翟秀平
(山西省稷山公路管理段,山西稷山 043200)
路基是公路工程的重要組成部分,通常我們通過設計高程和原地面高程的不同來確定路基的施工工藝。當路基設計高程高于原地面高程時,稱之為路堤,進行填筑施工;當路基設計高程低于原地面高程時,稱之為路塹,進行開挖施工。
1)水平分層填筑:按橫斷面方向路基全寬分層,一層一層向上填筑,是土質路堤填筑的常用方式。2)縱向分層填筑:以路線縱向分層,一層一層向上填筑。這種方法不易碾壓密實,宜用于縱坡大于12%,填筑段落較短的路堤施工。3)橫向填筑:從路基一側或兩側按橫斷面全高逐步填筑。適用于填土較厚,不易碾壓密實,施工機械無法進入現場填筑的陡坡、深谷、泥澤、斷巖路堤。4)聯合填筑:用橫向填筑路堤下層、用水平分層填筑路堤下層。適用于因填筑路堤較高或地形限制段落,也適用于不宜用其他填筑法填筑的路基施工段落。
1)一般的土和石都能用于路堤填筑。2)碎石、卵石、粗碎和礫石等透水性較好的填料,在分層填筑、壓實時,可不進行水量控制。3)采用透水性差的路基填料,碾壓時必須控制其含水量接近最佳含水量,以保證碾壓密實度。4)高速和一級公路施工時,路床以下40 cm內,填料的最大粒徑應小于15 cm,路床范圍內的填料最大粒徑應小于10 cm。5)含鹽量超過規定的土和膨脹土不能用于高等級公路的路基填筑。6)工業廢渣經檢驗,有害物質未超標時可用于路基填筑。7)液限大于50%,塑性指數大于26的細粒土,透水性差,不得直接用于路基填筑,需要用時,必須經過一定的技術改良后方可使用。8)沼澤土、有機土、淤泥、凍土、含草皮土、生活垃圾、含有腐朽物質的土、路根、泥炭不得用于路基填筑。
施工工藝:準備工作→施工放樣→清表→修建臨時排水→填前處理→分層填土→碾壓→自檢及報檢→整修及下道工序。
關鍵技術要點:
1)根據地形情況選擇合適的施工方法,但必須進行分層填筑、分層壓實、分層檢驗。
2)路堤兩側應寬填30 cm~50 cm,以利于設計寬度內達到最大壓實,施工完成后再進行削坡處理。
3)路基填筑時應從低處向高處分層填筑、分層碾壓密實,經檢驗符合要求后方可進行下一層填筑。
4)山坡路堤填筑時,原地面橫向坡度小于1∶5且基底承載力符合規范要求時,可直接填筑路堤。原地面橫向坡度大于1∶5時,原地面要進行挖臺階(寬度大于2 m),再用小型夯實機具進行夯實處理。填筑時從低層向高層分層填筑、分層壓實,逐層向上填筑,所有臺階填筑完成后,方可按一般填土路堤施工。
5)填土碾壓時,應從慢到快,壓實速度以2 km/h~4 km/h為宜;碾壓應控制土的含水量在最佳含水量±2%以內;碾壓時,直線段由兩邊向中間、曲線段由內側向外側、超高段從低處向高處進行;碾壓完一段后,應采用縱向后退的方式碾壓第二遍,不應采用掉頭方式,以免因機械掉頭造成已壓實的路堤土擠松。
6)不同土質的土混合填筑路堤時,同一水平層全寬應采用同一種填料,透水性較小的土應填筑在路堤下層,并做成雙向2%~4%的橫坡;一般透水性較小的土不宜填筑路堤上層,在多雨地區,不能將透水性差的填料蓋在透水性好的土路堤邊坡上。
7)不同土質的土不得混填,應分層填筑,每種填料分層累計總厚應不小于0.5 m,填筑到路床頂的最后一層時,填料最大粒徑不能大于10 cm,壓實的厚度不能小于10 cm。
8)受凍融或潮濕影響不大的土,應用于路堤上層填筑,強度較小的填料應用于路堤下層填筑。
9)填筑河灘路堤時,宜將護道一起分層填筑。可能受水浸淹的路段要用水穩性較好的土料進行填筑。
1)豎向填筑法(傾填法):從路基一側按橫斷面方向或全部高度自上而下傾倒石料,逐步填筑。主要用在二級及以下且鋪筑低級路面的公路,有時也用在陡坡施工困難或以爆破方式填筑的路段,也可用在無法自下向上分層填筑的斷巖、陡坡、泥沼段落和水中填石路堤段。2)分層壓實法(碾壓法):從下向上水平分層填筑、分層壓實的石方路堤填筑方法,也是最常用的、最能保證填筑質量的方法。3)沖擊壓實法:用沖擊壓路機對已鋪好的路基填料進行沖擊碾壓密實。主要利用了沖擊壓路機的振幅大、沖擊周期性和低頻率功能。適用于周圍沒有建筑物的地段,具有強力夯實和分層連續的優點。4)強力夯實法:用起重機吊起夯擊錘從高處自由下落,強大的沖擊力使填料顆粒發生位移,以達到要求的強度和密實度。該方法擊實功大,擊實效果好,速度快,適用于大石塊填筑路堤的夯實,但施工夯擊表層時,應采用振動壓實法進行。
1)用開山的土石混合料填筑路堤時,如果能分開土石,盡量分段填筑,若分不開,可混合填筑。分層填筑時,石料的最大粒徑應小于層厚的2/3。2)填石路堤分層:高速、一級公路松鋪厚度不大于50 cm,其他公路不大于100 cm。3)利用傾填法填筑石質路堤時,坡腳應用硬質石料碼砌,砌體粒徑應大于30 cm。為了防止填石路堤下沉,碾壓時應用重型機械碾壓嵌緊。4)土石混填路堤不得采用傾填法,只能采用分層填筑、壓實法。石料含量超過70%的土石混合料填筑采用大型推土機推平、人工配合鋪筑的方法填筑;石塊含量小于70%的土石混合料填筑采用推土機鋪填,厚度控制在松鋪40 cm以內,路床須改用土方填筑。5)填石作業應從低處開始逐層水平填筑,先填骨料再鋪嵌縫料,采用重型壓實機械壓實至頂面石料穩定為止。6)強夯施工時,分層線應與設計路面平行,以保證路基的壓實均勻性,分層厚度為5 m左右,底層可以稍厚一些,但不能超過5.5 m。各層夯點采用梅花點式錯位,以獲得較好的擊實效果。
雨季路基施工宜選擇山嶺和丘陵地區的碎礫石、砂類土和巖石地段。對于膨脹土、重粘土及鹽漬地段不宜在雨期施工。
在雨季施工前,需對雨期計劃施工路段進行詳細的現場調查,結合實際情況編制雨期施工組織計劃。如:駐地、料場、設備停放場地等要設在高處,并遠離泥石流段;修建臨時排水系統,保證施工現場在雨期不集水,防止受淹沒;還需儲備好雨期所需的生活物資和工程材料。雨季填筑路基時,要在坡腳以外一定距離修建臨時排水溝,在邊坡上修建臨時排水急流槽,以保證施工現場不積水。雨季路堤填筑時,要選擇透水性好的砂礫、石方碎渣、碎石土和砂類土作為路基填料;含水量過高的填料經晾曬后方可使用,無法晾曬不能作為路基填料;路堤要水平分層填筑,并做成2%~4%的橫坡用于排水,當天鋪筑的填料應在當天或雨期前完成碾壓密實工作。雨季路堤填筑時,若用挖方土作為填料,應做到隨挖隨填并及時壓實,開挖至距路床頂30 cm~50 cm時停止開挖,在路基兩側挖臨時排水溝,等雨期過后再將剩余未挖的土挖至設計標高,并碾壓密實;若需借土填方時,取土坑不能離路堤坡腳太近,且不能小于3 m。
晝夜平均溫度在-3℃以下且連續10 d以上進行的路基施工稱為路基冬期施工。晝夜平均溫度雖已上升到-3℃以上,但凍土還未完全融化時的施工也按冬期施工考慮。
適宜冬期施工路基有:要換填泥澤地帶路基,可趁其凍結到一定深度后挖除不適用土換填合格填料;不適宜在冬期施工的有:高速、一級公路路堤和二級及以下公路地質不良段路堤;清除原地面草皮、填方段的挖臺階、整修路基邊坡、在河灘地帶被水淹沒的路堤填筑等。
冬季施工時的路堤填料,要選擇未凍結的砂類土,碎石和卵石土等透水性良好的土。
冬期路堤填筑時,按全寬橫斷面水平填筑,分層松鋪厚度比平時減少20%~30%,且松鋪厚度最大不能超過30 cm。壓實度不得低于正常標準。填土應隨填隨碾壓。填至路床下1 m的路堤時,應停止在冬期填筑。
冬期路基填筑時,路基兩側應超填和超壓一定寬度,待冬期過后通過修整邊坡的方式清除多余填土。
公路路基施工技術是在公路工程中最為常見和普通的工藝。正因為該技術常見和普通致使很多工程施工人員意識的淡薄及不重視,導致路基在施工過程中留下了許多工程病害及質量隱患。為了增強工程人員路基施工質量意識和技術,上述的路基施工技術分別從材質(石方、土方)方面、季節方面,結合工程實際施工情況進行了闡述,以供日后路基施工技術方面的借鑒。