公路路基施工及質量控制

畢文東

摘要:我國高等級公路的建設,在設計與施工方面也取得了很大的進步;采用先進的勘察、測量手段為公路路基設計提供了可靠技術資料。作為公路主體工程的路基,公路路基綜合穩定技術的研究,文章分析了路基工程施工及質量的通病,并對其防治措施進行了一番探討

關鍵詞:路基施工;質量防治

1 公路路基施工

1.1 路基填料

規范規定了對路基填料應有條件的選用。對路基填料的最小強度和最大粒徑給了量化的標準,采用CBR值表征路基土的強度,引入了路床的概念。對上路床的的填料提出了限制的條件,高速公路和一級公路路面底以下0-30cm的路床填料CBR值應大于8,下路床及其下面的填土,也都給出相應的規定值。

當路基填料達不到規定的最小強度時,應采取摻合粗粒料、或換填、或用石灰等穩定材料處理,并不規定對其它等級公路鋪筑高級路面時,也要采用高速公路和一級公路的規定值。

1.2 路基壓實

當前路基施工,普遍采用了大噸位的壓路機,碾壓效果有了明顯的改善。對于提高路基土的壓實度起了很好的作用。規范規定高速公路和一級公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其壓實度必須≥95%,對其它等級公路當鋪筑高級路面時,其壓實度亦應按高速公路和一級公路的標準采用。此外,還增加了對路堤基底的壓實度不宜小于93%的規定。如在西部某國道主干線二級專用公路施工中,路面設計標準為高級路面,因而從路基開始,所有的檢驗標準均采用一級公路驗收標準。

1.3 特殊潮濕地區路基土的壓實

在特殊潮濕地區,路基上的壓實是相當困難的,規范對此作出了若干調整:一是壓實度標準可根據試驗資料確定或較表列數值降低2-3個百分點;二是對于天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指數大于18的粘質土,當用于下路床及其下的路堤填料時,可采用規定的輕型壓實標準;三是改善填料的性質,在土中摻加生石灰,通常可以獲得預期的效果,也可采用新型吸水材料加固。同樣,在西部某國道主干線二級專用公路途經渭河沿岸,部分路段屬潮濕地區,采用第三種辦法,取得了預期的效果。

1.4 黃土路基填筑及壓實

黃土路堤施工時,應做好填挖界面的結合(縱向),清除坡面雜草,挖好向內傾斜的臺階。如結合面陡立,無法挖成臺階時,可采用土工釘加強結合。若地基土層具有強濕陷性或較高的壓縮性,且容許承載力低于路堤自重壓力時,可考慮采用重錘夯實,石灰樁擠密加固。

黃土含水量過小,應均勻加水再行碾壓;如含水量過大,可翻松晾曬至需要含水量再進行碾壓,也可摻入適量石灰處理,降低含水量。摻灰后應將土、灰拌勻,其最大干密度應通過擊實試驗確定。

老黃土透水性差,干濕難以調節,大塊土料不易粉碎,使用前應通過試驗決定措施。路床填料不得使用老黃土。新黃土為良好填料,可用于填筑路床。黃土路堤應分層填筑,分層壓實,大于10cm的塊料,必須打碎,并應在接近上的壓實最佳含水量時碾壓密實。

根據設計及時修筑外側邊緣的攔水、截水溝構造物和急流槽,將水引至坡腳以外,對高度大于20m的路堤,應按設計預留竣工后路堤自重壓密固結產生的壓縮下沉量。

黃土地區應特別注意路基排水,對地表水應采取攔截、分散、防沖、防滲、遠接遠送的原則,根據設計及時做好綜合排水設施,將水迅速引離路基。在填挖交界處引出邊溝水量,應做好出水口的加固。

1.5 路基路面排水

水是影響路基強度和穩定性的另一重要因素,許多路基病害是由水的侵蝕造成的,另外,從保護環境、不損害當地農田水利設施考慮,也必須做好路基排水,形成排水系統,并與地區排水規劃相協調。在路基施工中,應重視施工排水,防止因各種原因造成的水患,給路基、路面施工造成不必要的損失。

地面排水。最通常采用的地面排水設施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管。對于高速公路和一級公路上的排水溝渠,一般都要求鋪砌防護。普遍采用漿砌片石加固、而水泥混凝土預制板塊也開始廣泛應用。高速公路和一級公路通過水網地段的路基,過去逢溝設涵的做法在一些地方有了改進,對路線兩側的灌溉溝渠重新系統布置,免去了穿越路線的排灌涵洞,從而提高了路基的工程質量。

路面排水。路面排水的任務是迅速排除路面范圍內的降水,減少水從路面滲入,使之不沖刷路基邊坡。路拱橫坡應≥2%。

雨水排出路面有二種方式。第一種是集中排水,在硬路肩外側設置水泥混凝土預制塊或現澆瀝青混凝土的攔水帶,以其與硬路肩路面構成三角形的集水槽流水,每隔20-50m間距設一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設超高路段的排水通過設在中央帶的園形開口排水溝或雨水井進行排除。在西部降水量低的地區大多采用在中央分隔帶設過水槽排水。第二種是分散排水,多用于西北地區地勢平坦,路線縱坡小于0.3%的長路段,除了硬化路肩和加固路基邊坡外,在經過地下水位較高的綠洲地帶,也要防止邊坡上部的植草向上生長擋住橫向排水出路造成路表積水,改進的方法是硬化路肩,設置路肩排水溝,增大溝坡排水。

2 預防處治措施

2.1 設計方面

做好地質勘探調查對路線經過的地形、地貌、水文地質條件進行詳細探查,尤其要對特殊路基段提供詳細的設計資料,地表不良路段,設計可考慮換土或摻白灰、水泥及鋪設土工布等措施。

確保路基最小填筑高度路基最小填筑高度必須保證不因地面水、地下水、毛細水及凍脹作用的影響而降低其穩定性,按照路基設計規范要求,根據土基干濕類型及毛細水位高度,確保路基最小填筑高度,當路基填筑高度受限制而不能達到規范規定時,則應采取相應的處治措施,如:換填砂礫、石渣等透水性材料設置隔離層或修筑地下滲透溝等以避免地面積水和地下水浸入路基,影響路基工作區內的土基強度與穩定性。土質挖方路基,須換填不少于60cm砂礫,石質挖方路基,須設置30cm砂礫墊層,橫向排水不暢路段要加設盲溝。

明確路基填料質量標準要求在各級公路工程施工圖設計中,必須明確不同填高內路基填料的CBR值(最小強度)及最大粒徑要求。種植土、腐殖土、淤泥凍土及強膨脹土等劣質土嚴禁直接用于填筑路基。礫(角礫)類土應優先選作路床填料,土質較差的細粒土可填于路堤底部。

完善路基綜合排水設計縣級以上公路工程設計中,必須遵循因地制宜,整體規劃,綜合考慮的原則進行路基縱、橫向排水設計,避免造成路基兩側長期積水浸泡路基,使路基承載力下降面發生沉降變形。在村屯路段必須設置排水邊溝,平坡路段邊溝須設有縱坡,確保排水通暢。高填方路段采用集中排水措施,并與警示樁、防撞墻統籌考慮,要求在每20-40m及主要變坡點處設置簡易或永久性泄水槽。挖方段根據上邊坡的匯水而積來設計截水溝,并考慮邊坡土質和邊坡,設置擋墻防止塌方,路基較低路段可以采取加設砂礫層及滲水盲溝,并加大、加深邊溝等排水措施。

確保路基邊坡穩定性高填、深挖路基的邊坡應根據填料種類、邊坡高度和工程地質條件等規范確定,高填路堤必須進行路基穩定性驗算。填方邊坡過高時,可考慮在邊坡中部加置邊坡平臺。

2.2 施工方面

做好施工組織設計,合理安排施工段的先后順序,明確構造物和路基的銜接關系,對高填方段應優先安排施工,在施工中以施工組織設計為龍頭,根據施工現場的實際情況,合理調配人員、設備,是保證高填方路基施工質量的重要環節。

做好施工前的準備工作,開工前要認真審閱設計文件,詳細了解各段的填、挖情況,地質情況,填、挖土質和調配情況,對重要地段要作重點勘察,進一步核對設計資料,發現設計文件中有誤及時上報業主,妥善處理。

認真清除地表土不良土質,加強地基壓實處理,地表植被、樹根、垃圾、不良土質(鹽漬土,膨脹土等)必須予以清除,同時應加大地表的壓實密度,采用大噸位振動壓路機處置。

填筑路基前,首先,必須疏通路基兩側縱橫向排水系統,避免路基受水浸泡。特別是地基土為黃土、粘土等細粒土,在干燥狀態下(最佳含水量)結構比較強,有較強承載能力,一旦受水浸泡,將易形成翻漿或路基沉降,因此做好路基施工前排水暢通尤為重要,工程監理和施工質量自檢人員應認真監督;其次,要嚴格選取路基填料用土。