公路工程高填方路基施工技术的分析
2017-01-21葛萌萌
葛萌萌
摘 要:公路工程的规模扩大,高填方路基的项目越来越多,增加了公路路基施工的难度。高填方路基施工中,技术控制相对复杂,与普通路基相比,技术上存在一定的控制压力。高填方路基施工技术,必须符合公路施工的实际要求,不仅要规范技术应用,还要做好质量控制的工作,完善高填方路基施工技术的应用,满足公路工程的要求。
关键词:公路工程;高填方;技术;原因
水田或常年积水地带,用细粒土填筑路堤高度在6m以上,其他地带填土或填石路堤高度在20m以上时,称为高填方路堤。高填方路堤的填方数量大、占地宽、施工工艺复杂、路基所处的环境千变万化、且常年受重复载荷的作用。因此,在高填方路基的施工中,即使完全按《规范》要求进行施工,在工程施工过程中或者工程施工完工后,随着时间的推移与行车载荷的反复作用,发生的病害仍很多,而且较难治理。
1 高填方路基常见的病害
高填方常见的病害有:路基整体沉陷或局部沉陷、路基纵向开裂、路基滑动或边坡滑坍。造成这些病害的原因主要有以下几方面。
1、路基设计不合理
高填方路基段应严格的按照《规范》要求认真作特殊设计,进行稳定性验算和沉降计算。如果验算和计算所需的地质条件、土工实验资料等不能真实反映现场情况,就会造成设计的不合理,在施工过程中或完工后,高填方路基将会有较大的整体下沉或局部沉陷,以致影响公路的正常使用。
2、施工工艺不当
高填方路堤施工工艺复杂、涉及因素多,任一个环节处理不当都可能埋下质量隐患造成路基后期病害的产生。
(1)填料不合格
高填方路基应严格控制用料质量,在取土场的选择和挖土取土过程中应严格要求,避免非适用材料的混杂。种植土、腐殖土或泥沼土等劣质土中有机物含量多、抗水性差、强度低。如果路基填料中混入了这些土,路堤将出现塑性变形或沉陷破坏。尤其是膨胀土,遇水膨胀软化、风化收缩开裂、固体稳定性差,用作填料时随着土壤中水分的挥发,收缩开裂尤为严重,对路堤的整体结构危害极大。
(2)填筑工艺不当
高填方路基的填料在分层填筑时,应严格按照《施工规范》要求的厚度进行铺筑。如果随意将铺筑厚度加厚,即使压实机具按规定的碾压遍数压实,压实度也达不到《规范》规定的要求。这样施工的路基当填筑到路基设计标高时,必然产生累计的沉降变形,在重复载荷与填料自重作用下产生沉陷。同时,施工中最好是整幅分层填筑,但有的路段受现场实际条件的限制,必须沿纵向分幅、分层填筑。这样一来,对高填方路基的填筑就应严格控制。纵向接缝处应按照要求做好搭接台阶,施工过程中坚决杜绝垂直或无搭接填筑,每一层都应有台阶作搭接处理。对于半填半挖路段也是同样的要求,必须在山坡上按要求从填方坡脚向上挖成向内倾斜的台阶。
(3)压实工艺不当
在高填方路基施工中,应制定科学合理的压实工艺,并按要求配备相应的整平碾压机具按规范进行操作。众所周知,含水量的控制直接影响到压实度的效果,因此在施工过程中应严格控制填料的实际含水量在最佳含水量±2%范围左右。未按要求的压实工艺进行碾压、路基的压实强度不均匀、压实度达不到规定要求,将会导致高填方路段产生较大的沉降变形和整个路堤的不均匀沉降。
2 高填方路基施工技术要点
1、施工准备
公路工程中,高填方路基施工,需要安排填方试验,选择合适的位置安排试验,便于有效的选择施工方法、机械设备等,同时掌握高填方路基的实际情况,如含水率,方便高填方路基工艺的后期指导。试验后,施工人员清除掉高填方路基表层的杂物,如果高填方路基有坡度,还要开挖台阶,降低路基施工的难度,准备工作后,按照高填方路基的施工规定安排工艺即可。
2、上料工艺
上料工艺,是高填方路基施工的首要工艺,运输机械,将填料直接运输到高填方路基的填料区,卸载填料时,由专业的人员负责,完成卸载以及期间的指挥工作。卸料时,要计算好密度,按照每层铺30cm的厚度进行计算,合理卸载填方用料,卸料完成后,机械设备停止卸料,安排摊铺机运行,保证上料后的平整性。
3、排水工艺
公路的高填方路基,一般情况下含有大量的有机质,属于粘土层区域,采用排水工艺,主要是排除路基内的水,促进路基固结,进而实现高填方路基的密实。根据高填方路基的现场情况,设计排水系统,设计水平砂垫层,同时配合竖向排水结构,构成高效的排水系统。排水工艺,可以降低高填方路基的孔隙,缩小孔隙之间的排放距离,改善高填方路基的分布情况,进而达到规范的固结标准。排水工艺内,砂垫层的厚度,需要保持在50cm以上,垫层材料,可以根据高填方路基排水的状态,选择粗砂或中砂,砂垫层在高填方路基内的宽度,以路基边界为主,两层分别多出1m即可。竖向排水方面,安排塑料排水板,加快排水的速度,辅助密实地基。
4、摊铺、整平
摊铺、整平工艺,有利于提升高填方路基的稳定度,摊铺、整平,安排在卸料之后,当机械设备卸料后,需要安排推土机摊铺填料,经过反复碾压后,初步密实高填方路基中的填料,保证路基填料的固定性。平地机,用于整平高填方路基,安排在初步摊铺工艺之后,平地机的整平工艺,具备细致、精平的特点,构成坡度路拱,既可以提升高填方路基的可靠性,又能够辅助排水。
5、压实工艺
压实工艺的实施,目的是保证高填方路基具备足够的强度,更为精细的处理填方段的路基。高填方路基施工中的压实工艺,采用大吨位的压路机,选择直线段的碾压方式,由两侧逐渐向中间推移。压实中的小半径曲线,按照由内向外的方向,延伸到压实的边缘。高填方路基纵向上,压路机的轮迹,保持40~50cm的重叠度,横向上,实际碾压后,灵活设计碾压重叠的宽度。现场压路机的速度,可以按照试验段得出的数据进行控制,先完成初步碾压工作,初压采用静压的方法,复压中,安排振动式碾压,遵循高填方施工技术方案的要求,设计碾压次数。
6、压实度检测
压实度检测工艺,确保高填方路基压实符合公路施工的标准。压实度检测中,最常使用的方法是灌砂法,配置核子密度仪。具体的检测方法是:施工人员选取压实度检测的样本,得出压实填料的状态,尤其是干密度与含水率,根据样本结果,评估高填方路基的煤层填料,压实度是否符合要求,如果检测结果达不到要求,还要重新安排碾压,一直到压实度检测合格。高填方路基压实度检测中,填料含水量,控制在-2%~2%范围内,超出此项标准,合理安排处理方式,控制好填料的含水量。
7、沉降观测
公路高填方路基施工后,设计沉降观测,观测基点,设计在沉降比较稳定的区域中,基点距离为200mm,采用水准仪、全站仪检测。沉降观测人员,详细、真实的记录观测的结果,如果观测点垂直、水平的位置,超出规定范围,表明高填方路基存在沉降不稳定的情况,需要停止填筑,处理好沉降不稳定的情况后,再安排填方。
3 结束语
综上所述,公路工程高填方路基结构,对稳定性、固定性的要求非常高,根据公路工程的需求,安排好高填方路基施工,全面规范施工技术的应用,优化高填方路基的施工环境,确保高填方路基在公路工程中的结构状态,以免引起工程风险。
参考文献
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[2]都魏龙;用湿陷性黄土填筑高填土路堤的几点做法和体会[J];山西交通科技;2015年03期