蔣志剛
路基的質(zhì)量與穩(wěn)定性能夠決定公路建設(shè)的實(shí)際效果,為保證公路主體結(jié)構(gòu)的牢固性達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),施工方必須合理利用高填方路基施工技術(shù),對(duì)土質(zhì)松軟的軟土地基路段進(jìn)行加固處理,使用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè),優(yōu)選材料加工工藝與填筑措施,在提升公路路基穩(wěn)定性的同時(shí),節(jié)約工程資源,強(qiáng)化路基基礎(chǔ)的承載力。本文主要分析了公路軟基地段高填方路基施工技術(shù)的核心原理,并指出了高填方路基施工技術(shù)的基本類型、應(yīng)用方式,總結(jié)了高填方路基施工活動(dòng)的開(kāi)展流程與質(zhì)量控制要點(diǎn)。
為強(qiáng)化路基基礎(chǔ)的水平面承載力,使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求,促進(jìn)公路行車造成壓力的快速傳導(dǎo),施工方可采用高填方路基施工技術(shù),修建質(zhì)量較高、使用壽命較長(zhǎng)的復(fù)合型路基,消除可能出現(xiàn)的路基下陷、滑動(dòng)、土層侵蝕等問(wèn)題,修建不易產(chǎn)生裂縫的邊坡與卸力層,發(fā)揮出高速公路在我國(guó)交通事業(yè)中的關(guān)鍵作用,滿足社會(huì)生活對(duì)于高速公路的需求。
我國(guó)現(xiàn)代公路工程建設(shè)活動(dòng)中,施工方經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)預(yù)定施工路段存在軟土地基,此類地基的土質(zhì)較為松散,壓縮比較低,容易因外力而發(fā)生形變,影響后期正常施工。為提升施工質(zhì)量水平,保證工程進(jìn)度按照預(yù)定計(jì)劃達(dá)成,施工人員必須采取措施,消除土層之間的縫隙,提升土層密實(shí)度,運(yùn)用現(xiàn)代化筑路技術(shù),修建由多種回填土料與混凝土構(gòu)成的高填方路基,使得軟土地基中的水分因受到外部壓力而被逐步擠出,避免路基因結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低而發(fā)生沉降或者破裂等問(wèn)題,保證施工質(zhì)量與工程建造效率。高填方路基主要修建于沉降量較大、土層松軟的路段,路基邊緣處的緩坡缺乏穩(wěn)定性,容易發(fā)生垮塌與下陷,斷面大于一般公路路段。因此,技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)把握高填方路基的基本屬性,適當(dāng)?shù)乜s短工程施工周期,提升施工技術(shù)要求,主動(dòng)消除常見(jiàn)的整體下陷、路基沉降不均勻、路基底部土層滑動(dòng)等問(wèn)題。
高填方路基施工技術(shù)經(jīng)常被用于軟土地基加固、塑形工作中,其填筑作業(yè)量較大,容易遭遇復(fù)雜施工問(wèn)題,水平填筑高度約為2m 左右。此類路基必須承受較大負(fù)荷,為延長(zhǎng)其使用壽命,施工人員必須調(diào)整鋪筑方式,盡可能地提升路基和地基之間的壓實(shí)程度,使得壓實(shí)度較高的土層能夠分散路面承受的壓力。施工方必須嚴(yán)格控制土層厚度、底部土壤壓實(shí)度、路基填筑高度等核心參數(shù),并在階段性施工完成后對(duì)工程建造質(zhì)量進(jìn)行核查,要求一線技術(shù)人員使用透水性較高、粘度大的石料與土料,如石灰石、沙土等,避免出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。
高填方路基施工的用工量較大,必須消耗巨量工程資源,為保證施工質(zhì)量,縮短工程建設(shè)周期,施工方可選擇采用分層、分階段填筑技術(shù),根據(jù)軟土地基路段周邊的地形、地下土層分布格局等參數(shù),設(shè)計(jì)較為完善的分段施工計(jì)劃,主動(dòng)調(diào)整路基填筑方向與施工工藝,使用橫向填筑法與縱向填筑法結(jié)合的施工方法,精確測(cè)量軟土地基的整體填筑長(zhǎng)度,評(píng)估后續(xù)階段壓實(shí)作業(yè)應(yīng)當(dāng)保證的作用力傳導(dǎo)深度,嚴(yán)格控制垂直填筑厚度。在坡度較大的路段進(jìn)行施工時(shí),必須使用小型工程機(jī)械,在路基側(cè)后方與正前方修建多個(gè)傾斜度較小的臺(tái)階與梯臺(tái),為正常施工提供便利,降低在地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的路段進(jìn)行施工的難度。施工方必須基于地質(zhì)學(xué)、工程學(xué)原理,對(duì)軟土地基路段中不同層級(jí)的承載力、厚度、作用力傳導(dǎo)情況進(jìn)行深入分析,并主動(dòng)采用小規(guī)模爆破方式,清除預(yù)制施工地點(diǎn)表層的覆土與大塊巖石。通過(guò)清除影響后期壓實(shí)施工的阻礙性因素,可進(jìn)一步提升施工質(zhì)量,使得工程材料攤鋪與推平工作得以順利實(shí)施。為保證技術(shù)人員操控的機(jī)械設(shè)備能夠如期完成碾壓工作,必須采用分層攤鋪法,將每一土層的攤鋪厚度控制在20cm 左右,由重型運(yùn)輸車將配制完成的混合料與集料運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng),在指定位置卸載,一線施工人員可借助推土機(jī)等設(shè)備,將原材料推平,使之均勻地分布在施工地段上方。針對(duì)機(jī)械設(shè)備無(wú)法展開(kāi)的特殊地段,技術(shù)人員可采用人工攤鋪技術(shù),派遣專業(yè)工人使用小型手推車與手動(dòng)控制的振搗設(shè)備,開(kāi)展可控的人工攤鋪活動(dòng),提升高填方路基攤鋪與填筑的均衡性。在第一階段的攤鋪工作基本完成后,可組織碾壓活動(dòng)。
為強(qiáng)化公路工程中軟土地基內(nèi)部土料的壓實(shí)度,消除土層中遺留的團(tuán)塊與孔洞,施工人員應(yīng)當(dāng)主動(dòng)使用較為先進(jìn)的大規(guī)模強(qiáng)夯技術(shù),引入重型夯土設(shè)備,如由吊索控制的金屬夯錘等。首先,施工人員必須使用小型清潔工具清理現(xiàn)場(chǎng),保證工地地面平整度達(dá)到要求,使得路基的承載力達(dá)到計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn),避免出現(xiàn)因強(qiáng)夯施工持續(xù)開(kāi)展導(dǎo)致路基瓦解。施工方必須在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行核查,檢測(cè)已建成路基與路基邊緣土層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與穩(wěn)固性,根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)加固處理。施工人員應(yīng)當(dāng)正確使用夯錘與夯土機(jī)等機(jī)械設(shè)備,估測(cè)夯錘的重量、體積,調(diào)整吊索的松緊度與長(zhǎng)度,通過(guò)適當(dāng)?shù)胤潘苫蚶o吊索,調(diào)整夯錘所處高度,使之落在預(yù)定位置。在施工中技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)控制吊機(jī)吊臂的方位,使之向前傾斜,避免因向后傾斜而發(fā)生吊機(jī)傾覆等問(wèn)題。在組織強(qiáng)夯施工活動(dòng)時(shí),施工方管理人員應(yīng)當(dāng)調(diào)整基本參數(shù),控制夯土工藝的應(yīng)用方式,調(diào)整夯錘不同時(shí)段落點(diǎn)之間的間距,保證施工質(zhì)量,讓夯錘按照固定速度下落,使用探測(cè)設(shè)備檢測(cè)軟土路基在夯錘作用下發(fā)生的形變,評(píng)估其整體水平高度的變化趨勢(shì),并采取措施對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的平整處理,使得軟土地基的下沉距離與移動(dòng)范圍和施工計(jì)劃中的要求相符。施工方技術(shù)人員必須及時(shí)對(duì)夯錘與夯擊設(shè)備進(jìn)行檢測(cè),找到夯錘的中心位置,以合理手段對(duì)夯土設(shè)備進(jìn)行配平,消除可能存在的設(shè)備錯(cuò)位問(wèn)題,發(fā)現(xiàn)密實(shí)度不足的土層,開(kāi)展填筑與二次修復(fù)性夯筑,避免夯土活動(dòng)影響周邊土壤環(huán)境的穩(wěn)定性,施工人員可在夯錘落點(diǎn)附近臨時(shí)開(kāi)挖多道減震溝,減震溝深度與寬度均控制在1m 左右,通過(guò)采取合理措施,提升軟土地基土層的穩(wěn)定性,避免其產(chǎn)生裂縫。
施工方必須把握壓實(shí)施工工藝的核心要點(diǎn)與質(zhì)量控制要求,根據(jù)工程建造計(jì)劃,對(duì)壓實(shí)施工活動(dòng)所取得的成果進(jìn)行評(píng)估,保證壓實(shí)效果達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。施工方可基于路段的走向與地理位置,調(diào)整壓實(shí)施工的執(zhí)行方式,應(yīng)遵循安全施工的基本理念,制訂完整可行的機(jī)械設(shè)備配套方案,根據(jù)壓實(shí)度要求確定碾壓次數(shù)。針對(duì)曲折度較高的路段,可采用分階段壓實(shí)法,使用中小型設(shè)備在空間較為狹小的路面進(jìn)行反復(fù)壓實(shí)作業(yè)。壓實(shí)施工必須秉承先左右后中間的順序,以此調(diào)整軟土地基所承受的壓力,讓地基周邊的土層保持穩(wěn)固,向地基中心部分均勻地施加作用力,以此提升路面的穩(wěn)固性。在針對(duì)曲線路段進(jìn)行壓實(shí)施工時(shí),必須采取措施,按照曲線的水平走向與垂直高度,先進(jìn)行針對(duì)公路外側(cè)的碾壓,而后逐步轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè),以此控制工程材料消耗量。
施工方必須在開(kāi)展高填方路基建造活動(dòng)之前,做好各方面的事前準(zhǔn)備,籌集足夠的技術(shù)資料、機(jī)械設(shè)備、技術(shù)人員,評(píng)估建造計(jì)劃的合理性,開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究,搜集有關(guān)公路軟土路基的土層厚度、密度、顆粒大小、外部地理環(huán)境等不同方面的信息,讓施工中臨時(shí)修改建造計(jì)劃的活動(dòng)獲得更多參照信息,以此提升施工質(zhì)量與計(jì)劃可行性。在組織施工前,必須針對(duì)高填方路基建造活動(dòng)中常用的工程材料進(jìn)行檢測(cè),找出質(zhì)量未能達(dá)到計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)的材料,消除潛在的質(zhì)量問(wèn)題。施工方必須做好設(shè)備調(diào)試、維護(hù)、保養(yǎng)工作,消除可能存在的機(jī)械設(shè)備故障、參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤等問(wèn)題,及時(shí)動(dòng)員人員在施工現(xiàn)場(chǎng)清理工地附近的雜物與垃圾,使得預(yù)制施工路段保持衛(wèi)生、整潔,規(guī)范不同階段的施工活動(dòng)。
在軟土路基設(shè)計(jì)、建設(shè)中,必須針對(duì)性區(qū)別對(duì)待有著多種復(fù)雜屬性的地形地貌,比如對(duì)于高速公路通過(guò)的軟基地區(qū)的處理方案需要進(jìn)行特殊調(diào)整。施工方案中存在的欠缺,會(huì)使地基建成后難以滿足實(shí)際需求,為保證施工質(zhì)量達(dá)到相關(guān)要求,技術(shù)人員可臨時(shí)在建造計(jì)劃中添加多個(gè)修改方案與調(diào)節(jié)措施,如在路基底部軟土層中修建多個(gè)支撐柱與碎石樁,基于復(fù)合型地基建造要求,強(qiáng)化單個(gè)支撐樁的承載力與水平穩(wěn)定度,基于施工場(chǎng)地的表面積、填料層深度、土質(zhì)等基本屬性,修建一到兩個(gè)小型試驗(yàn)樁,評(píng)估這一調(diào)節(jié)措施是否具備應(yīng)用價(jià)值,施工方可及時(shí)調(diào)整建造計(jì)劃,建立內(nèi)容較為完整、主題突出的動(dòng)態(tài)工程管理表與信息登記表,評(píng)估土層穩(wěn)固性、土壤黏性等重要檢測(cè)量在實(shí)驗(yàn)中的變化趨勢(shì),調(diào)整支撐柱的插入深度及其與底部土層材料的接觸面積,提升碎石樁的承載力,重點(diǎn)發(fā)揮底部土層的壓力分解作用。為進(jìn)一步發(fā)揮土層的補(bǔ)強(qiáng)作用,必須在考慮到路基路面滲水的前提下,選擇在路基底部大范圍鋪設(shè)碎石層與砂土層,逐步強(qiáng)化地表土壤的強(qiáng)度,消除影響土層穩(wěn)定性的地表剪切力。例如,技術(shù)人員可在施工中,在軟土地基底部土層中,填筑厚度約為10cm 的碎石路基,在保證地表強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,提升填料的防水性,保證軟土地基經(jīng)過(guò)強(qiáng)化后,其承載力達(dá)標(biāo)。
施工方必須主動(dòng)使用強(qiáng)度較高、能夠承受較大壓力的特殊材料,并基于初期的施工檢測(cè)結(jié)果,選擇重量相對(duì)較輕、功能齊全的機(jī)械設(shè)備,調(diào)整路基填筑層碾壓次數(shù)與碾壓范圍,設(shè)置好松鋪厚度、應(yīng)力傳導(dǎo)方向,組織開(kāi)展有計(jì)劃、有規(guī)則的分層填筑。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在使用工程材料修建路基時(shí),檢測(cè)材料的含水量,以攪拌、暴曬等方式,在短時(shí)間內(nèi)降低工程材料的含水量,讓多數(shù)材料的含水量低于3%。一旦路基填筑高度高于140cm,則必須對(duì)公路路基開(kāi)展整平,提升整體壓實(shí)度,讓土層的松鋪厚度低于10cm,消除填筑體對(duì)底部軟土地基施加的壓力,讓填筑層在自重的作用下發(fā)生致密變形,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
為及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的軟土地基沉降現(xiàn)象,施工人員必須在公路建造現(xiàn)場(chǎng)布置多個(gè)自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備,如紅外線攝像儀等,控制檢測(cè)范圍,針對(duì)新建成的高填方路基,進(jìn)行多角度綜合校測(cè)與觀察,每隔1m 左右布置一個(gè)自動(dòng)化檢測(cè)點(diǎn),在地質(zhì)條件變化較大的路段,提升監(jiān)測(cè)點(diǎn)的密度,做好標(biāo)高檢測(cè)與基點(diǎn)定位,記錄多方檢測(cè)數(shù)據(jù),為后續(xù)施工活動(dòng)提供便利。技術(shù)人員可主動(dòng)運(yùn)用人工拉線的方式,檢測(cè)路基在橫坡的傾斜度和監(jiān)測(cè)點(diǎn)標(biāo)高是否滿足設(shè)計(jì)圖紙要求,同時(shí)組織專家團(tuán)隊(duì)對(duì)混合料的用量、使用方式、加工工藝進(jìn)行多角度的檢測(cè),確保其含水量、密度與在路基中的壓實(shí)度能夠達(dá)到本次工程的技術(shù)參數(shù),檢測(cè)人員可評(píng)估在高填方路基施工活動(dòng)中,一線施工隊(duì)伍是否按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行填筑、碾壓施工,并督促工地施工人員對(duì)已建成路基進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)處理。
施工方應(yīng)當(dāng)基于自身工程建造經(jīng)驗(yàn),對(duì)高填方路基施工技術(shù)進(jìn)行深入研究,把握其整體應(yīng)用價(jià)值與運(yùn)用路徑,采取措施加固軟土地基,使用中小型機(jī)械設(shè)備在土層下方灌入填料與集料,提升路基的承載力,做好軟基處理工作,為新時(shí)代公路建設(shè)事業(yè)提供技術(shù)層面的保障,促進(jìn)現(xiàn)代交通業(yè)的發(fā)展。