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改扩建工程中的路基拼接施工工艺

2021-10-24吴伟钦

工程技术研究 2021年16期
关键词:台阶填料压实

吴伟钦

中交四航局第一工程有限公司,广东 广州 510000

近几年,非洲国家越来越多的城市以经济社会快速发展为目标,以道路交通为依托,加大了改扩建工程的建设力度,而路基拼接操作工艺是改扩建工程建设质量的保障。因此,探究路基拼接操作工艺在改扩建工程中的应用非常必要。

1 项目概述

尼日利亚凯菲至马库尔迪公路改扩建工程路基拼接工艺操作项目为第四标段,里程桩号为MK145+000~MK221+800,全长76.8Km。其中11.36km为旧路扩宽整体式路段,主要选择路基两侧拼接加宽的方案,主要施工内容包含路基、路面、桥梁、涵洞、收费站房建工程,以及现有2车道进行4车道扩建。在对称扩建阶段,需要保障以往道路交通流顺畅,对工艺操作提出了较为严苛的要求。

项目处于热带草原气候区,总体高温多雨,5月至10月因西南季风盛行为雨季,湿度较大、气温较低,其余时间为旱季。施工标段降水量在1160~1247mm,标段MK177、标段尾端有两条河流,为施工用水提供了充足支持。地形主要不良地质为软塑状黏土,路堤填料复杂度也较高,除沿线广泛分布的红土外,还需要综合考虑填料品质、填方数量、填料运输距离等因素,从而进行恰当数量、规模的料场选取。

2 实施方案确定

由于该工程项目局部分布软基,为了保障整体工艺操作安全、降低风险,并提高工艺操作质量水平,可以在便道贯通低填浅挖的基础上进行小规模路基整平,以路基全部挖开、便道已贯通为前提,选择单侧平面分离方式,将路基拼接部分平均加宽5.68m,边坡清表结束后进行台阶开挖。台阶开挖至设计标准后进行路基填筑,配合人工机械组织防排水措施,最大限度地减少路基拼接过程对旧有路基造成的干扰[1]。

具体操作流程如下:放样及基面清理→台阶开挖及标高控制→路基上土及平整压实→土格布置→机械与人工配合刷边坡。

3 施工要点

3.1 路基放样及基层清理

在工艺推进前,相关负责人应对全部改扩建工程规划内容开展调查研究工作。全方面考虑旧有路线沿线地质、地形、气候、水文等情况,并开展有关规划资料的仔细收集,客观记录既有路基路面存在的裂缝、坍塌、翻浆等病害问题,并第一时间选择与相关病害问题相适应的措施。在这个基础上,以软土地基位置勘察为重点,科学判定软基分布、土壤厚度以及可选择的工艺操作物料、车辆载荷,为达成工艺规划预期目标提供依据。

为了规避因应力分布过分集中对路基拼接技术推进造成的不当干扰,技术操作者可以从旧有路基拼接部分应力状态调整入手,以新扩建路基、旧有路基之间衔接良好为目标,依据路基拼接一致性原则,挖除旧有路基以及加宽路基表层,同时清除草皮、腐土等物质。该工程旧有路基挖除厚度为88~90cm,加宽路基表层杂物清除厚度为32~ 40cm。

在基层处理完毕后,可以将一层碎石铺设在基底,铺设厚度为30cm。碎石处理完毕后,进行红土砾料的分层回填,直到原地表层,回填后依据土方路基要求进行压实。

3.2 台阶开挖及标高控制

由于该改扩建工程旧有路基边坡坡率选择标准为1/1.5,只有借助台阶交错结合,才可以实现原有路基、新扩建路基的良好衔接。因此,应将原有路基边坡挖成台阶,按照台阶开挖宽度超过1m、倾向度在(3±1)%的要求进行操作。具体进行台阶开挖操作时,为了保证开挖质量,操作者应对已清坡完毕的面层进行再次检查,或者采取边开挖台阶边清坡的操作手段,保证改扩建对象稳定性与规划要求相符,进而放出开挖线,以高度×宽度为1.0m×1.5m(最上层台阶)、60cm×90cm(一般台阶)的标准,向上部开挖到硬路肩位置,挖除以往道路75cm的土路肩。若在开挖期间发现原有道路基部或面层出现较大水平的位置偏移,则需要第一时间停止作业,待处理且达到规划标准后继续推进。

3.3 路基上土及平整压实

原有路基、新扩建路基稳定衔接的前提是路基宽度拓展部分与原部分为整体结构。基于此,在路基上土环节,应优选组成类似于原有路基的物料,若无法保证物料组成与原有路基相符,则可以优选沙砾土、碎石土等高强度填料[2],一般为含量在(40±10)%、含水量在(12.5±2.5)%,且粒径在0.5~10.0cm的碎石、砾石。有条件的情况下,也可以根据《公路土工试验规程》(JTG 3430—2020)的相关要求,综合考虑液限、强度、密实度、塑限等因素,选择恰当的填料类型。路基拼接物料强度控制要求如表1所示。

表1 路基拼接物料强度控制要求

综合考虑上述要求,可以选择的路基上土类型主要有轻质填料、沙砾石填料两种。前者包括粉煤灰等,可以在控制新建路堤自身重量的同时,最大限度地控制路堤压缩形状变化量以及塑性累积变形、刚度差异、不均匀沉降;后者则因自身具有较小的可压缩性,可以在分层填筑4~5层后配合碎砖灰土或砖渣操作,提高整体承载力,控制新建路堤压缩形状改变风险。

在路基上土后,技术负责人可以根据要求开展材料试验,判定材料含水量、松铺厚度与预先规划方案之间的差异,为最佳压实设备组合方案决策提供参考,保证碾压速度、遍数指标控制的科学性。若遇以往路基台阶工艺操作瓶颈,可以进行护道铺设并分层平整,以便提高压实标准。一般可以选择20t的重型压路机,调整虚方厚度在30cm以下,保证以往路基、现建路基结合层的光滑性。同时,为了避免上土平整设备运行速率超标而导致的面层剪切形状突变,可以地面沉降率低于每昼夜10mm、坡角水平位移速率低于每昼夜5mm的标准,进行以往路基、现建路基接触台阶位置、路基顶面之间土工格栅的安置,达到同步增强黏结力、减少不均匀沉降、控制侧向位置移动的目的。

在安置土工格栅时,技术操作者需要在最大程度上管控新建路基、原有路基之间冲击压实度,以及路基底部新路基、老路基拼接位置填筑,纵向长度为1.5m,断面宽度为8m。需要注意的是,在距离格栅8cm范围内的路基填料,最大粒径应在6cm以下,若为单向土工格栅,则需要控制格栅受力方向、路基轴线呈90°且搭接牢固(长度超出20cm),且最下层有1.5m伸入旧有路基内,无褶皱;若为双向土工格栅,则需要每填土增高2m在台阶内角位置、路床底面进行一层铺设,保证横向极限抗拉强度、纵横向标称抗拉强度伸长率分别大于等于80kN/m、13.00%[3]。

3.4 机械与人工配合刷边坡

在路基填筑到一定高度或路基成形后,技术负责人应利用挖掘机收坡,并配合人工找平,促使边坡与设计要求相符合。人工找平时,需要依据设计要求以及规定的边坡修正方针,将宽填部分凿除,获得圆顺、顺直、美感的边坡。具体操作时,技术负责人应依据设计要求进行边坡测量,并将路基顶面、坡脚边线放出,同时均匀撒施石灰标记,进而在路基顶面路肩边线上指挥挖掘机从下层向上层搂土,配合自卸汽车,将剩余土壤运离现场。在挖掘机粗刷至边坡8~10cm厚时,由人工依据平顺、直顺的原则细刷。在边坡合格后,技术负责人可以依据设计要求坡度,对路基表层15cm以内进行修整。

4 结束语

综上所述,在改扩建工程中,路基拼接操作工艺的实施关乎整体工程质量效益和安全效益。因此,工艺操作人员应在施工工艺实施方案确定之后,从路基放样入手,仔细清理路基基层,并在路基回填前细密压实,同时进行路基标高测量、击实试验,为路基上土做好准备。在路基上土完毕且含水量检查合格之后,进行平整压实、边坡修整及排水完善、上层料回填等操作。整个过程需要穿插含水量检测、压实度检查、软基处理、排水施工等环节,以在最大程度上保障工程操作质量。

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