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公路原地面施工技术探讨

2021-01-08

河南建材 2021年11期
关键词:土质填料含水率

熊 俊

江西省煤田地质局二二四地质队(330000)

1 工程概况

本工程位于肯尼亚西部,全长40km,其中标头5km城市道路为双向四车道,剩余35km为双车道,多为低填、浅挖路基。肯尼亚公路分为A、B、C、D、E、F级。本公路属于A级公路,等级高,施工标准要求严格,也更具有代表性和参考性。

肯尼亚公路路基结构层,从底至顶,分别为为OGL(原地面)、FILL(填方)、FEW(路基底层)、sg1(路基改良Ⅰ层)、sg2(路基改良Ⅱ层)、regulating(调节层),填料要求也越来越高,压实度控制越来越严。但其中施工难点往往是原地面,经验不充足的施工班组容易轻视原地面的处理,因为原地面土质差,强度低,含水率高,压缩性大,处理方式不妥当会造成工作段无法验收,重复返工,严重影响工期。

原地面施工方法因公路等级,合同要求,工程规模,机械设备不同而有所差异。以本项目为例,如果原地面土质较好,达到FEW的要求,即可直接翻拌碾压,按FEW的高程和压实度要求进行施工。如果原地面土质达不到要求,即需掺加强度高、水稳定性好的粗粒土和碎石土进行翻拌(必要时可掺加石灰翻拌)。或挖除不合格的土料,换填监理工程师认可的填料。

2 原地面施工技术

2.1 清表

在正式施工前,应进行导线复测,控制点加密。根据路基横断面图和路基设计表核算设计高程,放出征地红线,清表范围应严格控制在红线范围内。

清表可采用挖机配合自卸车,或推土机配合装载机等方式灵活进行。首先,清除路基用地范围内所有树木、树根、草皮、生活垃圾。拆除电线杆、既有混凝土结构物、涵管、广告牌。根据合同要求,及时进行现场签证。然后对腐殖土、有机土进行清理,处理深度不少于30cm。弃土要弃至专用弃土场集中堆放,妥善处理,可用于后期边坡植草防护、绿化、耕地回填。如果是旧路改建工程,还要对边坡进行清理,法向厚度不少于30cm[1]。

清表的同时,还要开挖临时排水沟,并与永久排水系统连接。对于沿途的水塘、低洼积水处,要提前疏导排水,进行清理,需要时和监理工程师共同制订换填处理方案。在清表过程中,发现原地面渗水、地下水丰富的地段,要按设计要求设置暗沟、渗沟等进行导排,降低地下水位[2-5]。

2.2 翻拌碾压

清表完成后,要恢复中线,测标高,根据原地面与FEW的高差,边坡坡度和一定的超宽宽度,计算得到原地面施工范围,并用皮尺进行边桩放样。确定原地面土料满足要求后,采用平地机进行翻拌[6]。一般采用推土机或平地机的松土器对原地面进行翻松,深度为15~20cm,再采用平地机翻拌,压路机碾压。对于承载力不满足要求的原地面,可以掺加强度高的砂砾土、碎石土进行翻拌,改良原土的强度和级配。对于强度低、含水率高、工期紧迫的原地面,可以按设计要求掺加水泥、石灰等稳定剂翻拌均匀[7]。

为保证材料的均匀性和压实效果,平地机的翻拌遍数和碾压遍数根据试验确定。根据不同土质,相应改变平地机翻拌遍数和碾压遍数。本公路一般工作段采用平地机翻拌两遍,整平后羊足碾慢速碾压4遍,光轮压路机慢速碾压2遍。原地面压实度控制标准为不低于95%,含水率为75%~105%。在碾压过程中,发现原地面出现“弹簧”现象或裂缝时,要及时查明原因进行返修。在试验室检测后24h内,应进行覆盖予以保护[8]。

2.3 换填

当清表后,发现原地面“反弹”、沉陷,有深厚的有机质土、过湿土、软土时,可考虑换填。换填前要通知监理工程师,征得同意后,采用监理工程师认可的材料进行换填。常见的换填材料一般采用强度高且水稳性好的粗粒土、碎石土、砂砾等,也可采用石质填料或土石填料,尽量满足就地取材的原则。在施工过程中,可针对局部反弹、沉陷进行局部开挖回填,也可针对土质不良的情况进行全部开挖回填。针对过湿土,一般换填深度在0.8m左右。如过湿土厚度小于1m,则应全部挖除换填。石质填料分层厚度一般为40~50cm。填料装运后,用挖机摆放平整,再摊铺嵌缝料,用自重不小于18t的压路机慢速碾压。土石填料分层厚度一般为30cm左右,不得倾填。换填验收后,要及时进行覆盖[9]。

3 常见问题与防治方法

原地面压实过程中,往往容易产生裂缝。常见裂缝病害有横向裂缝、纵向裂缝、网裂三种形式。

1)横向裂缝产生的原因:翻松深度不够或翻松不均匀,导致层厚不足;掺加粗粒土、碎石土后拌和不均匀;移除旧涵管后没按要求清理回填;原地面为含水率高的黏性土[10]。

因此,在推土机或平地机翻松时,要加强控制翻松深度,尽量满足原地面处理要求。在掺加良性填料后要拌和均匀。在移除旧横向涵管后,要清理干净,换填监理工程师认可的填料。当原地面填料为含水率高的黏性土时,挖除换填或掺加石灰、水泥等稳定剂进行改良。

2)纵向裂缝产生的原因:清表时没有清理至稳定层,导致原地面下仍有淤泥或软弱层;原地面含水率过高;压路机碾压不均匀。

因此,如果在清表时湿土厚度不大,则应彻底清除干净。对于水塘、低洼积水处,在疏导排水后要进行彻底清淤,用强度高、透水性好的填料分层回填。原地面由于土质一般较差,保水性强,要尽量避免雨季施工,谨慎洒水,否则容易出现弹簧现象。压路机要慢速碾压,纵向退行,碾压均匀。

3)网裂产生的原因:原地面土料塑性指数过高或为膨胀土;原地面长时间暴露,失水过多;掺拌石灰时,石灰加入过多,或翻拌不均匀。

因此,原地面清表过后要进行原状土检测,选用合格的填料。在原地面验收后,要尽快进行覆盖,防止受雨水或暴晒影响。在需要掺拌石灰时,要严格控制石灰的剂量和含水率,拌和要均匀,防止造成收缩和膨胀裂缝。

由于施工队伍缺乏经验导致原地面施工经常出现返工情况。要对清表后原状土进行取土试验,检测天然含水率、塑限、液限、CBR、击实,如发现不满足要求,应及时通知施工人员进行改良或换填;在典型路段和特殊土质路段作试验段,试验段长度不小于200m,根据试验段结果对施工工艺、施工参数进行优化;对于特殊土质的处理和返工地段进行经验教训总结,加强质量控制,形成资料,落实好技术、安全交底,定期组织培训。

经翻拌碾压、换填仍不合格的软土地段,要查明原因,经监理工程师同意后,按设计要求采用软土处理方式。如采用排水固结、挤密桩、强夯等方式,并应注意施工对周边结构物、居民生活区造成影响。软土处理过程中,要加强沉降监控,埋设沉降观测点,采取预警措施,一旦沉降超过标准,应立即停止施工。

4 结语

原地面处理在国内和肯尼亚,都是路基施工中的关键工作,直接影响了公路的质量、进度和经济效益。文章结合了肯尼亚某公路原地面的一般施工方法、常见问题和防治方法,探讨了原地面施工技术,有一定的借鉴意义,供同行参考。

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