周(集)六(安)高速公路复工阶段路基病害修复设计
2016-05-03陈中月
陈中月
(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230088)
周(集)六(安)高速公路复工阶段路基病害修复设计
陈中月
(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230088)
周集至六安高速公路因业主原因中途停建3年,续建后由于路基表面生成植被或破坏、局部积水严重、路基土含水量偏高、压实度降低、强度不足、结构松散等病害,不能直接作为路基土使用,必须对路基病害修复后方可进行填筑。文章介绍了周六高速高速公路复工阶段针对路基病害采取的处理措施,对公路复工建设及改造项目具有一定的借鉴作用。
公路;复工建设;路基;病害;设计
1 工程概况
周集至六安高速公路起于六安市霍邱县冯井镇东,接阜阳至周集高速公路周集互通立交,终于六安市裕安区分路口乡二天门,接六潜高速公路,是国家高速公路网“7918”规划网中G35东营~香港(纵5)公路中的重要组成部分,也是安徽省高速公路网“四纵八横”中“纵四”的组成部分,项目路线全长91.452km,为四车道平原微丘高速公路,路基宽28m,路面宽23.5m,沥青混凝土路面,设计行车速度120km/h。
该项目原采用BOT建设模式,于2003年底开工,因原项目业主原因被迫于2006年底中途停建。根据安徽省政府《省交通重点建设项目前期工作协调会议纪要》(2007)155号精神,确定安徽省高速公路总公司为该项目新的业主,于2009年12月27日进行复工建设。由于停工时间3年之久,已施工的桥涵、路基、附属工程无人看管维护,出现众多病害,必须进行修复后才能加以利用。本文对路基病害修复设计进行介绍。
2 路基病害发展状况
2.1 路表现状
路基工程停工时间较长,现场调查发现现有路基状况较差,表面松散,普遍生长植被或被破坏,部分路段被当地群众作为土地进行耕作和种植,地表被翻松,土质被破坏,不能作为路基土层,必须挖除处理。
图1 路基现状
2.2 地表水
挖方路段、台背、基坑、部分填方路段因疏于管理和养护,局部路段积水严重,侵蚀路基土,使路基土含水量偏高、压实度降低、强度不足、结构松散,不能作为路基土使用,必须进行适当挖除并重新回填。
图2 路基积水严重
2.3 压实度
路基压实度检测报告显示,现状路表面以下压实度普遍不足,不能作为下一步施工的基底,必须进行补强处理。
3 路基修复补强方案
3.1 清表处理
现状路基表面填土普遍生长植被,含水量过高,松散,已不适宜作为路基土层,设计采用清除处理,一般路段清表30cm,浸水路段清淤80cm。清除厚度为一般值,具体施工时应根据现场开挖后的实际情况确定最终清除厚度,要求清除至无植物根系土层,一般情况下不得小于设计值。
路基压实度检测结果统计 表1
3.2 压实补强方案比选
3.2.1 前期工作
复工建设前期针对路基压实补强方案开展了检测工作,检测工作以探明路基压实度为目的,全线均在0~0.80m范围内进行了取样检测,检测成果显示本项目路基工程压实度指标普遍不足,需要进行补强处理。由于大部分路段路基填土、反挖回填施工已完成,鉴于全部挖除回填工作量大,成本较高,经现场勘查协商,初拟采用工期短、成本低的冲击压实方案,先选择合适路段进行冲击压实试验段施工,根据试验段施工情况对设计方案进行调整。
3.2.2 冲压段试验成果
冲压段试验成果显示冲压5遍后路基表面沉降明显,压实度提升0.6%~2.7%(提升后仍低于规范指标要求),冲压5遍以后路基出现不同程度反弹,压实度变化规律性差,提升不明显。
3.2.3 方案比选
由于通过单一冲压方式不能实现路基强度的有效补强,必须通过其他物理或化学方式对路基进行补强,可供选择的方案包括:全部挖除回填、部分挖除回填、石灰桩补强、加筋垫层补强等。
全部挖除回填方案:挖方6497436m3,回填5%灰土6581903m3,该方案工程投资约29829.2751万元;部分挖除回填方案:挖方978476m3,回填5%灰土1023914m3,该方案工程投资约4610.2261万元。
3.2.4 补强目标的确定
本项目复工前路基工程停工约3年左右,由于缺少管理和维护,路基土在大气、降水作用下物理指标发生较大改变,土的含水量升高至接近天然土水平,路基土压实度明显降低,路基压实度检测成果显示现状路基顶面0.80m范围内路基压实度指标合格率低。路基补强将现状路基顶面作为一般地基考虑,通过清表、清淤、反挖处理等方式保证基底压实度不小于85%,保证路床范围(包含填方和挖方)内压实度不小于95%,路床底面以下就地翻挖(20cm)处理后压实度应不小于93%,如不能达到应继续向下翻挖(20cm)。
3.3 推荐方案的选定
由于大部分路基填土施工已经完成,对冲压补强、挖除重建、部分挖除重建、石灰桩处理、加筋垫层等方案的优缺点进行了逐一分析比较后,选择了工期短、造价低、质量可靠、施工方便的部分挖除重建结合加筋垫层的处理方案为推荐方案。
根据补强目标及冲压试验段成果,路床顶面以下0.80m范围内采取反挖处理措施,反挖后基底就地翻挖(20cm)压实补强使压实度达到93%,不能达到时加大翻挖厚度(+20cm)。路基填筑全部采用5%石灰土(质量百分率),反挖土方一般可用作路基填料,反挖后填土高度大于2.0m的路堤,在路床底面设置一层双向土工格栅。
4 台背回填处理
4.1 台背回填现状
工程现场大部分台背回填尚未完成填筑,检测报告显示,全线已施工或部分施工的台背回填路基压实度指标普遍不能满足要求,需要进行反挖处理。
路基补强方案对比表 表2
台背回填路基压实度检测结果统计表 表3
4.2 未填土台背处理
根据现场调查,大部分桥涵台背尚未进行台背回填土方填筑,此类台背继续施工前应对台背回填范围内表层土进行清除,积水区域应在保证台身安全前提下进行疏干,挖除表层松散土开挖台阶后回填5%石灰改善土,填筑压实度不小于95%。
图4 台背回填未施工
4.3 部分填土的台背路基反挖回填补强
对于部分填土的台背回填段,应对台背回填范围内全部填土进行挖除处理,积水区域应将受积水影响而含水量偏高的土体全部挖除,挖台阶后回填5%石灰改善土,回填压实度不小于95%。
4.4 填筑完成的台背路基反挖回填补强
检测报告显示,台背路基顶面以下1.0m范围内压实度较低,不能满足路基质量要求。由于台背路基及地基沉降在停工过程中已基本完成,设计对台背过渡区路床顶面以下2.0m范围进行挖除回填处理,以消除路面行车荷载对台背路基的影响。
图5 台背回填部分施工
图6 台背回填已完成
桥台、明涵及填土高度小于2.74m的涵洞或通道,对涵顶及两侧台背回填段范围内填土全部挖除,采用5%石灰改善土回填并压实至95%。
填土高度大于2.74m的涵洞或通道对涵顶填土全部挖除,对两侧台背回填段范围内填土进行夯实补压,台背范围内填土压实至95%,涵顶回填土压实至95%。
5 施工注意事项
①清表、清淤所得土方不得作为路基填料。
②挖方段反挖宽度以路床宽度为准,以土路肩外边缘按1∶1.5坡率拓宽确定宽度。
U416.1
B
1007-7359(2016)06-0121-03
10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.046
陈中月(1978-),男,安徽庐江人,毕业于青岛理工大学,本科,学士,高级工程师。