謝 雄 董育初
路基是道路建設(shè)的重要組成部分,它既是道路結(jié)構(gòu)的主體,又是路面建設(shè)的基礎(chǔ),同時(shí)也是橋涵工程連接的紐帶,沒(méi)有堅(jiān)固穩(wěn)定的路基,就沒(méi)有穩(wěn)固的路面。因此路基的填筑質(zhì)量是關(guān)系整個(gè)工程質(zhì)量及車(chē)輛正常行駛的基本保證。路基工程是公路建設(shè)中的主要項(xiàng)目,它不僅在工程數(shù)量和投資上巨大,而且使用勞動(dòng)力也最多,被視為控制公路施工進(jìn)度的關(guān)鍵,特別是公路通過(guò)不良地質(zhì)和水文地帶所遇到的技術(shù)問(wèn)題就更多更難。如果在設(shè)計(jì)和施工中稍有不當(dāng)就很容易產(chǎn)生各種病害,導(dǎo)致路基路面破壞,影響交通行車(chē)安全。
近年來(lái),路基的大小事故有著越趨增加的勢(shì)頭,人們?cè)谧汾s進(jìn)度之時(shí),卻忽略了路基質(zhì)量的問(wèn)題。
路基是直接在地面上填筑或挖去一部分地面建成的。路基修建后,改變了原地面的天然平衡狀態(tài)。在工程地質(zhì)不良的地區(qū),修建路基可能加劇原地面的不平衡狀態(tài),從而導(dǎo)致路基發(fā)生各種破壞現(xiàn)象。因此,為防止路基結(jié)構(gòu)在行車(chē)荷載及自然因素作用下發(fā)生整體失穩(wěn),發(fā)生不允許的變形或破壞,必須因地制宜采取一定的措施來(lái)保證路基整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
路基的強(qiáng)度是指在行車(chē)荷載作用下,路基抵抗變形與破壞的能力。因?yàn)樾熊?chē)荷載及路基路面的自重使路基下部和地基產(chǎn)生一定的變形,較大的變形會(huì)影響路面的使用品質(zhì),降低路面平整度,是路面早期破損的重要原因。當(dāng)變形過(guò)大時(shí),將直接導(dǎo)致路面的不均勻沉降。為保證路基在外力作用下,不致產(chǎn)生超過(guò)允許范圍的變形,要求路基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。
路基的水溫穩(wěn)定性是指路基在水和溫度的作用下保持其強(qiáng)度的能力。路基在地面水和地下水的作用下,其強(qiáng)度將會(huì)顯著降低。因此,對(duì)于路基,不僅要求具有足夠的強(qiáng)度,而且還應(yīng)保證在最不利的水溫狀況下,強(qiáng)度不致顯著降低,這就要求路基應(yīng)具有一定的水溫穩(wěn)定性。
完善路基綜合排水設(shè)計(jì),在縣級(jí)以上公路工程設(shè)計(jì)中,必須遵循因地制宜,整體規(guī)劃,綜合考慮的原則進(jìn)行路基縱、橫向排水設(shè)計(jì),避免造成路基兩側(cè)長(zhǎng)期積水浸泡路基,使路基承載力下降而發(fā)生沉降變形。在村屯路段必須設(shè)置排水邊溝,平坡路段邊溝須設(shè)有縱坡,確保排水通暢。高填方路段采用集中排水措施,并與警示樁、防撞墻統(tǒng)籌考慮,要求在每 20m~40m及主要變坡點(diǎn)處設(shè)置簡(jiǎn)易或永久性泄水槽。挖方段根據(jù)上邊坡的匯水面積來(lái)設(shè)計(jì)截水溝,并考慮邊坡土質(zhì)和邊坡,設(shè)置擋墻防止塌方,路基較低路段可以采取加設(shè)砂礫層及滲水盲溝,并加大、加深邊溝等排水措施。
按照路基設(shè)計(jì)規(guī)范要求,路基最小填筑高度受到地面水、地下水、毛細(xì)水及凍脹作用的影響,應(yīng)綜合考慮土基干濕類(lèi)型和毛細(xì)水位高度,設(shè)計(jì)路基的最小填筑高度。
當(dāng)路基填筑高度受限制而不能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí),則應(yīng)換填砂礫、石渣等透水性材料設(shè)置隔離層或修筑地下滲透溝等以避免地面積水和地下水浸入路基,影響路基工作區(qū)內(nèi)的土基強(qiáng)度與穩(wěn)定性。土質(zhì)挖方路基,須換填不少于 60 cm砂礫,石質(zhì)挖方路基,須設(shè)置 30 cm砂礫墊層,橫向排水不暢路段要加設(shè)盲溝。
在各級(jí)公路工程施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中,必須明確不同填筑高度路基填料的最小強(qiáng)度及最大粒徑要求。種植土、腐殖土、淤泥凍土及強(qiáng)膨脹土等劣質(zhì)土嚴(yán)禁直接用于填筑路基。礫類(lèi)土應(yīng)優(yōu)先選作路床填料,土質(zhì)較差的細(xì)粒土可填于路堤底部。
路基邊坡是路基給人最直觀的印象,也是一段路基完成后的重要工序,它直接影響到路基的壽命。上、下邊坡要質(zhì)量可靠,外表美觀。
上邊坡的防護(hù)首先確保安全、耐久,同時(shí)注意施工質(zhì)量的內(nèi)實(shí)外美。下邊坡防護(hù)形式較多,在確保施工內(nèi)在質(zhì)量的同時(shí),應(yīng)高度重視工程的外觀質(zhì)量,確保路基邊坡穩(wěn)定性。高填、深挖路基的邊坡,應(yīng)根據(jù)填料種類(lèi)、邊坡高度和工程地質(zhì)條件等規(guī)范確定,高填路堤必須進(jìn)行路基穩(wěn)定性驗(yàn)算。填方邊坡過(guò)高時(shí),可考慮在邊坡中部加置邊坡平臺(tái)。
路基防護(hù)主要采用植物防護(hù)與硬防護(hù)相結(jié)合的綜合防護(hù)形式。在土質(zhì)比較穩(wěn)定的邊坡,采用植樹(shù)、種草、鋪設(shè)人工草皮等防護(hù)措施,防止邊坡的水土流失。對(duì)于那些巖體風(fēng)化嚴(yán)重、軟質(zhì)巖石、松散碎(礫)石土的挖方邊坡以及受水流侵蝕,植物不易生長(zhǎng)的填方邊坡可采用硬防護(hù)措施,修筑護(hù)面墻、砌石等防護(hù)工程,對(duì)于沿河路基、受冰侵害和沖刷路段采用擋土墻、砌石護(hù)坡、石籠拋石等直接防護(hù)措施。
特別要注意小橋涵的施工,小橋涵往往是連接路基的重要構(gòu)造,經(jīng)常出現(xiàn)施工質(zhì)量不過(guò)關(guān)引發(fā)的事故,最為嚴(yán)重的就是過(guò)渡段的沉降問(wèn)題;過(guò)去施工方不重視小橋涵的施工,不僅施工質(zhì)量沒(méi)有保證,而且外觀質(zhì)量參差不齊。小橋涵的整體美觀施工方可以在施工時(shí)自行調(diào)整,但怎樣才是最合適最美觀的卻很有考究。
路基的形成和測(cè)量工作密不可分,施工前的測(cè)量地位、施工中的測(cè)量放線和完成后的驗(yàn)工等都離不開(kāi)測(cè)量,測(cè)量工作在路基中尤為重要。測(cè)量?jī)?nèi)容主要包括:導(dǎo)線、中線及水準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)測(cè)。
施工測(cè)量的操作要點(diǎn):
1)認(rèn)真熟悉圖紙,復(fù)測(cè)后檢查與設(shè)計(jì)是否有誤;2)為了施工期間引用需要,在中線復(fù)測(cè)中增設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)高和加樁地面標(biāo)高;3)注意道路下面覆蓋的管網(wǎng)路線,以免在施工中造成損失; 4)在施工測(cè)量放線時(shí),要嚴(yán)格控制測(cè)量誤差,保證縱橫斷面定位的精度,使施工路基及構(gòu)造物的定位及幾何尺寸滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。
路基填方的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)包括:
1)壓實(shí)前對(duì)含水量進(jìn)行測(cè)定,含水量符合要求后才能碾壓; 2)對(duì)不同的土質(zhì)要分別標(biāo)定干密度,以評(píng)定不同土質(zhì)的壓實(shí)度; 3)分層填筑,滿足上一層壓實(shí)要求后,再填壓下一層。
2.2.1 路基填方的壓實(shí)方法
壓實(shí)度的不均勻,是影響路基填筑質(zhì)量的重要因素,也是造成不均勻沉降的主要原因。在碾壓前應(yīng)先整平,由路中線向路堤兩邊整成 2%~4%的橫坡。碾壓彎道部分時(shí),應(yīng)由低的一側(cè)邊緣向高的一側(cè)邊緣碾壓,以形成單向超高橫坡。
在施工壓實(shí)操作中應(yīng)注意事項(xiàng):1)先輕后重,以適應(yīng)逐漸增長(zhǎng)的土基強(qiáng)度;2)先慢后快,以免松土被機(jī)械推動(dòng);3)先邊后中,以便形成路拱;4)前后兩次輪跡需重疊12 cm~20 cm。
2.2.2 松鋪厚度的控制
一般情況下,路床頂面層最小松鋪厚度不能小于 8 cm。松鋪厚度還與填料的土質(zhì),所采用的壓實(shí)機(jī)械的功能,碾壓遍數(shù)等有關(guān),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況在保證壓實(shí)度的情況下,合理控制松鋪厚度。
2.2.3 尺寸和坡度
路堤每側(cè)的填土寬度應(yīng)比設(shè)計(jì)寬度寬 30 cm,壓實(shí)寬度不得小于設(shè)計(jì)寬度。壓實(shí)合格后,為了保證路堤穩(wěn)定性,最后一定要削坡。
2.2.4 路基填方機(jī)械作業(yè)的合理安排
路基填方作業(yè)應(yīng)具有全面、詳細(xì)的機(jī)械運(yùn)行作業(yè)施工圖據(jù),并根據(jù)工程的地形地貌和路基斷面形狀,合理的規(guī)定機(jī)械運(yùn)行路線,根據(jù)用土量、土方調(diào)配情況,合理調(diào)配車(chē)輛。填料含水量較大,應(yīng)配備翻曬機(jī)械翻曬,并用壓路機(jī)碾壓;反之,應(yīng)配備灑水車(chē)灑水。合理的組織和設(shè)備調(diào)配是保證施工進(jìn)程及質(zhì)量的重要因素,也是實(shí)現(xiàn)效益最大化的關(guān)鍵。
在分段填筑過(guò)程中,段與段銜接部位的壓實(shí)度往往不一致,為了解決這個(gè)問(wèn)題,在段與段的銜接處設(shè)置寬度 2m的臺(tái)階,在正常情況下,臺(tái)階是隨著每層的填筑,留出一個(gè)臺(tái)階,并清除臺(tái)階端部的虛土,但是,在實(shí)際操作過(guò)程中,臺(tái)階往往是在路基填筑結(jié)束后一次性修挖出來(lái)的,應(yīng)在施工過(guò)程中避免。
路基缺口是由于路基填筑一層一層的提高,而缺口沒(méi)有隨著提高而形成的。當(dāng)路基填筑到頂面后,再來(lái)補(bǔ)這個(gè)缺口,缺口部位的總體壓實(shí)度肯定偏低,工后沉降肯定比相鄰部位要大。因此,缺口應(yīng)隨著路基填筑的升高而升高。
[1] 王 昌.客貨共線鐵路路基石方填筑施工技術(shù)[J].山西建筑,2010,36(12):273-274.