高水位下的路基施工方法
2011-04-10邢春安关红民陈俊杰
□邢春安 □关红民 □陈俊杰
(漯河市泥河洼管理处)
漯河市泥河洼滞洪区撤退道路位于泥河洼滞洪区内,北起北舞渡镇蒿庄,南至姜店乡与黄石路相连,全长7.8km,分3个标段,Ⅲ标段沿途地质情况最为复杂,既有新建路段,又有老沥青路面改建路段,还有两处村中集水坑塘。该工程建设面临的最大困难就是,地下水位高,土壤含水量大。
一、路基处理方案
该路段底基层为亚粘土,经测定土壤含水量为15%~20.4%,由于土壤含水量大,填前碾压根本无法达到设计的压实度(85),不仅如此,压路机来回走几趟,底基层就大面积形成了弹簧土。原来的老池塘地势更加低洼,土壤含水量更大,处理起来的难度可想而知。由于地下水位高,按常规方法下挖到合乎规定的持力层已不可能,一次性大面积填筑透水性良好的砂砾,当地又缺乏必要的原材料,而且代价太高。因此,项目部有关技术人员经过充分的研究商讨决定:
疏通路基两侧边沟,排干边沟积水,最大限度降低地下水位。使路基相对于边沟外耕地形成一个独立的比较干燥的条状区域(因边沟外耕地土壤含水量大)。
路基底基层处理分左右两侧,先把一侧路基上层干土0.6m挖出,堆放另一侧路基之上。
处理底基层的步骤:初步整平→先撒一层5%水泥→再按15%均匀撒上一层生石灰→犁翻0.3m土层拌和均匀→压路机静压→根据室外温度待水泥、石灰硬化达到一定强度后上二层土→依次上土到路基顶层→同样方法处理另一侧路基。
二、路基处理过程中应注意的几个问题
一是先处理一侧开挖宽度应略大于路基总宽的1/2,我们在具体施工中一般超挖0.5m左右,以便两侧路基能够有效地结合在一起。
二是选用的石灰应为初步碾压的生石灰,碾压过的生石灰比块状的石灰更易均匀地拌和在土壤中,而且生石灰吸水效果更好。
三是处理底基层的厚度不宜<0.3m,太薄起不到一定作用。
四是石灰土拌和均匀后,碾压遍数不宜过多,更不能振动碾压。
五是填筑第2层土不可操之过急,一定待底基层压实度、弯沉值达到设计要求后方可实施。
六是另一侧路基开挖应与处理过的路基搭接0.2~0.3m。
三、路基处理方案的工作原理
(一)降低地下水位
在做底基层处理时,水位过高对碾压会造成非常不良的影响,碾压过程中压路机前后轮子对土壤的搓动、挤压和振动,对地下水产生一种倒虹吸现象,提升地下水,加大土壤含水量,因此,降低地下水位对有效的减小土壤含水量起到很关键的作用。
(二)加水泥、生石灰的作用
一是增加灰土的强度,利用胶凝材料的特性,增加路基的整体性;二是良好的吸水性能,能降低土壤含水量。底基层碾压过后,形成一层0.3m厚整体性能良好的壳,随着水泥、石灰强度一天天的增强,这层壳也越来越坚固,为路基打好坚实的基础。
(三)路基处理
分左右两幅,先挖出一侧干土堆放到另一侧,然后分层压实到路基顶,同样方法处理另外一侧,这样做是麻烦一些。但是,比较分段处理路基的优势是显而易见的,首先挖出的土不需要运出运回,节省不少运送费用;其次,减少对底基层原状土的扰动,避免运送过程中车辆轮子对土壤搓动、挤压、震动,形成弹簧土。
四、两处池塘内的高填方路基
该路段两处池塘相距54.0m,是姜店乡姜店村中集水坑,自然地势低洼常年积水,路基下方水位最深处达1.5m,下部有1.0m左右的淤泥,生活垃圾、动物粪便充盈其中,土质中有机质含量7.3%,总盐含量0.573%,为硫酸盐中盐泽土。
在两处池塘正式确定施工方案前,施工方对路基及周边10m范围内进行过仔细的勘验,坑底地形、水深、积淤厚度等,在大量现场资料及数据的基础上,技术部制定了详尽的施工计划。第一步抽干塘内积水,清除路基范围内淤泥;第二步沿路基方向挖积水沟、集水坑,不间断抽水降低地下水位;第三步利用当地建筑垃圾(拆除楼房留下的砂灰、砖块、混凝土块)分层填筑压实,垃圾填料压实厚度计划1.5m;第四步按常规方法填筑路基到顶部。
具体施工工艺为:抽水→清淤→挖积水沟、集水坑不间断抽水→填筑建筑垃圾→静压→分层填筑压实→检测。
当地下水位很高,不能够按照设计及规范要求分层填筑压实时,我们采取的方式是,最大限度的降低地下水位,一次性填筑0.4~0.5m,透水性良好,具有一定强度的砂、砖混合料,静压作为路基底基层,在以上各层中分别按提高一个档次压实标准的方法进行处理,透水材料填筑厚度,第一层宜0.4~0.5m静压(若此时用振动压路机振压就会使水位上升),二层0.3~0.4m可微振,三层以上0.2~0.3m可强振。
在检测各项指标的同时,在路基边坡设立沉降观测点,随时观测路基的沉降情况,以便及时发现及时处理。从观察的情况看,早期有少量沉降,一星期后达到稳定。从监测的弯沉值来看,这样处理软路基的方法是彻底的,弯沉值达到了设计要求,路基施工结束,经过一个月的运行,在交工验收时,两处池塘处的弯沉值变化不大,各项指标达到了设计和规范要求。
五、老路基施工
本标段有720m老路基,是20世纪90年代修建的县乡四级道路,经多年运行已严重破坏,油面严重脱落。但路基尚好,除局部有坑槽、翻浆外大部分地段符合设计要求。我们在处理该段路基时划分成三种情况,整体良好段,局部破坏段,整体破坏段。局部破坏段开0.2米深方槽换填15%的灰土压实,整体破坏段按常规做法犁翻、拌灰、压实。本段路基完工经过验收,各项指标均达到设计及规范要求,最主要的是避免了高水位对该段路基的影响,提前了工期,节省了资金。
六、结论
漯河市泥河洼撤退道路在工期紧、水位高、无良好筑路材料的情况下,因地制宜,集思广益,采用合理有效的施工工艺和施工方法,去解决实际的问题,以保证路基的质量,降低工程投资,提高工效。在实际施工过程中,我们对不良地质路段路基施工所采取的方法和工艺经检验是行之有效的,它既充分利用了当地现有的筑路材料,降低了路基的成本,又保证了路基的质量,提高了施工工效,不失为一种切实可行的施工方法。