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高填方路基施工技术分析

2023-06-30盛朝勇

交通科技与管理 2023年11期
关键词:沉降观测质量控制

盛朝勇

摘要 为有效提升高填方路基施工质量,防止产生路基沉降、开裂、塌陷等质量病害,加强高填方路基施工技术控制尤为重要。鉴于此,文章结合某公路工程施工实践,针对高填方路基施工技术展开综合探究,介绍了高填方路基特点及工后常见病害,详细总结了高填方路基施工方案编制、基底处理、填料选择、摊铺压实、搭接部位处理等各环节施工要点,并提出了针对性的路基沉降监测方案,旨在为同行提供参考和借鉴。

关键词 公路工程项目;高填方路基;质量控制;沉降观测

中图分类号 U416.1文献标识码 A文章编号 2096-8949(2023)11-0067-03

0 引言

高填方路基作为公路工程建设中较为常见的路基结构形式,具有填筑高度大、沉降速率慢、沉降时间长、稳定性差等特点。高填方路基施工技术水平高低直接决定公路工程建设质量,对保证道路安全稳定运营具有重要影响。为有效提升高填方路基施工质量,减小沉降变形,确保路基安全性和稳定性,应结合项目实际情况,制定切实可行的施工方案,合理选择路基填料,加强施工过程的质量控制,提高专业技术水平。为此,该文结合某公路工程施工实践,针对高填方路基施工技术展开综合探究,对提高路基施工质量,保证公路安全稳定运营具有重要意义。

1 工程概况

某公路工程设计里程18.303 km,路基宽30 m,采用双向六车道布置。路面结构为沥青砼路面,设计时速为100 km/h。全线共有桥梁3座,涵洞20座,隧道1座,长度845.5 m,路基填、挖方量分别为1.35×106 m3和4.8×105 m3。道路K3+400~K3+500段为高填方路基,现以此路段为研究对象,针对高填方路基施工技术要点展开综合分析。

2 高填方路基的特点

结合该公路工程实际情况,其高填方路基特点如下:

(1)路基填筑高度大。该工程高填方路段填筑高度超过20 m,若施工过程控制不到位,极易导致压实度不达标,影响路基承载性能。

(2)沉降量大。沉降是高填方路基施工中不可避免的难题,因填筑高度较大,路基压实度难以保证,路基在自身重力作用下逐渐产生沉降现象。

(3)沉降持续时间长。高填方路基施工完成后不会立即达到稳定状态,在自身重力及外部荷载联合作用下沉降缓慢发展,需经过相当长的时间方可达到稳定状态[1]。

3 高填方路基施工后常见病害

高填方路基因填筑高度较大,施工质量难以把控,施工后极易产生各种质量问题,主要包括路基沉降、开裂、边坡失稳、垮塌等。

(1)路基沉降是由于路基在自身重力及外部环境联合作用下引起的下沉,严重降低路基稳定性。

(2)路基开裂是因路基分层填筑厚度过大,导致土体产生差异性沉降,从而造成路基开裂。

(3)边坡垮塌主要是由于路基填筑施工前,基底处理不到位,局部存在软土地基,导致路基填筑施工时局部沉降过大,造成边坡垮塌。

4 高填方路基施工工艺

4.1 合理编制施工组织方案

科学完善的施工方案是保证工程项目顺利实施的重要前提,高填方路基填筑施工前,施工单位应进行现场踏勘,全面了解施工现场实际情况,并结合设计文件相关要求,编制科学合理的施工组织方案[2]。

4.2 严格进行基底处理

为有效保证高填方路基填筑质量,防止产生路基沉降问题,结合高填方路基基本特征,采取针对性处理措施。目前,常用的地基处理方法主要包括冲击压实法、强夯法、桩基加固法及垫层法等。

(1)冲击压实法:该方法主要通过冲击式压路机运行过程中产生的冲击动能,对地面实施冲击,产生应力作用。因该压路机产生的冲击作用力具有非连续性,会在某一时点对地面造成瞬间冲击,从而达到路基压实目的。采用该方法可取得较为理想的压实效果,由于单次压实面积较大,其施工效率较高[3]。

(2)强夯法:强夯法主要是通过夯锤自由落体对地基实施夯实,能显著提升地基承载性能,控制路基不均匀沉降,避免产生开裂、塌陷等质量病害[4]。

(3)桩基加固法:该工程K3+427~PK3+560路段采用樁径为0.4 m的CFG桩对地基实施加固处理,桩基采用正三角布设,桩距为1.6 m。

(4)垫层法:为有效提升基层承载能力,确保符合规范及设计要求,在基底铺设厚度为50 cm的级配碎石垫层,并铺设三层土工格栅[5]。

4.3 合理选取路基填料

路基填料是决定高填方路基填筑质量的重要因素,因此必须合理选择路基填料。在进行路基填料选择时,应结合具体试验综合确定,对路基填料性能实施判定。针对路基填筑质量较差的部位,可利用石灰土实施换填,并严格控制填土质量,防止存在碎石块、杂草、树根等杂质。该工程采用的路基填料为沿线路堑挖方,以中风化灰岩为主,试验检测结果表明,该材料能够用作高填方路基填料[6]。

4.4 路基摊铺压实

(1)结合该工程具体状况,科学选择摊铺压实机械。路基正式摊铺前,应选取长度100 m路段进行试验段施工,以确定施工参数及机械组合,为后续施工提供理论依据。

(2)高填方路基填筑完成后,以路基全宽、竖向水平分层的方式,由下而上进行分层摊铺。先在路基表面绘制卸料网格,并将填料放置于方格内,然后利用摊铺机整平。针对粒径较大的石块,应进行破碎处理,严格控制分层摊铺厚度,确保不超过300 mm,并结合试验段确定路基压实遍数。

(3)路基碾压主要分“初压、复压和终压”三步完成。压实过程中严格按照“先轻后重、先静后振、先慢后快、轮迹重叠”的标准进行碾压,并严格控制碾压速度及坡度[7]。

4.5 路基搭接部位施工工艺要点

新旧路基结合部位极易产生反射裂缝和不均匀沉降病害。路基结合部位结构示意图如图1所示。

为有效提升高填方路基施工质量,增强路基承载性能,针对新旧路基结合部位应采取必要的加固措施,具体如下:

(1)设置台阶。新旧路基结合部位处理不当,将严重降低路基稳定性,引发各种质量病害。实际施工时,应根据原始旧路基高度,开挖台阶实现新旧路基搭接。台阶开挖以机械开挖为主,人工辅助开挖,开挖前应对基底实施全面清理,防止杂填土混入影响施工质量。同时,为确保排水通畅,台阶宽度应设置为2 m,坡度控制在2.5%左右。

(2)铺设土工格栅。在新旧路基结合部位设置土工格栅,以有效增强路基强度、刚度和稳定性。土工格栅铺设要点如下:①严格控制搭接长度,不得低于40 cm;②土工格栅铺设完成后,应采取必要的保护措施,防止路基压实施工中产生破坏,通常采用先填土后压实的顺序进行施工;③应保证施工连续进行,碾压完成后继续进行后续填筑施工[8]。

(3)强夯法加固。新旧路基结合部位施工时,为有效提升结合效果,保证路基承载能力和稳定性,可通过强夯法对承载力不足的部位实施补强处理。强夯法施工技术要点如下:①强夯施工前,对施工机械性能、技术参数等相关指标实施全面检查,确保符合施工要求;②夯实过程中应确保新旧路基结合处同步变形。在新旧路基结合部位,采用梅花形布设形式进行夯点布置,间距为0.5 m,严格按照施工规范要求进行夯实作业,确保路基夯实质量满足要求;③路基夯实完成后,应严格按照标准要求对夯实质量实施检测,确保质量符合标准要求,若质量不合格或存在漏夯部位,则应实施补夯处理[9]。

4.6 质量保证措施

(1)建立科学完善的质量管控体系。组建以项目经理为核心,以项目总工、技术员、质量员、施工原、班组长为组员的质量管控小组,明确责任、科学分工,定期进行现场质量检查,发现问题及时处理,全面提升质量管控效果。

(2)增强质监人员责任意识。①质监人员是工程建设质量的主要监督人员,必须具备科学完备的专业技能和责任意识,根据施工规范标准开展现场质量巡视工作;②针对重点部位、重要工序实施旁站监督、指导,以规范施工流程,保证施工质量;③针对现场存在质量不达标状况,应及时上报,并要求限期整改;④质监人员在工程建设过程中,应加强专业知识学习,积极提升专业技能,并参与履职考核;⑤针对专业能力较强,表现突出的人员,应予以经济性奖励;而对于工作表现较差的工作人员,应适当进行惩罚,以有效提升工作人员的积极性和主动性[10]。

5 高填方路基沉降监测

为准确掌握高填方路基沉降情况,应制定科学有效的沉降监测方案,合理布设沉降观测点,以有效确保监测结果的准确性和有效性。

(1)因地质、水文、气候條件差异,不同地区高填方路基基本特性存在显著不同,沉降监测时应根据工程具体情况,制定切实可行的监测方案。高填方路基沉降监测采用的主要设备为沉降板,能准确反映监测区域路基沉降变形的真实情况,以便技术人员对路基沉降作出准确评估。针对地质条件较为复杂的部位,还应根据现场实际情况,科学设置孔隙水压力计、应变片、测斜管等装置实施综合监测;

(2)根据具体情况确定监测频率:①路基填筑高度与堆载预压高度接近时,应按照填1层测1层的方式进行监测;②填筑过程中停工时,每7 d测2次;③预压期间,前期每7 d测1次,中期每10 d测1次,后期每14 d测1次;④路面施工期间,铺一层测1次;⑤运营期间,前期每14 d测1次,后期每30 d测1次。

(3)沉降监测精度与沉降幅度密切相关,对于沉降幅度较小路段,因即将进入加载预压后期或运营期,监测精度为二级水准精度;而施工期和预压前期,其监测精度为三级或四级水准精度。

(4)根据各部位监测结果,对高填方路基沉降变形情况实施分析,具体监测指标包括沉降速率、加载时间和荷载大小等,并根据相关数据信息绘制沉降变化曲线,判定路基稳定状况。K3+400~K3+500段路基沉降分析结果如表1所示。某位置填方路基沉降量μ与时间t的变化关系曲线如图2所示。

通过表1能够看出:①每月小于5 mm及小于2 mm的观测点比例,在工后1个月时,占比分别为60%和45%;②随着时间的逐渐推移,工后7个月时,每月小于5 mm的观测点比例为100%,而工后8个月时,每月小于2 mm的观测点比例为100%。

通过图2能够看出:此位置处高填方路基在工后20 d内,沉降变形较大,20 d后沉降速率显著降低,30 d时沉降基本不再发生变化。

6 结论

综上所述,该文结合某公路工程施工实践,从高填方路基特点及工后质量病害入手,分析了高填方路基施工技术,总结了高填方路基施工方案编制、基底处理、填料选择、摊铺压实、搭接部位处理等各环节施工要点。高填方路基施工时应全面结合项目实际情况,制定切实可行的施工方案,合理选择路基填料,加强施工过程质量控制,并科学实施沉降监测,通过对经济、技术、管理等各方面措施的综合运用,全面提升高填方路基施工质量,保证公路工程健康稳定发展。

参考文献

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[2]黄超飞. 高速公路工程中的高填方路基施工处理技术[J]. 运输经理世界, 2021(20): 65-67.

[3]冯向伟. 高速公路高填方路基施工与质量控制分析[J]. 四川水泥, 2020(1): 233.

[4]李荣文, 黄智雄, 王玉松, 等. 公路软基地段高填方路基施工技术探讨[C]. 《施工技术》杂志社, 亚太建设科技信息研究院有限公司. 2021年全国土木工程施工技术交流会论文集(下册), 2021: 185-188.

[5]潘玉. 高速公路软基的高填方路基施工技术分析[J]. 绿色环保建材, 2021(6): 82-83.

[6]郑明强, 高建平. 高填方路基沉降变形预测及控制标准分析[C]. 中国智慧工程研究会智能学习与创新研究工作委员会. 2020万知科学发展论坛论文集(智慧工程二), 2020: 224-231.

[7]李伟东. 高速公路项目中的高填方软土路基施工技术[J]. 运输经理世界, 2022(24): 25-27.

[8]张武鹏. 冲击碾压技术在高速公路高填方路基施工中的应用[J]. 中国高新科技, 2022(8): 92-93.

[9]王文超. 高速公路高填方软土路基施工技术研究[J]. 科技创新导报, 2020(1): 15-16.

[10]黄杰. 论公路工程高填方路基施工技术要点及质量控制[J]. 江西建材, 2022(7): 138-140.

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