m,這樣擋墻總高度達(dá) 36.23m,漿砌片石擋墻斷面將特別巨大,設(shè)計(jì)困難且施工難度大,安全難以保證。如改成混凝土擋墻,則經(jīng)費(fèi)猛增。因此,從設(shè)計(jì)、施工、安全、經(jīng)費(fèi)角度考慮,均無法實(shí)施。

2.2 填方方案

所謂填方方案,就是將上述路段路基左側(cè)填方全部自下而上填筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高。該路段填土高平均 11.5m,水平距離平均 51.23m,填挖均為石方,施工方法采用人工開炸解小,挖機(jī)挖后往下倒,裝載機(jī)往前后運(yùn)土(汽車無法運(yùn)輸),推土機(jī)分層平土,壓路機(jī)分層碾壓。施工難度大,僅修壓路機(jī)便道需 2km以上,因路段短,便道陡,裝載機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)等進(jìn)入施工點(diǎn)后,不可能來回在前后施工路段作業(yè),只有待路基達(dá)到標(biāo)高后,才能到其他施工路段作業(yè),設(shè)備牽制較多,機(jī)械活動(dòng)范圍小,不能發(fā)揮機(jī)械的正常效率,工程進(jìn)度慢,施工安全難于保證。該路段原設(shè)計(jì)為擋墻路基,全部改為填方后,由于該路段均為下大上小的落空路段和高半填半挖路段,增加土石數(shù)量較多,計(jì)填石方 7.2萬m3,增加經(jīng)費(fèi)53.5萬元,成本較高。

2.3 砌石路基方案

所謂砌石路基方案,就是既不設(shè)置擋墻,也不填左側(cè)大方量的填方,而是采用比擋墻坡率緩,比路基坡率陡的干砌片石路基。規(guī)范規(guī)定,巖石地段的半填半挖路基等,當(dāng)填方較大,邊坡伸出較遠(yuǎn)或落空而不易填筑時(shí),可采用砌石路基。規(guī)范同時(shí)還規(guī)定,砌石路基的砌石必須用不易風(fēng)化片石砌筑,內(nèi)側(cè)填石,高度≤15m,外坡最大坡率不陡于 1∶0.75,高度超過 8m的砌石路基,底部 0.5m高度范圍內(nèi)應(yīng)用 M5水泥砂漿砌筑,從上往下每隔 4m用M5水泥砂漿砌筑一條水平加強(qiáng)肋帶。K42+560～K42+810正是這種情況的典型路段,邊坡伸出遠(yuǎn)和落空路基不易填筑,全部為填石路段。根據(jù)地形、地質(zhì)等實(shí)際情況,經(jīng)設(shè)計(jì)砌石路基高 13m。考慮邊坡內(nèi)側(cè)雖然填石內(nèi)摩阻力大,但應(yīng)考慮因邊坡較高可能還有較大土壓力和施工方便,為確保一次成功,決定提高標(biāo)準(zhǔn),全部采用 M7.5漿砌片石,砌體數(shù)量 1587m3,填石 22113m3,經(jīng)費(fèi) 32萬元。可達(dá)到減小施工難度的目的,增加施工安全系數(shù)。

砌石的施工方案為:

(1)漿砌石施工。包括選石、沖洗、拌漿、砌筑、勾縫等工序。漿砌石工程砌筑前石料應(yīng)挑選、石質(zhì)堅(jiān)硬、無剝落層或裂紋,大片石和小片石應(yīng)分別砌筑在不同位置;

(2)底部砌筑。鋪砌墊層厚度(符合設(shè)計(jì)要求),掛好線,立放砌筑片石小頭向上、大頭向下,片石之間接觸融合;細(xì)石混凝土灌漿,原漿勾縫。外露片石應(yīng)大小均勻;勾縫面應(yīng)平整、光滑;

(3)邊坡砌筑。座漿鋪厚度 5～10cm細(xì)石混凝土,掛好線,砌筑片石,小頭向外、大頭向里要求平整,對(duì)片石適當(dāng)搖動(dòng)或敲擊,使其平穩(wěn)密實(shí),嚴(yán)禁石塊之間接觸,最小縫寬 5～8cm,砌筑二層片石應(yīng)錯(cuò)縫;細(xì)石混凝土外露部分片石必須橫平豎直,座漿及豎縫砂漿填塞應(yīng)飽滿密實(shí),并及時(shí)用砂漿勾縫平整、光滑;

(4)砌體養(yǎng)護(hù)。砌體完工 12～18h后,表面發(fā)白即可灑水養(yǎng)護(hù);經(jīng)常保持外露面的濕潤(rùn),養(yǎng)護(hù)期為 21d。

3 方案比較表

表 1 方案比較表

4 方案采用

從以上三種方案比較可以看出,原設(shè)計(jì)的擋墻方案,因基底應(yīng)力無法達(dá)到要求,使墻高達(dá) 36m多,不論采用漿砌片石還是混凝土,擋墻斷面將特別巨大,強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性均需重新設(shè)計(jì)驗(yàn)算,造成工程量增大,經(jīng)費(fèi)增加,且設(shè)計(jì)困難;施工時(shí)挖基作業(yè)面小、容易坍方且砌筑困難,安全難以保證。因此,從設(shè)計(jì)、施工、安全、經(jīng)費(fèi)角度考慮,不予采納。

填方方案由于施工便道長(zhǎng)、陡,便道費(fèi)用高,機(jī)械下去后無法再至其他施工路段作業(yè),機(jī)械效率得不到最大發(fā)揮,進(jìn)度緩慢,經(jīng)費(fèi)高達(dá) 75.5萬元,投入太大,因此,從進(jìn)度、經(jīng)費(fèi)考慮,不予采納。

砌石路基方案既解決了填方方案土石方量大、經(jīng)費(fèi)高、進(jìn)度慢的不足,又解決了擋墻方案不確定因素太多,設(shè)計(jì)、施工難度大、經(jīng)費(fèi)高和進(jìn)度慢的不足,同時(shí)充分利用現(xiàn)有的石方填筑砌石路基內(nèi)側(cè),滿足了規(guī)范要求。因此,砌石路基由于經(jīng)費(fèi) 32萬元最低、質(zhì)量容易保證、施工難度最小、工程進(jìn)度最快、安全系數(shù)最大而被采納。

5 結(jié) 語

方案確定后,于 2009年 7月施工,現(xiàn)在已完成路基經(jīng)過行車和雨水作用后,砌石部分無下沉開裂現(xiàn)象,路基內(nèi)側(cè)也無下沉引起的縱橫裂縫,說明砌石路基從設(shè)計(jì)、施工角度都是可行的。同時(shí)采用砌石路基方案,不僅可以大大減少高填方落空路基和半填半挖路基的土石方數(shù)量,也可以大大減少高填方擋墻路基的擋墻數(shù)量,使工程造價(jià)經(jīng)濟(jì),質(zhì)量容易保證,施工難度小且邊坡穩(wěn)定有保證,因此,山區(qū)公路在高填方落空路基、高半填半挖路基、設(shè)計(jì)坡率與自然坡率大致相同路基和大擋墻路基相對(duì)較多的路段,應(yīng)盡可能地選用經(jīng)濟(jì)實(shí)用可行的砌石路基這種斷面型式。

[1]公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ013-95)[S].

[2]公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ011-94)[S].

[3]公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTJ033-95)[S].