公路路基施工中的关键技术分析
2012-08-15张丰状
张丰状
(山西润途路桥有限公司,山西太原 030012)
1 施工原则
路基施工为露天施工,受气候环境因素影响较大,因此,为了预防施工过程中因环境气候状况而发生变故,也为了尽快让公路投入使用,应该集中力量,连续快速施工,分段完工。通常不在冬季进行路基填筑施工,如非必要,亦不在雨季安排路基填筑施工。施工过程中,要注意做好截防排水工作,沿填筑面横向设置约3%的流水坡度,在雨水降临前碾压,在路堤两边开挖排水沟,并做好坡面防护措施;为了避免地表水渗入或冲刷边坡,要严格控制管理施工用水及生活用水。
2 施工要点
2.1 压实
在路基工程中,由于挖掘、搬运等操作,天然土体的原始结构几乎被破坏殆尽,无数的孔隙充塞在破坏的土体之中,因此,一旦荷载超过某个限值,就会导致土体发生失衡现象,如大面积沉陷或塌落失稳滑动,从而引发施工安全事故。为了避免这种情况发生,就要对路基填土进行压实处理,另外,在由松土层构成的路堑表面,为了改善工作条件,也应对其采取压实处理。分析实际数据可知,经压实处理过的土体,其渗透系数、降温性能、塑性变形等方面都出现显著的改善,因此,压实是一种相对经济合理的改善土体工程性质的方法。
通过对实际施工案例的分析,可以总结出影响土体压实效果的主要因素为:土层含水量、土体性质、压实方法及压实功能。其中,土层含水量是影响土体压实效果的关键要素,当土体含水量达到最理想水平时,通过压实处理,土颗粒可达到最紧密状态,并处于非常稳定的相对位置,此时,土体水稳定也处于最佳状态,所以,施工过程中要注意对土层含水量进行控制及管理。对于需要压实的土层,应该采取一些措施,来防止其直接暴露在露天环境中,从而令土层含水量在施工期间维持一个相对稳定的数值。土体的性质同样对土层压实效果有着重要影响,因此要根据土体的性质来确定压实标准,如部分土体中粗颗粒含量较多,干密度大,其最佳含水量就相对较小。此外,对于压实所用的机械,也要根据碾压的土质来选择,不同的土质,所适用的机械也不同。尤其是石路基,压实一定要做到均匀、稳定、密实,操作难度相对较大,而对于砂砾土,通常采用振动碾压。目前普遍使用的静碾与振动压路机客观上还不能对由于赶施工工期或成型路基自然沉降不够等,而引发的路面开裂、塌陷等问题进行有效解决,因此,最近都是采用冲击式压力机来提高路基压实密度。在路基施工过程中常用的压实方法是:先采用摊铺机对土体进行铺摊,然后接着用压路机分别对土体进行一遍静碾、两遍振碾,之后再利用重型轮胎压路机碾压约五遍,最后用振动压路机进行一遍振压、两遍静碾,直至将前一步骤中留下的轮胎痕迹完全清除。压式操作应由外至内,逐渐碾压,施工过程中,为了获得固定的轮宽,需要对邻近的碾压带进行一定的重叠。
2.2 排水
由于公路路基中存在着数量较多的涵洞、挡墙等小型构造物,在一定程度上会对路基施工进度造成不利的影响,因此,在施工前期要特别注意路基的排水工作,尤其对于土石方相对密集的地方。
排水工程需要实现纵横排水,而且为了预防路面、路基排出的污水流入地方灌溉系统,从而污染耕地,因此,只允许排水系统与地方排涝系统连接。假若施工路线中包含有养殖水塘,为了防止路基水污染养殖水塘,就需要设置护坡道于路基边坡上,并通过护坡道排水沟纵向连接路基两端排水沟。排水系统通常包括边沟、盖板式边沟、急流槽、截水沟、盲沟等,以下是排水系统涉及到的一些施工技术:
1)截水沟主要包括土沟及M7.5号水泥砂浆砌片石两种,通常设置在距离路堑坡口约5 m的位置,而土质挖方段则设置为梯形;边沟一般设置在路基填土高度低于600 mm与挖方路段等部位。为了避免水流冲刷,不能将截水沟与边沟的下游出口段,设置于路堤坡脚与桥台前锥体坡脚处,要向外引出。2)盲沟顶部采用封闭设计,同时铺设双向土工布于边沟砂砾垫层,反滤层材料使用颗粒级配均匀的砂砾,完成两侧的铺设施工后,中部填充碎石或砂砾石,裹上聚乙烯双壁打孔波纹管,最后再填充比孔径大的碎石在管周围,就构成了盲沟。
2.3 路基填料
路基工程填料一般为已挖的自然土,然而,并不是所有自然土都能作填料,部分土质由于各方因素而没达到相关规范要求,或物理学性质不符合要求的,就不允许应用于施工中。路基填筑材料通常要求有较好的弹性模量,而一般土质颗粒越细,弹性模量亦较低,总结实际施工经验可知,砂土弹性模量最好,因此成为目前应用最广的路基填筑材料。应根据实际施工情况来选用规范,对路基填料最大粒径、最小强度综合量化标准,若填料不满足最小规定值时,视情况处理,处理措施包括在里面掺入一些粗粒料,或换填一些稳定材料,如水泥、石灰等。
3 维护措施
3.1 坡面维护
坡面维护的核心内容包括坡面免遭日晒、雨水及风力等自然因素影响,采取的主要措施是将坡面与外界自然环境进行隔离,尽量减少与大气的直接接触,避免或减缓坡面岩体的风化、剥落等演变过程,以此来维护边坡稳定。当然,目前的边坡维护在满足防止边坡破坏的基本需求的同时,还应该起到美化环境、吸收尾气、养护视线的作用,以配合生态平衡。
工程地质条件、水文条件、气象条件、地面排水情况及地形地貌等都是影响边坡稳定的主要因素。边坡失稳现象并不只是某种单一因素所造成的,而是多种因素共同作用的结果,因此,在实际维护过程中,施工单位要对边坡失稳后产生的破坏形势进行深入具体的分析后,再综合考虑各方因素,来决定具体的维护方案。
路基的维护方案一般包括工程防护和植物防护两种。工程防护的优点是能够对路基进行长期、稳固的防护,一般用于由容易风化的软质岩石或破碎岩石构成的边坡,常用的防护方法为砂浆抹面与勾缝、砌石、护面墙、灌浆和喷浆及锚杆挂网喷浆等。植物防护在满足稳定、固结边坡的前提下,还起到美化公路生态环境,养护司机视觉神经的作用,而且造价低廉,因此,被广泛应用在没有特殊要求的各类边坡防护中。
3.2 排水设施的养护
为了确保路基的强度和稳定性,就需要保持路面干燥,因此,路基工程中,一个良好的排水系统是非常必要的。要加强对路基排水设施的检查和维护,保证其功能良好,畅通不堵塞,并根据实际的使用情况,制定详细的检查计划,定期检查截水沟、边沟及盲沟等,及时发现并处理问题,消除安全隐患,改善排水条件。要重点关注春融及汛期来临前排水设施的检查,必须做到全面细致,要及时处理堵塞,确保排水顺畅,避免水流过度集中,从而冲毁路基。
4 结语
随着经济的不断发展,国家加大了基础设施的建设力度,其中公路建设发展最为迅速。而作为公路工程的起始点,路基施工,其重要性非常明显。本文从施工原则、施工要点及后期维护等方面来探讨分析了路基施工中的关键技术,可供同行参考讨论,然而路基施工是一项非常复杂的工程,要做好这项工程,关键还是依赖大家在实际施工中不断探索与总结。
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