王治然
摘 要:市政道路寬度較長且車道數較多,大多數都有雙向四車道(14 m)以上的寬度,但其基礎主要依賴公路下放承載的鋼筋混凝土結構,部分市政道路甚至直接使用混凝土層作為路面。由于鋼筋混凝土道路可以基本滿足市政道路車輛的通過壓力,因此其基礎處理要求較低。就市政道路通過薄基礎層和管網密集區這兩種特殊狀態下的處理方法進行探討。
關鍵詞:市政道路;路基處理;薄基礎層;管網密集區
中圖分類號:U416.1 文獻標識碼:A 文章編號:2095-6835(2014)15-0080-02
市政道路路基往往位于建筑物之間,下部管網密集,部分市政道路位于地下建筑的上方,因此,市政道路的路基處理較為復雜,如果處理不當,很容易引起路基下陷或損傷其他設施。在路基維護和新建路基的施工過程中,就曾發生過較為嚴重的施工現場事故,造成了多人傷亡。因此,市政道路路基處理技術的研究關系到城市的基礎建設和人們的生活質量。
1 市政道路路基處理現狀及問題
1.1 傳統處理方式
市政道路完全按照二級公路或者三級公路的標準進行路基處理,不管是路基基礎開挖覆填,還是路基的壓實、防水、防沉降等措施,均與二級公路或者三級公路的標準類似。市政道路雖然通車輛較大,但其車輛噸位較小,公路往往以鋼筋混凝土基層作為主要承載結構,因此,市政道路的路基在下部結構較為簡單的情況下,完全可以使用二級道路或者三級道路標準進行處理,不需要用沿通車輛計算公路級別的路基處理方式進行處理。但這種傳統的處理方式也造成了不少非法進入或者臨時進入市區的汽車軋壞道路的情況發生。
1.2 薄基礎處理方式
交通道路壓覆地下設施的情況時有所發生,這些地下設施包括地下通道、地鐵上部設施、雨水站、地下變電所、人防設施和部分沿道路建筑的地下部分。在對這些設施進行規劃時,普遍要求其頂板高點距離公路地平有一定的高度,但對公路地平進行處理時,仍然面臨路面下部空間較小的問題。
目前,多數設施的頂板距離路面的高度在50~100 cm之間,在路基上一般難以采用純夯土的形式進行布置,因此,傳統的施工方法是采用骨料較粗的混凝土進行預澆,然后在預澆混凝土上進行鋼筋混凝土基礎施工。這種方式可以在較大程度上分散路面載荷對地下設施的沖擊。
1.3 密集管網的處理方式
部分城市市政道路擁有較多的市政管網,這些管網是由不同的企業建設和管理的,因此,道路路基開挖后,在較長一段時間內由這些單位組織實證管網的修建工作。但是,密集的、沒有統一規劃的市政管網可能會影響路基的強度,因此,目前采用統一委托的方式,由各單位統一委托一家企業進行市政管網的建設。不過,這種方式也存在一定的問題——要使所有建設單位統一認可一家企業難度較大,同時也不符合各企業的招投標規定。如果采用聯合招標的方式,管網建設單位對于招標過程的影響不足以限定管網承建過程的質量保障,在日后的工程管理中可能會引起一些較大的問題。因此,將市政管網的建設權直接移交給公路建設單位,其建設管網通過統一規劃為各管網使用單位提供足夠的截面資源即可。
2 薄基礎處理對策
2.1 處理途徑
通過跨度梁的方式進行載荷分配,特別是針對跨度較小的薄基礎結構,可以在結構兩側打應力樁,在應力樁上布置跨度梁,使載荷可以較容易地跨過該薄基礎位置;而對于跨度較大的薄基礎結構,應該充分考察此結構支撐應力樁的頂點分布,然后在其上布置跨度梁,使用下部結構中的應力樁支撐跨度梁,這樣可以有效減少下部結構較為薄弱的預澆筑頂板的受力。跨度梁之間用骨料較粗的混凝土或者三合土搗實,這樣可以分散部分應力。
2.2 工程實例
某道路跨越某地下行人通道,道路寬度為22 m,行人通道寬5 m,行人通道中心線與道路中心線交角為86°,人行道在道路下壓覆部分中心線長度22 m,壓覆面積11 m2。人行道頂板采用一次澆筑法成形,為120 mm厚鋼筋混凝土梁,局部有工字鋼挑梁支撐。人行道頂板距離路面標高950 mm。如果采用傳統的處理方法,會在該950 mm的厚度下扣除220 mm的鋼筋混凝土頂板厚度和80 mm的瀝青路面厚度,下部650 mm厚度均傾倒混凝土進行搗實。混凝土澆筑面積沿下部結構邊線兩側各擴展100~150 cm。
本文研究設計中部截面為350 mm×500 mm,端部截面為350 mm×550 mm的跨度梁。跨度梁總長度為7.6 m,端部長度為0.8 m,自重5.26 t,抗壓強度為35 MPa,自重扭矩應力僅有0.7 MPa。因此,僅憑此跨度梁便可以基本承擔上覆道路重量和一般載荷,且使用跨度梁后,可以有效減少填充混凝土的用量,節約施工成本。
3 密集管網處理對策
3.1 處理途徑
采用統一規劃的道路管網取代各單位自行修建的管網,可以將市政管網對市政道路的影響降到最低。通過在道路下放有計劃的布置深埋大截面管網,特別是截面達到4.2 m×2.8 m的大斷面市政統一管網,可以滿足大部分通訊、供電、燃氣和供水公司的日常使用;同時,還可以對該管網設置排水功能。正常運行狀態下,城市排水從管網中的排水層排出,緊急情況下,該管網可以全斷面用于排水。由于該管網截面達到了4.2 m×2.8 m,內部空間截面也達到了3.7 m×2.4 m,因此可以布置4列3排管網,能夠完全解決該道路兩側寫字樓、居民樓、商戶等管網服務單元的使用問題。另外,還可以部署較大型的管理柜等設施。
3.2 工程實例
某市政道路長度為850 m,聯系3個居民區、1個寫字樓和2家生產型企業單位,另外有路邊門面房142間。路面寬28 m,路肩及綠化帶寬度兩側各12 m。在傳統施工模式下,大部分管網要沿著路肩及綠化帶布置,但也有不少管網需要在硬化道路下放、延伸,這些管網較為復雜,對道路質量的影響是客觀的。
在道路兩側各規劃4.2 m×2.8 m的大斷面市政統一管網,管網在綠化帶下放布置,每隔12 m有窨井口通往地面。由于燃氣管網和高壓輸電管網對市政安全的要求較高,因此本系統允許其自行規劃設計。每隔80 m,管網規劃1.2 m×2.0 m連接通道相連,其他任何管網不得穿越路基之下。大斷面市政管網的頂板埋深統一為5.6 m,根據自然泄壓角和堆砌角原理,5.6 m以上的動壓負荷對4.2 m寬的頂板影響在13%以下,在大斷面管網頂板加強設計的基礎上,本系統完全可以克服公路因管網沉降帶來的下陷和管網因公路壓力帶來的沖擊壓力。
該設計使通過市政道路下方的橫向管網數量從初期規劃的46條縮減到11條(含3條小斷面燃氣專用管網),通過市政道路下方的縱向管網從6條縮減到0條。這讓所有功能性管線的平均管網占用截面積得到提高,管網系統維護人員的工作環境也得到了改善。
4 結束語
市政道路一般鋪設厚度為120~220 mm的鋼筋混凝土基礎,加上其通行車輛多數噸位較小,且以藍牌車為主,公交車為輔,很少有大型工程和貨運車輛通過,因此,道路基礎的處理要求略低于同等通車輛條件下的城際公路。但是,市政道路的基礎處理過程也有其特殊的難點,比如下覆建筑結構較為復雜、市政管網較為復雜等。本文重點就市政道路通過下覆建筑結構時的處理方式和市政道路的配套市政管網建設工藝方法進行了研究。隨著新技術和新工藝的應用,市政道路基礎處理成本將會有所下降,處理強度也會有所增加。
參考文獻
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[2]沈斌.市政道路軟土路基處理[J].中外企業家,2013(07):113-115.
〔編輯:劉曉芳〕