甘肃省交通工程建设监理有限公司
摘要:在改革开放后,我国国民经济快速发展,公路客货运输量急剧增加,高速公路进入了快速发展时期,经过十几年的持续发展,使得我国公路施工技术实现了历史性跨越。目前我国高填方路基施工技术已初见成果,已成为发展建筑行业技术一个关键技术。结合实际施工,总结了高填方施工技术的施工技术及质量控制方法。
关键词:公路工程、高填方、施工
前言
随着我国国民经济的快速发展,公路客货运输量急剧增加,公路交通长期滞后所产生的的后果充分暴露出来,特别是主要干线公路交通拥挤、行车缓慢、事故频繁。为改善主要干线公路交通紧张状况,缓解公路交通的瓶颈制约,根据发达国家的实践经验,建设高速公路是解决主要干线公路交通紧张状况的有效途径。高填方路基的质量直接影响着高速公路的使用寿命,所以对于高速公路中高填方施工技术有着很高的技术要求,高填方技术的发展对高速公路发展具有重要的影响。
施工前准备
施工前施工单位应全面熟悉设计稿文件基础上,进行现场核查和施工调查,发现问题后及时根据程序流程提出修改意见并上报请求变更。
根据现场收集到的信息,按照工期要求、施工难易度和人员、设备、材料准备情况,编制实施性的施工计划。
现场施工人员应对路基工程范围内的地址、水文情况进行详细的调查,通过取样、试验确定其性质和范围,并了解对周围特殊土的处理方法。
施工人员应根据设计文件资料,对取自挖方、借土场、填料土的进行复查和取样试验,主要包括液限、塑限、天然调度等指数、颗粒大小分、含水量、密度、土的击实等。对于特殊土,还需进行各种相应的试验;对于使用的新材料,例如工业废渣等,还需进行有害成分的分析,方可使用。
施工工作之前,需开展填方试验段。试验时,应选择有代表性的场地进行试验,路段长度不宜小于100m,试验中所用的材料和工具都需与施工所用的材料和工具一致。通过试验验证和优化设计指标和参数,确定不同工具压实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压次数、最佳的机械配套和施工组织。
若施工场地为普通地面,要将地基表面的杂草、垃圾等清理掉,将地面上的积水清理干净。若地面具有特殊性,例如:路堤稳定受到地下水影响,应在路堤底部填以水稳性优良、不易风化的沙、砂砾、碎石等材料或无极结合料进行加固处理,使得基底形成水稳性好、厚度约30cm的稳定层。
根据设计和施工现场试验,选定填筑材料,一般场地平整区域选用土夹石混合料,粒径大于2mm的碎石、卵石、角砾、圆砾等粗粒土质量占总质量的30%~50%,最大粒径不得大于800mm,并小于填筑层厚度的2/3,不得含有大于100mm粒径的黏土块、植物土、生活垃圾等。其他场地根据标准选择相应的材料,例如巨粒土料、粗粒土料、细腻土料等,选用其他的材料时,必须通过水稳性、耐久性和无公害性等试验方可使用。
上料及排水
填方所使用的填料必须要经过试验验证后的材料,使用配置好的运输设备把填料转运好后运到施工现场,卸料过程中,操作人员需严格控制卸料密度,每层的松铺厚度参数应小于30.0cm,卸料速度应缓慢进行,以此类推。在一层卸料结束后,需实施摊铺及平整,必须按照要求一层层往下操作。
对路基排水处理采用排水固结技术,用于减少地基空隙水的排放距离,起到优化地基边界条件,加速地基的固结。若施工地段为粘土层,使用排水固结技术,将粗砂、中砂等作为垫层的主要材料,按照规定砂垫层的宽度要不小于路基两侧宽1.0m和厚度不小于50.0cm。
摊铺与平整操作
每次填料完毕后,先使用配套推土机对该路段进行摊平操作,再进行反复的碾压操作,进行初期的整平工作,为后期机械设备压实工作提供便利,最后使用平地机进行精细整平操作。
压实操作及质量控制
在精细压实之后,使用大型的压路机对施工路段进行系统性碾压,防止出现超压实和改良土的滞压时间过长问题。根据现场试验数据确定压实遍数进行压实施工,通常是静压+振动压实(4~6遍)+静压2遍,静压的目的是保证压实路基面的平整性,压实的遍数是保证路基压实质量控制,防止由于压实功能过大或遍数过多,使得填土的结构性遭到破坏,从而使填土的密实度不能得到提高反而下降,这种超压实结果会导致下雨时产生的吸水膨胀。由于粘性土和改良剂拌和后,即会产生一系列的物理化化学化变化形成改良最终压实强度衰减土的初期强度,在现场碾压中滞压时间过长,再进行压实操作时会改变改良土的初期强度,导致最终压实强度衰减。
压实质量的控制在于土的最佳含水量和最大干密度这两个重要指标,压实测试土的含水量在最佳含水量最优,若含水量过大,应作翻晒处理,反之,应适当补充水分。在施工中,可以直接使用简易方法,用手捏土成团,若手掌无水印,土团从50cm处落在地上散成蒜瓣状,从1m高处落在地面上,土团松散,即可表明土已经接近最佳含水量。施工现场检验人员需施工检查干密度,及时调整,当压实干密度远远超过规定范围时,说明压实过度或土质发生了变化;当压实干密度远远低于规定范围时,说明压实度不够.
检测压实度
路基的压实最佳含水量及最大干密度以及其他指标应在路基修筑半个月前,在取土地点取具有代表性的土样进行击石试验确定。土质路基的压实度试验方法可采用灌砂法、环刀法、蜡封法、灌水法或者核子密度湿度仪法。用挖坑灌砂法测定密度和压实度时,应符合规定,即集料的最大粒径<13.2mm,测定厚度≤150mm,宜采用φ100mm的小型灌砂筒,13.2mm≤集料的最大粒径≤31.5mm,测定厚度≤31.5mm,应用φ150mm的大型灌砂筒。检验频率为每1000m2检验2点,不足1000m2时,至少应检验两点,对于特殊要求可增加检验点。每一层应检验压实度,符合填筑的压实度标准后方可往上一层,不符合填筑的压实度标准的需进行再度开展碾压操作,直到符合碾压标准为止。
高速公路路基沉降监测
为了随时了解路堤土在各个方向的变形趋势,进行变形观测,防止发生路堤的突然失稳,主要观测沉降、坡脚水平位移和倾斜等。为了更好的了解土中应力的分布、应力扩散规律及孔隙水压力,便于掌握土的力学性质。常见的观测方案有如下几种:
沉降板测量法,每次监测时用水准仪将内管管头与基点联测,从而得到相对标高,沉降管的高度随着施工进展逐渐接高,直至施工完工露出于底面,成为长期监测点。
横剖测试法,应用于小断面测试中,常见的是水压式横剖测试仪,运用水压原理监测点高程变化,测试仪器外形光滑,内装有高精度传感器,将液压的变化转化为电子信号,直接读取出测量读数。使用该仪器可测量最小间隔为0.5m的连续路基沉降量。
分层沉降法,使用该方法可以了解不同地基深度的变形值,使用的测试设备主要有分层沉降管、分层沉降标、探头等组成。测试中,先将用钻机对测试处打成孔,再将分层沉降管带着分层沉降标放入到成孔中,每次测试时,将测试探头放入分层沉降管内,根据信号标尺上的读数,计算出沉降标的高程,即可知道沉降量。
参考文献
[1]《高填方施工技术的原理分析》[J]科技创新,2012年3月,郭楠
[2]《公路路基施工技术规范》,人民交通出版社,2006年,中交第一公路工程局有限公司
[3]《公路工程中高填方路基施工技术》[J],交通世界,2016(14):20-21,邓蕾蕾
[4]《路基沉降监测中几种监测方法的应用》北京测绘,2010年,贾亮、徐双国
[5]《公路路基路面现场测试规程》,人民交通出版社,2008年,交通部公路科学研究院