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浅谈高填方路基的施工质量控制

2019-02-23

中国公路 2019年2期
关键词:填方路基路堤碾压

近年来,高速公路病害引发的交通问题越来越多,其中高填方路基引起的病害尤为突出,路基的不均匀沉降、纵横向开裂普遍存在,严重影响道路交通的安全。要确保高填方路基的施工质量,就必须正确掌握高填方路基的施工技术要点。

以笔者曾参与的某高速公路项目为例,该项目路段使用填土路堤这一方式进行高填方,在施工过程中,挖掘机挖取的土石作为填料,并使用装卸机车和大吨位货运汽车进行运输。就整体施工方案而言,采用的是分层水平填筑、分层进行碾压等建筑方式,并借助推土机等工程机械对路面进行压平压实。为了保障道路施工过程中的顺畅和道路整体的平整度和坚实度,选用灌砂法对道路密实度进行检测,并专门建立了观测站,对道路沉降的稳定性进行长期观测。

施工准备

在对路基进行处理之前,项目测量组严格遵照施工方案中的图纸和数据,对路基中桩和路基边坡的坡脚线一一确认和固定,用木桩和灰线标示出其位置,并在木桩上写清填筑高度,对总路面、边沿线和坡脚线的测量数据进行汇总,最终整理成项目工程数据表。除此之外,每隔500m需在路基基底挖探坑取土并编号,取土要在全横断面进行,随后进行相关的土工试验。若相邻编号土质变化大,则要在对应路段增加取样点数。

施工方法

填筑

填筑是公路修筑过程中必不可少的施工环节,是施工的初始环节。一般来讲,土方填筑分为分层处理、分层水平填筑、分层进行碾压等不同的环节,由下而上地进行填筑,填料的运输采用自卸大货车最为方便。当铺土的厚度达到30~40cm的时候,就要暂停填土施工,用推土机将填土推平,然后用平地机将土面压实。为了保障路堤两边的填土压实度可以达标,还需要对路堤两边进行加宽处理,增加大约30cm的宽度,为路堤两边边缘地带的填土压实预留足够空间。

压实

机械压实是道路施工的第二道工序,主要是针对填筑后的土壤,借助重力机械对地层表面来回碾压,让土层结构更加紧固坚实。在使用碾压机械之前,首先要用推土机将填土推平,以防不平部位暴露。填土推平后,采用振动平碾压实,先静压,而后振压。这一过程要控制好行驶速度,一般平碾的振动碾不超过4km/h,并要控制压实遍数。用压路机进行压实时,应采用“薄填、慢驶、多次”的方法,填土松铺厚度不应超过40cm;碾压方向应从两边逐渐压向中间,碾轮每次重叠宽度约40~50cm,避免漏压。填方超过8m则对路基采取强夯。

如果没有额外的规定和其他特殊情况,在压实土层的过程中,机械轮子下降程度需要控制在1~2cm的范围内。每完成一次碾压,就需要将机械表层的拉毛利进行接合处理。在施工过程中,还要严格控制填土的水含量,确保土壤含水量符合工程施工要求。

强夯

在开始强夯施工以前,需要检查施工场所中的各种建筑构件和地下管线的布局完成情况和实际分布情况,避免盲目地强夯施工破坏构件和管线。

在进行强夯时,由测量组根据设计图纸及有关施工设计文件放出路基红线,用木桩、彩旗或红丝带等对施工轮廓范围进行标示。对于长度小于100m的高填方路基,每填6m就要进行一次强夯处理。涵洞处须避开涵顶范围进行强夯处理。

把夯锤用吊装机固定在具体的高度,以自由落体的方式,对锤顶的高度进行测量,如果发现歪斜等现象,则需要检测夯坑底部的平整度,帮助其恢复平整。为达到良好的强夯效果,需采用10t重的强夯锤,夯锤的底面是直径2m的圆形,采用铸钢制作,十分坚固有力。在夯锤砸击的圆形地面上,需要设置φ250~300mm的排气孔,采用上下联通的方式,底部的排气孔对称排列,便于快速排出坑底的各种气体,加大夯锤着地时的力度,也有助于减小起锤时的阻力。夯锤底部的面积大小则需要根据土壤成分和性质来进行设置,一般来讲,启动夯锤时需要借助于15t的履带吊,但是如果遇到重型机械吨位过小的情况,就需要借助于钢支脚,并添加辅助门架,保障支架的稳定性,避免落锤时机架坍塌,造成安全事故。一般而言,起重机械的力度至少要高出夯锤总重量的1.5倍,才可以达到工程建设的要求。脱钩器也需要具备一定的强度,才能保障夯锤起吊时不会自动滑落,实现平稳下落和迅速挂钩的目的。

在强夯过程中,一旦发现地下水位超出合理范围,需要先采取措施降低地下水位高度,避免建筑区域内产生积水,继而影响工程施工。

在进行单点夯击的过程中,选取6、8和10作为基本的夯击数。先以6作为夯击的基准数,如果夯沉量无法达到标准要求,那么就需要进一步加大夯击的点数。一般来说,至少需要夯击4遍,在最后一次夯击时需尽全力,才能最大限度地压实土层,避免土层松动。

无论是夯实之前还是之后,都需要从地表下面的土层中抽取土样,用来检测土壤成分的干湿度、密度等物理系数,为施工方案的优化提供参考,样品抽取的间距是垂直水平距离1m。一旦发现测评的结果不符合原有方案的设计要求时,就需要调整方案中的参数设置和材料选择,确保夯实程度最大化。

在完成路基填方的强夯施工之后,需要对所填之处的地面路基进行检测和评估,确保路基的承载能力符合道路规划要求。如果道路要求的承载力较大,则需要采用弯沉检测。

冲击碾压

冲击碾压采用30~50kJ冲击式压实机械,正常速度保持在10~12km/h的范围内,在路基两侧之间来回冲碾,两边优先,其次才是中间位置。同一个表层,至少需要碾压15~20次,才能保障路面的平整和内部结构的坚实。冲碾结束后,还需对路面进行压实度试验,利用不同的试验手段和方法检测路面和路基的密实性能,待检测合格以后再填筑。

表1 不同路堤高度的压实度

需要注意的是,要选≥择连续的路段进行冲击碾压,确保碾压机械拥有足够的掉头空间。施工路面50cm以下的土层至关重要,所以需要密切控制其含水量,避免含水量过大,出现弹簧和翻浆等现象。

检测

施工过程中,每一压实层检验压实度,检测频率为每1000m2至少检验2点,不足1000m2时检验2点,必要时根据需要增加检验点。

沉降稳定观测

进行正式施工之前,在整个路基沉降区的外围选取比较稳定的区域,预先设置2~3个观测站点,借助全站仪和水准仪这两种仪器,对基点的标准高度和基线走向进行明确标注。针对路基左右两边的路堤区域,在坡脚至周围2~4m的范围内设置观测基点,按照200m一间隔设定距离。设置的3个观测基点主要采用15×15×150cm规格的钢筋混凝土固定而成。

在对路基进行填筑之前,需要先根据观测基点的标准高度和基准线的走向,借助全站仪测量出测点的起点和终点,并将其一一记录在册。在对路基进行填筑的时候,也要保持对测点进行按时观测的习惯,观测频率一般是3~7天,所有的观测数据都要记录在册。当观测点的水平位置和竖向基线发生移位,则说明建筑地基正处于变动状态,出于安全考虑,应该马上停止地基填筑,积极采取措施以稳固地基。

本文结合高填方路基施工实例,通过施工过程中的一系列措施,有效确保了高填方路基的施工质量,减少了路基病害的发生,为道路后期的安全运行提供了保障。

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