鄧元兵
(雅安市名山區(qū)公路養(yǎng)護管理段,四川雅安 625000)
雅安市地處四川盆地西緣,一年超過200 d降雨,年均降雨量達1 800 mm,雨季時節(jié)較長,為路基施工帶來困擾。生石灰處置濕軟填土是現(xiàn)代公路路基處置過程中常用的一種方式,具有整體施工工藝簡單、處治速度快、成本低等多項特點,在濕軟路基施工中可以得到廣泛應用。
(1)雨季公路路基施工,降水多,在路基處可能會產(chǎn)生大量積水,降低路基強度、承載力,在壓力較大情況下,路基受壓力影響會發(fā)生變形。雨季施工容易遭受雨水沖擊,進而出現(xiàn)大量坑洼問題,影響平整度[1]。雨水滲透會降低路基密度,發(fā)生大量滲透現(xiàn)象,路基變得松散,影響工程質量。
(2)下雨會對公路路基施工進度產(chǎn)生影響,實際施工期間應盡量避免在雨天開展,特別是關鍵公路干線,對工程建設工期有要求,部分工程建設必須在雨季施工,追趕工期,確保工程能夠在工期內竣工。在該情況下,必須嚴格依據(jù)雨季路基施工質量具體控制要求開展施工,最大限度減少雨季對工程進度造成的不良影響[2]。
(3)公路路基施工與其他項目工程相比,安全性較高,但在實際施工期間會應用大量大型機械設,常用的機械設備有攤鋪機、壓路機等。這些設備在雨天應用,表面摩擦力降低,下雨也會降低各項機械靈敏度,容易引發(fā)事故,威脅施工人員安全,公路工程施工時必須做好安全管理[3]。
在雨季路基施工過程中采用生石灰處治濕軟填土,可以提供公路路基填筑質量,加快公路工程建設時的施工進度。在確保公路工程項目整體建設工期能夠達到要求基礎上,具有良好的社會效益與經(jīng)濟效益,且方便壓實作業(yè)。
(1)社會效益。
現(xiàn)代公路規(guī)模不斷擴大,工程施工會受到環(huán)境、市場、施工人員技術等多項因素影響,同時工程規(guī)模較大,經(jīng)常需要在雨季施工。分析以往大量公路工程的施工經(jīng)驗,雨季路基施工經(jīng)常會由于降雨出現(xiàn)反彈、翻漿等各種問題,因填土含水量過高無法及時完成項填筑作業(yè),導致施工現(xiàn)場出現(xiàn)泥濘濕滑等各種問題,加大了工程施工難度,也對工程竣工后的質量造成不良影響。在公路路基施工作業(yè)開展期間,合理應用生石灰處置技術,能夠加快工程施工進度,確保工程在工期內竣工,生石灰具有板結作用以及良好的防滲能力。完成填筑作業(yè)后,路基具有較好的排水能力和強度,可以大幅度降低保通壓力,滿足公路工程施工進度,保障交通暢通性的具體要求,提供良好的交通環(huán)境,方便人們出行[4]。
(2)經(jīng)濟效益。
在公路工程建設中,雨季生石灰處置濕軟填土應采用大量的額外生石灰,可以確保雨季路基施工填筑質量達到設計要求標準,延長公路使用年限,也減少了雨季路基施工引起的質量問題的后期養(yǎng)護費用。在施工過程中,可以提高路基施工效率,縮短施工期限,節(jié)約人工、機械等成本。
公路路基施工期間為了提高工程施工質量和進度,施工前為了應對降雨,應做好準備作業(yè)。
(1)設立獨立部門,由其負責施工安全和質量管理。雨季施工需要考慮的內容較多且復雜,設立專門機構負責該項工作,可以針對雨季施工制定合理方案,為后續(xù)施工開展提供支持。
(2)提前做好相應調查作業(yè),完成數(shù)據(jù)的收集與整理,施工開展前,由專人對施工區(qū)域天氣進行統(tǒng)計,分析各項數(shù)據(jù),了解施工現(xiàn)場可能出現(xiàn)的各項天氣,依據(jù)天氣制定相應解決方案,發(fā)生降雨時能夠根據(jù)相應對策對問題進行解決,提高公路路基質量。
(3)勘察地形特點,掌握降雨可能對施工帶來的影響,確保施工作業(yè)順利進行,提高工程質量。
(4)排查施工區(qū)域的排水系統(tǒng),做好布置與設計工作,一旦發(fā)生降雨,可以快速反應,避免無法及時將積水排出,影響公路路基質量。應及時清理施工現(xiàn)場的各種垃圾,以免對環(huán)境造成污染。
(1)在充分考慮施工周期降雨量基礎上選擇施工材料,了解材料能夠承受的沖刷能力,通常選擇碎石子或砂礫石作為材料,這類材料與黏性土相比,硬度更大,可以降低施工難度,提高公路路基質量。
(2)提前做好填筑路堤排水溝施工。
(1)人員安全。
雨季施工,施工人員需要準備防雨工具,避免長時間在下雨條件下施工,時刻注意周圍環(huán)境,避免發(fā)生安全事故。
(2)材料和設備安全。
施工現(xiàn)場不可堆積材料,對于瀝青攪拌場,應做好防水和排水作業(yè),保證材料質量能夠滿足施工要求,對于施工現(xiàn)場采用的設備需要及時檢修、烘干,避免積水損壞設備。
施工工藝流程如圖1所示。
圖1 施工工藝流程
公路路基施工期間會應用到大量材料,生石灰是其中重要的一種無機膠凝材料,材料的主要成分是氧化鈣,還含有一定量的氧化鎂和硫酸鈣。相關研究結果表明,濕軟土中摻入一定量的生石灰能夠發(fā)生一系列反應。
反應內容如表1所示。
表1 濕軟土中摻入生石灰發(fā)生的一系列反應
通過相應反應會使?jié)褴浲列再|發(fā)生改變,濕軟土發(fā)生結團,液塑限增大、最佳含水量增大,形成結晶結構,提高板體穩(wěn)定性和強度,提升公路工程整體質量。
生石灰處治土施工期間,施工人員在工作開展期間通常容易忽視分析生石灰土機制理論,經(jīng)常依據(jù)已有的試驗經(jīng)驗和現(xiàn)場具體情況,隨意進行生石灰摻量,這種方法在具體應用過程中,缺少大量理論支持,并且具有一定偶然性,難以保證生石灰處置土達到最佳含水量,無法確保處置土的最終壓實度能夠達到標準要求[5]。
在分析的公路試驗段,在雨季期間采用生石灰處置施工作業(yè)開展前,項目組織人員應研究生石灰處置軟土機制。
(1)在濕軟填土中摻入一定量的生石灰,土體干料比重加大,濕軟填土中含水量減少。
(2)摻入濕軟填筑中生石灰,其中的氧化鈣會與土地中水發(fā)生化學反應生成氫氧化鈣,減少濕軟填土中水分的整體含量。
(3)生石灰與濕軟土發(fā)生反應會釋放一定熱量,使周圍土地溫度升高,加快水分蒸發(fā)速度,水分的蒸發(fā)總量會隨著加入濕軟土中的生石灰量增多而加大[6]。施工現(xiàn)場光照、溫度、空氣等各項因素都會對水分蒸發(fā)造成一定影響。
(4)濕軟土中加入生石灰后,干密度降低,最佳含水量加大,隨著加入的生石灰含量的增多,最佳含水值變大。國內東部一高速公路項目路基施工過程中,采用石灰摻加劑量6%、處置深度60 cm時,最大干密度為1.61 g/cm3、最佳含水率21%,測試結果達到設計要求[7]。
壓實作業(yè)就是采用外力將土中的空氣排出。土地中含水量超出了最佳含水量,難以達到規(guī)范規(guī)定的壓實度。連續(xù)施加壓力,一方面可以提高壓實度,另一方面可以使土體產(chǎn)生剪切破壞發(fā)生“彈簧”現(xiàn)象[8]。將石灰粉摻入濕土中,減少土地含水量,提高內摩擦阻力,增強土粒表面分散增強,使土粒容易產(chǎn)生相對位移,達到施工作業(yè)開展的壓實度。
公路路基施工過程中會使用多種施工技術,生石灰處置濕軟填土技術作為施工中一項重要技術,通過對該項技術的合理應用,一方面可以提高雨季公路路基施工作業(yè)開展的效率和進度,確保公路工程建設整體施工進度滿足業(yè)主要求,提高公路工程施工企業(yè)的社會形象,另一方面可以提高公路路基填筑質量。在日后公路工程建設中,應進一步加強對生石灰處置濕軟填土技術的研究,提高技術先進性、降低施工難度、節(jié)約成本、縮短工期。