馮雁明
公路土方路基施工主要是填筑路堤和挖掘路塹,不穩定土的處理以及清理場地施工中的排水,邊溝,邊坡的修筑等工作。這里介紹的施工方法主要是根據施工規范和驗收標準,結合在施工中的實際經驗做大概的介紹。如果有不符合規范要求的地方,一律以規范為準。
這項工作包括清理、清除殘渣、去除表土、去除和處理規定范圍內的所有草木和石礫,除非有些物品是指定保留在原地上的或是按照規范的其他章節的要求不清除的。這項工作還包括保護所有指定留下的草木與物質不受損害和毀壞。
1)橫挖法。從路塹的一端或兩端按橫斷面全寬逐漸向前開挖,這種方法適用于較短的路塹。路塹深度不大時可以一次挖到設計標高;路塹深度較大時可分成幾個臺階開挖,各層要有獨立的出土道和臨時排水設施。分層橫挖使得工作面縱向拉開,多層多向出土,可以容納較多的施工機械,加快了施工速度。
2)縱挖法。沿路塹縱向將高度分成不大的層次依次開挖,縱挖法適用于較長的路塹。如果路塹的寬度及深度都不大,可以按橫斷面全寬縱向分層挖掘,稱為分層縱挖法;如果路塹的寬度及深度都比較大,可沿縱向分層,每層先挖出一條通道,然后開挖兩旁,稱為通道縱挖法,通道可作為機械通行或出口路線,以加快施工速度,如果路塹很長,可在適當位置將路塹的一側橫向挖穿,把路塹分成幾段,各段再采用上述縱向開挖,稱為分段縱挖法。分段縱挖法適用于傍山長路塹。無論采取哪種開挖方法,在挖掘時都應利用挖掘機械把邊坡做好,也就是在挖掘的過程中,邊挖邊做坡。否則,一旦挖掘深度過大機械將無法做坡,給施工造成困難。
1)測量放線。a.恢復線路中心控制點(中線)。b.測設中心樁,按每20 m~25 m整樁號和曲線起止點等控制路基中心的各點測設中心樁,樁面用紅漆寫明里程樁號。木樁的習慣用法是:方樁用于控制中心準確位置而且還要架設儀器對中,可以在木樁頂面釘釘,釘頂的標高與路面設計標高齊平,頂面涂紅漆以辨認,在中心線垂直方向1 m外釘一標志樁,并寫上里程,樁背與地面成45°角,寫有里程一面朝上,面向中心方木樁,字號露出地面。其他中心里程樁用扁形木樁,垂直釘入樁位處,上露一多半,寫有里程編號的一面要面向線路的起始方向。c.根據近似計算結果,測設路基邊坡線,測量出各樁左、中、右三點的高程,做好記錄,計算出各樁號左右兩側的路基填筑高度。d.按路基設計頂標面寬度加余寬30 cm~50 cm(以保證邊坡密度和壓路機械的安全而增加的寬度),放邊線點,即用白灰沿邊線播撒形成兩條白色的邊線作為填土范圍的明顯標記。e.分層計算路基的設計寬度。以備在施工中根據施工進度隨時放填土邊線,滿足施工需要。2)施工中車輛通行道路一般分為上、下兩條行車道。上、下行車道分別填筑,即采用半幅施工時,尚未施工的行車道可作為運土車輛的通行道路;上、下行車道同時施工時,即全幅施工時,可在路側布置車輛通行道路(便道)。半幅施工時應注意的問題是,兩幅路基沉降時間不同,最終沉降量發生的時間不一致,有可能發生不均勻沉降,因此一般應采用全幅施工為宜。3)布土。合理的土方調配和運土路線是非常重要的。應根據取土場位置及地形確定經濟、合理的運土路線。布土時應根據壓路機能達到的壓實厚度(規范規定或經監理工程師同意的厚度)計算卸車數量,例如每層填土壓實厚度不大于20 cm時,一車土8 m3,可攤鋪30 m2。自卸汽車從取土場把土運到鋪筑現場,從一端開始,左右成排,前后成行等距離布土。只要把布土的位置和稀疏密度掌握好,就可以提高攤鋪速度。4)按規定厚度進行攤鋪,一般情況如果用推土機進行攤鋪虛鋪系數一般為1.2~1.3,如果用平地機進行攤鋪虛鋪系數一般為1.1~1.2。由于土質不同應根據實際情況確定虛鋪系數。5)平地機整平。當一段路(50 m以上)由推土機攤平并經復測符合要求時就可用平地機進行工作。平地機整平方法是由路中開始向道路兩側推進,如此往返三次,一般就可以達到平整度的要求。在平整時注意路基的縱坡和橫坡,尤其是在雨季施工時,橫坡應該適當加大以利路基排水,一般情況路基橫坡要求2%,為利于排水可加大到3%~4%。6)路基碾壓。其方法是:第一遍用振動壓路機靜壓并進行穩壓,然后再振動壓實,影響壓實效果的因素主要是含水量。根據現場施工經驗,在壓實前最好實測一下填料的實際含水量,經驗證明土壤的實際含水量在最佳含水量的±2%~±5%進行碾壓效果最好。
1)填料:應選擇滲水性較強的砂石料,從路基底一直填到結構頂。涵洞填到蓋板頂;橋梁填到橋頭搭板底;擋土墻內側填到路基底基層底面。2)填筑范圍:橋梁臺背后上部距翼墻尾端順路線方向至少為臺高加4 m,下部距基礎內緣至少為3 m;涵洞兩側不小于孔徑的2倍;擋土墻內側寬不小于50 cm~80 cm。3)填筑方法:路堤土填筑完成以后,檢查結合部位的壓實度是否合格,然后挖成臺階,臺階高度小于30 cm,長度大于50 cm。分層填筑,分層壓實。壓實機具采用小型壓路機或打夯機。4)填土時應從構筑物兩側均衡填筑,避免對構筑物形成楔形壓力。應等構筑物混凝土強度至少達到70%時進行填筑。填筑高度應至少高出構筑物50 cm,才可以從構造物上部通過車輛。
1)舊路面單面加寬填筑:為使新舊路基緊密結合,加寬之前,舊路邊坡需挖成階梯形,然后分層填筑,每層均夯,使之密實。階梯寬一般為1 m左右,階梯高約0.5 m。2)舊路雙面加寬填筑:當原有路基加寬系按中線兩面加寬時,同樣應將舊路基邊坡均切成階梯式,然后再分別分層填筑,進行加寬。在實際施工中經常遇到加寬的舊路原有路面比較窄,并且還要保證交通暢通,如果修筑臺階勢必造成原有舊路變得更窄,不利交通暢通。其次,由于不能修筑臺階,因此在新舊路基結合部一定要加強壓實,如果結合部壓路機壓實壓不到邊緣應該用小型夯實機具夯實。最后,在檢測壓實度時應該重點檢測新舊路基結合部。
2.5.1 軟土路基常用加固方法
當路堤經穩定驗算或沉降計算不能滿足設計要求時,必須對軟土地基進行加固。加固的方法很多,常用的方法有:1)塑料排水板;2)砂井;3)袋裝砂井;4)排水砂墊層;5)土工織物鋪墊;6)預壓;7)擠實砂(碎石)樁;8)旋噴樁;9)生石灰樁;10)換土;11)反壓護道。
2.5.2 施工現場常用處理軟土路基及彈簧土方法
1)換填。換填是最常用的方法。這種方法最大有效處理深度3 m。采用人工或機械挖除路堤下全部軟土,換填強度較高的黏性土或砂、礫、卵石、片石等滲水性材料。換填的深度要根據承載力確定。2)拋石填筑。就是在有軟土或彈簧土以及有積水的路段填石頭,填石的高度以露出要處理的路段原有土層(或積水)高度為宜。在填石的過程中注意一定要用推土機把石塊壓實,不能出現軟彈現象,然后再填筑土方。3)盲溝。就是在要處理的路段上,根據要處理的路段長度,在橫向或縱向挖盲溝,盲溝通常用滲水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入不同級配的石塊起到排水的功能。注意盲溝的出口要與排水溝連接,以便把路基中的水排出。4)排水砂墊層。排水砂墊層是在路堤底部地面上鋪設一層砂層,作用是在軟土頂面增加一個排水面,在填土的過程中,荷載逐漸增加,促使軟土地基排水固結滲出的水可以從砂墊層中排走。為確保砂墊層能通暢排水,要采用滲水性良好的材料。砂墊層一般的厚度為0.6 m~1.0 m。5)石灰淺坑法。由于黏性土含水量影響,施工中經常出現彈簧土松軟現象。一般較輕的可以采用挖土曬干,敲碎回填;石灰淺坑法可以用于各種不同面積的路段(就是說大面積可以使用,小面積也可以使用)。具體做法是:挖40 cm~50 cm方形或圓形,深一般為1 m上下的坑,清除坑內的滲水(最好待挖好坑后,第二天清除滲水),放入深為坑深1/3生石灰,即可回填碾壓。坑的行距和坑距在輕度彈簧路段為5 m~6 m,在嚴重彈簧路段為3 m~4 m。
1)汽車選型。從技術管理、物資供應、設備保養和維修及技術工人的培訓等管理方面的因素考慮,選用的車輛型號越少越好;最好選用標準化、系統化、成批定型生產的自卸汽車。自卸汽車的車廂容積(或載重量)應與工程使用的機械相配套。2)經濟車輛數的確定方法。在路基、路面機械化施工中,工程運輸車輛需要數量較多,費用較大。挖裝機械與汽車的配備關系應該根據實際情況,綜合考慮加以確定。上面的敘述分三個方面(即場地清理、土方施工、施工機械)對公路土方路基施工方法做了簡單的介紹。有些是根據有關規范,有些是筆者在國內施工的一些不成熟的經驗。主要的目的是為了使大家對公路土方路基施工方法有個大概的了解。總的原則是在施工中應該首先學習規范,規范就是施工中的依據。因此本文中有與規范不一致的地方一律以規范為準。由于本人能力、水平有限,存在的錯誤、不足之處還望批評指正。
[1] 薜興權.公路路基施工技術[J].山西建筑,2009,35(15):283-284.