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摘要:以具體公路工程為例,分別從試驗(yàn)段施工、換填施工準(zhǔn)備、測量放樣、路塹開挖、填料準(zhǔn)備、填筑碾壓等方面論述了路基換填施工技術(shù)要點(diǎn)。結(jié)果表明,路基是公路施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵性環(huán)節(jié),對(duì)于軟弱路基必須采用恰當(dāng)?shù)膿Q填技術(shù),以提升公路軟土地基穩(wěn)定性;路基換填施工必須緊密結(jié)合施工環(huán)境,規(guī)范施工過程控制,保證換填加固施工效果。
關(guān)鍵詞:公路工程;路基換填;施工技術(shù)
1 工程概況
某公路 LJ3 合同段路基工程起訖樁號(hào) K22+000—K28+451,線路長 6.451km,其 K22+000—K22+850段為魚塘,屬于半填半挖式路基,換填厚度 1.0m。根據(jù)工程實(shí)際,應(yīng)借助換填技術(shù)達(dá)到提升公路地基穩(wěn)定性的目的,采用挖掘機(jī)配合人工的施工方式,開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后由自卸車運(yùn)輸換填料,并按照后傾法卸料,配合推土機(jī)和平地機(jī)攤鋪整平處理,壓路機(jī)碾壓并分層填筑,直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
2 試驗(yàn)段施工
為獲取真實(shí)的填筑層厚度、碾壓機(jī)具組合、碾壓施工工序、壓實(shí)系數(shù)、填料類別等路基換填施工工藝參數(shù),在路基填方施工前 28d,選擇樁號(hào) K22+000—K22+250 段為試驗(yàn)段,試驗(yàn)段長度 850m,路基換填處理厚度為 80cm,松鋪厚度為 30cm,橋涵、擋墻臺(tái)后等區(qū)域每層虛方厚度應(yīng)在20cm 以內(nèi);在采用輕碾壓技術(shù)的同時(shí)加大碾壓力度,并按照由小到大、由輕到重的原則控制碾壓速度與力量,從路基兩側(cè)向中間逐步碾壓。先靜壓 1 遍,再強(qiáng)振壓實(shí) 1 遍,強(qiáng)震壓實(shí)速度應(yīng)控制在 2.0~2.5km/h范圍內(nèi),碾壓過程應(yīng)勻速進(jìn)行。通過壓路機(jī)進(jìn)行二遍碾壓時(shí)必須實(shí)時(shí)檢測壓實(shí)度,同時(shí)使其余非施工機(jī)械均處于關(guān)閉的非工作狀態(tài),以確保檢測結(jié)果不受施工機(jī)械運(yùn)行的干擾。壓實(shí)度檢測點(diǎn)應(yīng)按照1.0m的間隔設(shè)置,并在壓實(shí)度達(dá)93%時(shí)停止檢測。
3 路基換填施工
3.1 施工準(zhǔn)備
本公路路基換填所需要的施工機(jī)具主要包括推土機(jī)、挖掘機(jī)、鑿巖機(jī)等,型號(hào)及數(shù)量詳見表 1所示。將原地面基底表層植被、雜物徹底清除,挖除樹根,設(shè)置臨時(shí)排水,并保證基底平整密實(shí),路拱橫坡達(dá)到設(shè)計(jì)要求,對(duì)于原地面坡度大于1∶5的情況必須由上至下開挖臺(tái)階[1]。水田、溝塘及地表過于潮濕的地段應(yīng)在路堤兩側(cè)坡道外按縱向開挖排水溝,排出積水的同時(shí)切斷地下水。在護(hù)坡道外側(cè)的排水溝以外填筑截水土埂,避免積水流向路基,并在路基以內(nèi)設(shè)置橫向排水溝以回填性能良好的砂礫滲料,達(dá)到切斷地下水位的目的??傊?,本公路路基應(yīng)采取臨時(shí)與永久相結(jié)合的排水措施。確定出原地面換填處理范圍后還應(yīng)在施工開始前復(fù)查換填范圍和換填深度,換填深度原則上必須到達(dá)地層下部強(qiáng)風(fēng)化黃崗巖等較好地層,并結(jié)合地基以下地層實(shí)際及填料從坡腳處道換填深度向外進(jìn)行換填。在施工準(zhǔn)備階段還應(yīng)在取土場取代表性強(qiáng)的土樣,按照 《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D30—2015) 的相關(guān)要求進(jìn)行填料液塑限、顆粒粒徑、含水量、土體承載比、易溶鹽含量及有機(jī)質(zhì)含量等的試驗(yàn)[2]。在填料進(jìn)場前必須先進(jìn)行實(shí)際含水量的測定,并隨土方一起進(jìn)場整平處理,如果實(shí)際含水量不符合設(shè)計(jì)要求,則應(yīng)灑水或晾曬。如果使用的是透水性不良甚至不透水的填料,則應(yīng)按最佳含水量的±2% 控制實(shí)際含水量[3]。壓實(shí)施工過程中必須保證填料含水量均勻,填料補(bǔ)灑水或晾曬的同時(shí)可進(jìn)行前后交叉作業(yè)。
3.2 測量放樣
在路基換填施工開始前必須根據(jù)相關(guān)施工設(shè)計(jì)圖紙,將圖紙數(shù)據(jù)和施工現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行比較和現(xiàn)場勘查,對(duì)于施工設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場不符的情況必須立即采取處理措施,并會(huì)同部門負(fù)責(zé)人協(xié)商改進(jìn)。確保設(shè)計(jì)圖紙具備可行性后再依據(jù)圖紙測量放樣,完成測放后進(jìn)行各項(xiàng)工作的質(zhì)量檢驗(yàn),以確保測放過程及結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3.3 路塹開挖沿本公路
W8線道路縱向開挖出一條通道,再向通道兩側(cè)拓寬,并一直開挖至挖方路基設(shè)計(jì)頂面標(biāo)高,預(yù)留通道用于機(jī)械通行、土方運(yùn)輸?shù)攘魉鳂I(yè)。本公路路基土石方開挖機(jī)械施工均屬于流水性作業(yè),為保證施工工效、施工質(zhì)量及工程進(jìn)度,必須加強(qiáng)作業(yè)面設(shè)置的合理性,即每個(gè)土方機(jī)械作業(yè)班所設(shè)置的作業(yè)面為 2~3 個(gè),土方完工量保持在 1000~2000m3/d;土方運(yùn)輸距離小于 100m 時(shí)應(yīng)選用推土機(jī),當(dāng)土方運(yùn)輸距離在 500m 及以上時(shí)應(yīng)使用自卸車。為提升施工機(jī)械工效,必須保證機(jī)械組合并列化,即將主要設(shè)備至少配備 2臺(tái),以多開工作面,如遇機(jī)械故障時(shí)不致停工。相同流程中各種機(jī)械應(yīng)聯(lián)合作業(yè)相互匹配,對(duì)于路塹開挖而言,應(yīng)按照推土開挖、推土裝車運(yùn)輸、棄土場棄置的流程,如果其中任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)機(jī)械不匹配等問題,便會(huì)導(dǎo)致自卸車輛數(shù)量不足、待裝車輛過多等資源閑置浪費(fèi)現(xiàn)象。
3.4 路基填筑
3.4.1 填料選擇,對(duì)于回填集料中的大石塊,應(yīng)先按 50cm 的層厚逐層水平填筑,且石塊粒徑應(yīng)控制在碾壓厚度的 2/3 以內(nèi),且大面向下放置,在縫隙內(nèi)填小石塊。同時(shí)通過硬質(zhì)石料按至少1.0m 的厚度砌筑邊坡,并將最大粒徑在 10cm 以內(nèi)的設(shè)計(jì)級(jí)配砂石料填鋪在路床頂面以下 50cm 以內(nèi)。通過振動(dòng)壓路機(jī)將填料分層灑水碾壓,碾壓過程中同時(shí)用小塊石填縫,直至頂面平整穩(wěn)定、石塊緊密。路基填筑材料性能要求詳見表2。3.4.2 路基填筑,施工本公路采用縱向分層、橫斷面全寬的路基填筑施工方式。通過挖掘機(jī)配合自卸車輛進(jìn)行填料運(yùn)輸,推土機(jī)和平地機(jī)攤鋪,并按設(shè)計(jì)層厚分層填筑,振動(dòng)壓路機(jī)振壓。施工工序的安排按照“四區(qū)段、八流程”進(jìn)行,保證開挖、裝填、運(yùn)輸卸料、碾壓等工序緊密銜接、連續(xù)作業(yè)。路基填土標(biāo)高結(jié)合路基平行線分層控制,并分層平行攤鋪,確保路基壓實(shí)度;各層填料兩側(cè)攤鋪寬度均為路堤設(shè)計(jì)寬度+30cm,以確保路基邊坡修整后路堤邊緣壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。進(jìn)行不同土質(zhì)填料分層填筑厚度至少為 50cm,填筑至路床頂面后最上層壓實(shí)厚度至少10cm。在填土達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度后還應(yīng)進(jìn)行路面振動(dòng)壓實(shí)處理,振動(dòng)壓路機(jī)碾壓速度按照 3.0~4.0km/h執(zhí)行,并逐漸增大碾壓力度,穩(wěn)壓后以振壓方式向高程處碾壓,并按設(shè)計(jì)要保證相鄰斷重疊寬度。對(duì)于零填及路基填土厚度不足 80cm 的情況,應(yīng)將挖除后的土質(zhì)基地清理后將表面 30cm 以內(nèi)翻松處理并整平壓實(shí)。對(duì)于路基填土厚度超出 80cm 的情況,應(yīng)整平處理路堤基底并碾壓壓實(shí)后填筑。對(duì)于陡于 1∶5 的地面自然橫縱坡應(yīng)開挖出寬度至少 1.0m 的臺(tái)階狀,并采用小型夯機(jī)夯實(shí),同時(shí)還應(yīng)在臺(tái)階頂部增設(shè) 2% 的內(nèi)傾斜坡。本公路路基填筑分若干作業(yè)段進(jìn)行,相鄰作業(yè)段銜接處若不能同時(shí)填筑,則應(yīng)按 1∶1 的坡度在先填筑段預(yù)留臺(tái)階,若能同時(shí)填筑,則應(yīng)分層并按至少 2.0m 的長度交叉搭接。向路基填土灑水至最佳含水量后進(jìn)行碾壓施工,并嚴(yán)格檢測和控制路基填土土質(zhì),對(duì)不符合 CBR 要求的土必須換填處理。
3.5 土方挖方
土方開挖方式主要根據(jù)路塹尺寸、地形地質(zhì)、土方調(diào)配、開挖條件等情況確定,對(duì)于較淺路塹,應(yīng)進(jìn)行單層橫向全寬開挖,而較深路塹,應(yīng)按橫向劃分?jǐn)?shù)個(gè)臺(tái)階開挖;對(duì)于既長又深的路塹,則應(yīng)按照縱向分段分層開挖。對(duì)于風(fēng)化破碎巖體,則應(yīng)按照階梯式開挖方式增設(shè)平臺(tái),階梯式開挖。土方開挖必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求由上至下進(jìn)行,避免超挖欠挖,且不得采用爆破開挖等破壞性開挖方式。根據(jù)壓實(shí)可能產(chǎn)生的沉降并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果確定土方路床頂面標(biāo)高,路床頂面以下 30cm 的壓實(shí)度應(yīng)至少達(dá)到 96%,并通過重型擊實(shí)試驗(yàn)進(jìn)行檢測。
3.6 路基整形
待完成路基土石方施工后進(jìn)行路床頂面標(biāo)高和中心線、路基寬度和邊坡坡度的檢測,檢測完成后便進(jìn)行路基整形。保證路基表面平整密實(shí),邊線順直,坡面平穩(wěn)無虧坡,曲線圓滑,整齊,路基邊坡無險(xiǎn)石和松石,路基表面密實(shí)。
4 結(jié)語
綜上所述,公路建設(shè)過程中常遇軟土路基等較差的地質(zhì)條件,在處理方法方面常采用換填技術(shù),通過換填處理,能有效控制路基沉降,提升路基頂面承載力,并能通過填料的選用較好地排出進(jìn)入路基中的自由水,并阻隔地下毛細(xì)水上升,加快基底土固結(jié)并形成強(qiáng)度。填料土通常選擇來源廣泛的天然砂礫,其強(qiáng)度高,承載力強(qiáng),且平整度容易控制,是公路路基換填開挖施工較好的填料選擇。
參考文獻(xiàn):
[1] 王振遠(yuǎn) . 填石路基施工技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用[J]. 住宅與房地產(chǎn),2020(21):212.
[2] 中交第二公路勘查設(shè)計(jì)研究院有限公司 . 公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范:JTG D30—2015[S]. 北京:人民交通出版社股份有限公司,2015.
[3] 杜偉 . 路基換填技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用研究[J]. 工程技術(shù)研究,2020(19):62-63.110
作者:劉榮 張春暉 單位:江西省交通工程集團(tuán)有限公司