高 強
(中建新疆建工路橋工程有限公司,新疆 烏魯木齊 830054)
近年來,我國公路的運輸量大增,車輛載重和數量也迅速增加,一些修建較早的公路已經很難承載急劇增加的交通需求。所以目前有許多舊公路需要進行改擴建,進而提高原有公路的承載量和使用壽命。相比新建的公路工程,在舊路上進行改建,不僅可以節省大量的土地資源,也可有效降低投資成本,縮短工期。因此,可以說舊路改建工程是推動公路建設事業快速發展的主要手段。本文結合哈巴克至神仙灣邊防公路改建工程,對舊路擴建工程中路基加寬的具體施工技術進行探討。
哈巴克至神仙灣邊防公路改建工程,起點樁號為K0+000.00,終點樁號為K119+895.05,全長118.86km。本項目所在地區位于西昆侖高山區,具有極端的荒漠性,區域內地形起伏較大,地貌類型較為復雜,沿路線前進方向,分別為越嶺線段、高原平臺段、延溪線段,除越嶺線段外,整體高差不大,海波最高達5 250m,最低為3 820m,屬高原亞寒帶干旱氣候,晝夜溫差大。沿線年平均相對濕度<40%,年蒸發量約為2000~2500mm,具備凍土生成的水熱條件。本項目全線路基兩側土路肩、刷邊坡、“整容”于2011年8月5日全線完成,主線順利通車,按合同要求完成任務。本合同段公路等級為四級,設計年限為12年,計算行車速度為20km/h;路基寬6.50m,橫向布置為:0.25m路肩+3.00m行車道+3.00m行車道+0.25m路肩。
2.1.1 對原路基進行調查分析
在舊路加寬擴建工程中,首先要做好施工準備工作,對原路的具體情況進行充分調查,也需要對原路面出現的各種病害進行全面的處理。對舊路面進行調查的內容主要包括:路面的損壞程度、路基存在的各種病害、路基的填筑材料等。其中,對原路進行病害調查非常關鍵,比如病害的類型、大小、狀態以及原因等。通過對病害的調查和分析,可采取相應的病害處理措施來解決病害問題。另外,為了提高路基的壓實質量,在正式施工之前為了保證路基土的最大干密度和最佳含水率,還需要進行相應的液塑限試驗、擊實試驗。
2.1.2 明確路基加寬的方式
確定路基采用雙側加寬還是單側加寬。雙側加寬時,設計的中線應該與舊中線相重合。也就是新修筑的路面在原路基之上,這樣路基的強度較高,穩定性也較好。但這種方式會提高機械施工的難度,不容易達到設計的壓實度;選擇單側加寬即沿舊路一側進行加寬,這樣設計的中線會與舊路的中線相偏離,單側加寬方便機械施工,壓實度也較好,但容易引起加寬部分與原路的沉降不一致,在接縫處容易產生裂縫。施工時需要開挖臺階來進行預防。
2.1.3 基底處理
將路基范圍內的地表腐殖土、殘留植物、草皮等進行整體清除,將存在于地下的淺層軟基挖除,然后采用天然砂礫或石塊進行拋擠處理,在地下水較豐富的地段,應該鋪設相應的透水性材料,對基底進行壓實,通常壓實度應該高出規范1%~2%;在邊坡較陡的地段,為了提高路基的穩定性,應該結合路段內的巖石性質、水文條件以及填方高度等,采取相應的防護措施來加以防護。
路基填料是保證路基質量的重要依據,填料的選擇對擴建路基的強度及穩定性影響極大。在公路擴建工程中,新路基填料雖然已經被壓實,但是在使用一段時間以后,仍然會出現一定的沉降變形,從而與舊路基產生不同的沉降量。必須選擇與舊路基相同的,透水性較好的材料,可采用天然砂礫、碎石土等填料。尤其是在本工程當中,對于存在凍土的高寒、高海拔地區,還需要考慮路基填料的防凍脹問題。
當加寬的路基縱坡高于12%,或者橫坡陡于1∶5時,需要挖臺階。這樣新路基便可通過臺階的錯臺效果,有效提高銜接程度,減少沉降裂縫的產生。臺階應該在填筑路堤之前挖成,清除側面的浮土,使其能夠與新筑路基緊密結合,并做成向內傾斜2%~4%的斜坡。另外,臺階的寬度應該符合施工要求,不影響機械施工。通常情況下,臺階寬應大于2m。當然也可結合公路等級、施工條件等實際情況進行適當調整。
結合工程實際情況,選擇合理的施工機械。在路基填筑之前,根據規范要求進行試驗段施工,以確定路基的壓實度符合要求。試驗段可選擇具有代表性且長度符合要求的地段。路基碾壓施工通常會選擇大噸位的壓路機,這樣能夠有效提高路基的壓實度。施工過程中應該進行分層碾壓,控制好每層的填筑厚度及壓實度。尤其在新老路基的結合處,更應保證每層壓完后的壓實度和平整度。如果存在過濕土,可采用砂礫墊層加設土工格的方法,以提高地基的承載力和透水性。采用夯實機層層碾壓后,都需要進行嚴格的質量檢測,如達不到標準要求,應該繼續碾壓;當采用沖擊壓實機進行碾壓時,為避免車身滑出路堤,應該適當放慢速度。
為避免水侵對路基造成的危害,需要對路基進行排水處理。從而使路基能夠經常處于干燥狀態,將積水快速排出路基范圍外,避免其沖刷路基邊坡。路基積水可以通過路面的橫坡、邊溝、急流槽等排出路基之外。施工時要做好集中排水,在路肩外側每隔20~50m設置一邊坡槽,從而使路面積水通過路堤排到排水溝當中。
為了減少地表水對邊坡的沖刷,導致邊坡發生變形或塌方問題,需要采用必要的防護措施來加以防護。如果原路的路肩質量較差,無法達到要求,可以將路肩土進行翻曬,也可摻入適量的石灰進行重新碾壓。如果路肩的排水系統不好,土壤的含水量過高,則應該先整平路肩,增加路肩坡度,并設置相應的排水系統;另外,采用土工格柵對邊坡進行加固,也是一種非常有效的邊坡加固技術。土工格柵能夠有效阻止土體側向位移,提高路基的穩定性及耐久性,也可有效減少占地面積。土工格柵的抗拉強度較高、伸長率較低,抗變形能力強,而且土工格柵與土體的全面接觸,也會增加其與土體的摩擦系數,進而對土體的側向位移產生一種約束作用。土工格柵可以根據路填土的高度來進行設置,當路基填筑高度低于1.5m時,可以在底部設置3層;當填筑高度在1.5~8m時,可在底部與頂部各設置3層;而當填筑高度大于8m時,可分上、中、下三部分進行設置,每部分設置3層。土工格柵的寬度可結合加寬的寬度確定,加寬路段設置土工格柵,使其與粗顆粒填料結合,可以增強新舊路基的結合,提高結合處的抗剪力,避免由于新路沉降對原路基造成影響。
在舊路擴建、路基加寬工程中,應該盡量做到路基與路面跨年施工,以保證加寬的路基具有足夠的沉降時間。另外,為了節省加寬路基的沉降時間,也可盡量將交通引到新路基上,提高路基的沉降固結速度。
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