公路路基分层填筑施工技术应用
2023-01-09郑江辉
郑江辉
(石家庄市公路桥梁建设集团有限公司,河北 石家庄 050000)
0 引言
路基作为公路的重要组成部分,其质量对公路功能能否正常发挥具有重要作用。填方路基填筑是路基施工的关键环节,为保证填筑的平整度,并为之后的碾压施工奠定良好基础,应采用分层填筑法。为使分层填筑法的应用达到预期效果,有必要结合工程实际情况进行具体分析。
1 工程概况
某公路工程起讫桩号为K5+800—K27+700,总长约21.9km。以其中的K21+650—K26+400段为例进行分析,该段路基总长约4.75km,路面的设计宽度为40m,采用砂性土与砾石土作为主要填料,填方量约50万m3。K21+650—K26+000段采用砂性土为填料,总填方量约20.59万m3,K26+000—K26+400段采用砂砾土作为填料,总填方量约9.21万m3,包面材料为黏性土,总方量约4.22万m3,封层材料为粗粒土,总方量约13.23万m3。
2 施工准备
(1)以设计方提交的各导线点和水准点为依据做好闭合复测,结合实际情况设置加密点,然后按照20m的间距设置桩号并恢复路线中心控制点,布置中心桩。此外,重新测量及绘制路基横断面,准确放出路基的坡脚和边沟的具体位置[1]。
(2)在路基的占地边界以外修筑临时排水沟,使排水沟和永久排水设施相连。施工便道设于路基左侧,在K23+100—K24+100段,可充分利用原有道路组织机械设备进场,后期因施工强度不断提高,需逐渐向路基左侧便道转移。在施工过程中,应安排专人做好便道维修,确保通车顺畅。在便道的其中一侧还需设置爬坡道,伴随填筑的路基持续延长。
(3)砂性土填料含泥量不能超过3%~8%,且最大干密度需达到1.6g/cm3以上,有机质含量不得超出5%,细度模数以2.0~3.2为宜。上路堤填料强度不能低于4.0%,下路堤填料强度不能低于3.0%(以上均为CBR值)[2]。
3 施工工艺
(1)路基填筑施工按照以下顺序进行:施工准备→人员与机械设备进场→填料进场→填料摊平与初压→平地机整平→洒水→静压2遍→振压2遍→补洒→振压8~10遍。对填料进行振动碾压的过程中,应遵循先慢速再快速和高频低幅的基本原则,压路机速度按2~4km/h控制,且要有轮宽1/3左右轮迹重叠。
(2)路基填筑需在整个断面分层进行,并逐层碾压至密实。填料松铺系数在没有特殊要求的情况下采用1.13,分层填筑最大松铺厚度按400mm控制,最小按250mm控制。在填筑到顶部最后一层时,要有100mm以上的压实厚度[3]。
(3)路基填筑宽度需在两侧分别超填500mm,以确保每个填筑分层在碾压密实后的实际宽度不小于设计要求,施工结束后由人工将超填的部分挖除即可。
(4)在路基整个横断面向上水平分层填筑,若原地面高低起伏,则需从最低处开始逐渐向上分层填筑,每填筑并碾压完一层便检测一次填料的密实度,确认密实度合格后再继续向上填筑。
(5)如果原地面的纵坡超过12%,或横坡超过1∶5,则需按照设计要求开挖台阶,并在台阶表面设置4%以上的坡度,以利于排水。台阶的宽度按不低于2m控制。
(6)当填方分成若干作业段进行施工时,若接头处无法交替填筑,则对于先行填筑的部分,需按照适当坡度分层设置台阶,其坡度一般为1∶1.5,若可以实现交替填筑,则必须做好交替填筑,并使搭接处的长度达到2m以上[4]。
(7)采用机械设备进行作业时,必须根据现场的地形条件和路基的整体横断面对机械设备在场内的运行路线进行合理规划。在填方较为集中的段落,需绘制详细的作业图,以此为后续施工的有序开展提供依据。
(8)路基填筑材料借助挖掘机和装载机进行装车,然后用自卸车进行运输。取料场中的自卸车行驶路线应有规划,以免造成混乱,并需要在必要的位置设立警示标志。为防止自卸车直接碾压还没有成型的路基,导致路基局部破坏,需在开工前于线路两侧修筑施工便道。路基填筑不允许土砂混填,选择合适的构造物或设置标志作为界限。如果砂土的填筑必须进行搭接,则要采取有效措施进行处理,使填砂和填土之间的接合部位有足够的强度。
(9)路基压实度需达到以下要求:路床,即0~0.8m范围内的压实度应达到96%以上;上路堤,即0.8~1.5m范围内的压实度应达到94%以上;下路堤,即大于1.5m的部分,其压实度应达到93%以上[5]。
4 施工控制
(1)施工前需要选取长度不少于200m的路段作为试验段进行试验性施工。通过试验段施工可以确定各项参数配置,如机械设备配置、填筑虚铺后续及碾压遍数等。
(2)在恢复路基中线的同时加密中桩,并测量其实际标高,然后准确放出坡脚桩,在桩上注明具体的桩号,为之后填筑施工中填筑高度的控制提供参考。
(3)所有填筑材料都要在施工前进行标准击实试验与液塑限试验,经试验确认填料的各项技术指标可以达到要求后,才能在填筑施工中使用。未经试验检测与试验检测结果不符合要求的填料禁止施工。
(4)路基填筑应采用水平分层的方法进行,从整个横断面上最低的地方开始向上分层填筑,现场施工时应通过挂线与画网格的方法控制卸土厚度。对于分层填筑厚度,以确保每层压实厚度处在20cm以内的标准确定和控制。此外要注意,将路基填筑到最后一层时,应确保其压实层厚度达到10cm以上。
(5)在每层路基填筑开始前,应由专业测量人员进行边桩的测放,为使路基设计宽度范围内有符合要求的压实度,在填筑的过程中需在每侧均超填30cm左右的宽度,确保路基修整完成后其边缘处也能得到良好的碾压。当采用不同类型的填料进行分层填筑时,每一层的压实厚度应不超过20cm,否则会对碾压后的质量与效果造成影响。
(6)路基填料的实际含水量在与要求的最佳含水量相符后,先用压路机连续碾压2~3遍,再用平地机进行精平。通过精平使路基的平整度达到要求后,继续使用压路机按照从两侧到中间和先低侧再高侧的原则进一步碾压。
5 包边土施工
(1)该公路工程路基主要使用黏性土作为包边土,在施工过程中应先根据线路的长度进行分区和分段,为使包边土以外坡脚部位的填土得到良好压实,同样需要在两侧分别超填30cm的宽度。在填筑过程中应做好挂线施工,根据每辆自卸车的装载数量。结合设计确定的虚铺厚度通过计算确定卸车点的间隔距离,然后组织进场的车辆严格按照这一间距进行卸料,以此确保摊平后的包边土填料实际虚铺厚度不超过25cm,并保证压实厚度不超过20cm。
(2)每填筑完一层包边土都要先用推土机进行粗平,再用刮平机进行精平,最后用压路机将其碾压密实,具体的碾压遍数通过正式填筑之前的试验段施工来确定。此外,在碾压的同时还需要随时检测包边土实际含水量,然后以实测结果为依据进行必要的调整,如果实际含水量比填料的最佳含水量大,则要进行适当的晾晒处理。相反,如果实际含水量比填料的最佳含水量小,则要进行适当的洒水闷料,直到实际含水量和最佳含水量之间的差值不超过±2%(当气候干燥时,可将最佳含水量+2%作为碾压开始时的含水量,而当气候潮湿时,可将最佳含水量-2%作为碾压开始时的含水量)。在碾压过程中如果发生翻浆或软弹等现象,应立即组织人工采取针对性措施加以处理,常用的处理方法为换填或晾晒。
(3)为使包边土和砂性土之间的结合处有良好的压实度,经检查确认包边土满足要求后,应尽快开始切茬处理。在切茬处理过程中应由施工人员采用挂线的方法进行,切茬产生的多余黏土应抛到边坡范围以外,条件允许时应尽快利用小车将其运走,避免与其他填料混合。
(4)包边土施工必须严格按照相关规范的要求进行,尤其要对含水量引起足够的重视。对包边土和砂性土之间结合处的实际压实度进行严格控制;砂性土的填筑施工应和包边土施工一同进行,砂性土的填筑不能超前包边土进行;对砂性土顶端进行洒水时,应尽量保持均匀,避免局部过多或过少,否则将导致碾压不均匀;路基两侧与边坡靠近的部位,其压实度必须达到相关规范提出的要求。
6 结语
综上所述,分层填筑法是公路工程路基施工最常用的方法,对保证路基填筑后的平整度与碾压施工都有重要作用。该公路工程路基分层填筑的顺利完工印证了以上施工方法的合理性与可行性,可为同类工程提供参考。