摘要:本文结合工程实例,对高速公路高填方路基的施工技术作一些探讨。
关键词:高速公路 高填方 路基 施工技术
近年来,随着我国高等级公路的不断发展,在山区修建高速公路也很普遍,高填深挖路基逐渐增多,如何控制好高填方路基的施工质量,就显得尤为重要。本文结合工程实例,对高速公路高填方路基的施工技术作一些探讨。
一、工程概况
某高速公路施工标段高填方路基有一处,高填方路段长460米,最大填方高度约为35米。该段范围内地表水不发育,主要为地表冲沟水,受大气降水影响较大。地下水类型主要为基岩裂隙水,赋存与灰岩风化裂隙中,节理裂隙较发育,富水性、透水性较弱,受大气降雨补给,动态不稳定。
实践证明,如压实度大于95%时,填高每增加1m,工后沉降约为1cm,而车辆荷载作用影响仅为80~150cm深度,路基沉降主要是自重作用。因此,路基的层间压实显然成为控制的重点。如果路基压实度不足,在运营过程中,路面就可能产生辙槽、裂缝、沉陷等病害,使路面产生剪切破坏。本路段采取一系列施工控制措施来减少高填方路基沉降,其中控制层间压实度成为控制措施的重中之重。
二、高填方路基施工技术特点
高填方路基顾名思义具有填筑断面面积大,填筑高度大且路堤累积沉降大三大特点,施工过程极其复杂。高填方路基填筑断面面积大,因此工程量巨大,工期长,涉及的填筑问题较多,控制起来比较困难。高填方路基填筑高度大,因此要求路基具有良好的边坡稳定性及足够的整体抗压性。路堤本身累积沉降大,因此必须严格要求路堤单位填筑高度的沉降高度,不能有丝毫的马虎大意。另一方面,高填方路基在建设完成之后的使用阶段暴露出来的后期弊病较多,且维修整治较为困难。在车辆运营阶段,高填方路基常见的病害有:路基边坡滑动,路基整体或局部沉降及路基开裂等。路基填筑完毕之后,大约需要一年的时间才能趋于稳定,这是因为路基填筑完毕之后,虽然地基所承受的土压力趋于稳定,但使用过程中除了土压力之外,它还将受到行车及环境等多方面因素的影响由,因此,必须经过大约一年的时间才能真正趋于稳定。
三、高填方路基施工技术要点
1、施工准备、基底处理
(1)伐树、挖根、除草路基范围(路堤和路堑占地)内的树木、灌木丛施工前砍伐或移植,砍伐的树木有序堆放在路基用地外,妥善处理,并将路基用地范围内的草皮,农作物根系、树根全部清除,且将填方路基范围内的坑穴填平夯实。
(2)挖台阶。路堤填筑时,当地面自然横坡或纵坡陡于1:5时,将原地面挖成台阶,台阶宽度大于2m,以满足摊铺和压实设备操作的需要,高度为0.3m。台阶顶做成2%~4%倾斜坡。砂性土原则上不挖台阶,而是将原地面以下200~300mm的表土翻松。对于覆盖层不厚的倾斜岩石基底,当地面横坡为1:5~1:2.5时,要挖除覆盖层,并将基岩挖成台阶。
(3)原地面处理。在原地面清表工作结束后及时恢复路基的中桩和施工边桩,人工用石灰沿桩划线标明,以便指导机械施工。采用推土机沿灰线间就地整平,并形成单坡或两边坡路拱以利排水。完成以上工作后,按以下方式进行原地面处理。采用20t光轮压路机碾压3~4遍,在碾压过程中出现的局部弹簧现象,采用人工翻挖,并掺加适量的石灰拌合均匀,并重新碾压至要求压实度。
2、高填路堤填筑
本路段路堤水平分层填筑时,按照全断面全宽每45cm厚分一水平层,逐层碾压进行填筑。对于原地面纵坡大于12%的地段先进行纵向分层填筑,每层最大松铺厚度不超过50cm,线型调整好后再全部进行水平分层进行整体施工。在施工过程中,每填筑2~3层时,须重新测量放样,定出中桩,测量高程,放样定出填筑边线,以确保路基填筑宽度及成型的路基线型。
(1)填料选择:根据本合同段路基土石方量大的特点,选择符合规范要求、级配较好的轻质岩块做填料,最大粒径不超过层厚的2/3。填石路堤应分层填筑,分层压实,分层松铺厚度不宜大于0.5m,以保证路基密实度,避免由于石料之间存在空隙,而造成路基下沉。路床顶面以下50cm填料粒径选用不大于10cm的级配良好的填料,并分层压实。逐层填筑时应安排好石料运输路线,专人指挥,按水平分层填筑,先低后高,先两侧后中央卸料,并用大型推土机推平,个别不平处应配合人工用细石填,石屑找平;当石料级配差、粒径大、填层较厚、石块间空隙较大时,可在每层表面的空隙里嵌塞石碴、石屑,直到将空隙填满。当用人工铺填粒径大于25cm的石料时,应先铺填大块石料,大面朝下,小面朝上,摆放平稳,再用小石块找平,石屑塞缝,最后压实。填石路堤的填料如果其岩性相差较大时,则应将不同岩性的填料分层或分段填筑。水田或软土地区的填石路堤在处理完地基后再将石块铺填于路堤下层,先填大块石料,再用小石块或石碴嵌缝,找平后压实。
(2)码砌边坡:本路段的填石料为轻质岩石,边坡按填土路基处理。
(3)摊铺平整:逐层填筑时,安排好石料运输路线,专人指挥,按水平分层、先低后高、先两侧后中央卸料,并用大型推土机摊平,使层面大致平整,局部不平处用细颗粒找平,个别尖角用大锤砸掉,每层填料要均匀一致,不同填料不能混填。
(4)检查松铺厚度:沿纵向每20m设一断面,每断面布设3~5个测点,用水准仪测出各点高程,相对下层标高检查其松铺厚度,每层松铺厚度不大于50cm。
(5)压实:采用20t振动碾分层压实,每填高2m用冲击式压路机冲压不少于20遍,碾压遍数按工艺试验路段施工结果确定并经监理工程师批准作为控制参数。以压实速度和碾压遍数控制压实质量,并做好压实记录。压实后,顶面必须稳定,不再下沉、石块紧密、表面平整。每层面压实完成后对路基进行沉降观测,做好记录,如需补方应及时进行,但补方厚度不应超过一层填筑厚度。 (6)质量检测:主要包括填料、填筑层厚度,路基填筑断面尺寸,填筑层在纵向和横向的均匀度及平整度、压实度。自检合格并报监理工程师验收后方可填筑下一层。为了保证高填路基的填筑质量及边坡稳定,须优先安排高填路堤的施工,以便留有一定时间的沉降期。
3、特殊路基强夯施工
由于本路段有较大的采石坑,路段填筑较高。为保证路基稳定性,对于高填方路基,纵横向填挖交界处,正常碾压已合格的下路基顶面,采用强夯进行分层补充压实,提高地基强度、降低压缩性和工后沉降。强夯施工的方法:
(1)试夯。正式强夯施工前应先进行试夯,试夯要选择有代表性的场区,试夯面积不小300m2。试夯检测试夯结束,待间歇期满足条件后,要进行原位测试和土工试验,并应进行动力触探试验。根据试夯检测结果确定夯击能。夯锤采用圆柱形铁质锤体,底面积直径为2.25m,带4个直径25cm排气孔,夯机采用履带式起重机。施工前,应根据初步确定的强夯参数,在现场有代表性场地上进行试夯,并通过测试,与夯前测试数据进行对比,检测强夯参数。根据试夯初步确定夯锤的高度,以确定同一点最后两击的平均沉量不大于5cm时的夯击次数。
(2)平整场地。对强夯路段路基平整后,预先估计强夯后可能产生的平均地面变形,并以此确定夯前地面高程。
(3)布点。按施工图纸设计对强夯区域进行放样,标出夯点位置,用穿眼灌白灰法固定点位,夯点按梅花形布置,夯点间距为4.5米。
(4)强夯。将夯锤起吊到预定的高度,待夯锤脱钩自由下落后,放下吊钩,测量锤顶高程,若发生坑底倾斜而造成夯锤歪斜时,应及时将坑底整平。第一遍夯点夯击完成后,用推土机将夯机填平,并测量场地高程。场地平整后,用满夯将表面夯实,夯点以梅花形布置,夯迹彼此重叠搭接d/4。强夯完成后经检验合格后,对场地进行整平碾压,压实度符合要求后,转入路基填方施工。
(5)试验、检验。在检查填料质量、填筑厚度、表面平整等符合规定标准的基础上进行压实度的测定,测定采用灌砂法或合同文件要求的其他适宜的方法进行,按规范要求对每压实层进行抽检,并将检查结果记录在专用表格上。经项目质检工程师检查合格后,请监理工程师抽检合格后方准签证隐蔽。凡没有达标一律补压或返工直到合格。
四、结束语
高速公路高填方路基施工质量涉及的因素众多,各工程的具体情况也相差甚远,在实际施工中必须综合考虑各种因素,严格按规范施工,确保工程质量。
参考文献:
1、陈石,高速公路填方路基施工的探讨,《城市建设理论研究》2012年第37期