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摘要:一条公路能否有足夠的寿命来支撑不断增大的运输压力,往往取决于路基的稳固程度。高填方路堤的沉降、纵向开裂、滑塌等病害直接影响了公路的功能和寿命,如何避免或减少病害发生控制路堤施工质量极为重要。施工不当是造成路堤病害的主要原因,本文从施工角度出发,以实际工程为例,探讨了其采取的施工质量控制措施,望对类似施工有所帮助。
关键词:高填方路堤;施工技术;质量控制
一、工程概况
某高速公路LJ8合同段,起止桩号K82+500~K86+700,全长4200m。本合同段路基工程填方29.2万m3,挖方136.26万m3,路基填筑基本上以移挖作填为主。本合同段内属于高填方路堤主要有四处,合计295米,深挖路堑主要有七处,合计1630米,其中K85+289~535中线最大挖深31.27米。
二、高填方路堤施工质量控制难点
(一)路基填料差
如果路基填料土质差,填料中混进了种植土、腐殖土或泥沼土等劣质土,由于这类土壤中有机物含量多、抗水性差、强度低,路堤将出现塑性变形或沉陷破坏。尤其是膨胀土,这种土遇水膨胀软化,风干收缩开裂,固体稳定性差,用作填料时随着土壤中水分的挥发,收缩开裂尤为严重,对路堤的整体结构危害极大。
(二)填筑工艺不当
高填方路基的填料在分层填筑时,应按照《规范》要求的厚度进行铺筑。如果随意将铺筑厚度加厚,即使压实机具按规定的碾压遍数压实时,压实度也达不到《规范》规定的要求。当填筑到路基设计标高时,必然产生累计的沉降变形,在重复载荷与填料自重作用下产生沉陷。同时,施工中最好是整幅分层填筑,但有的路段受各方面条件的限制,沿纵向分幅填筑,对高填方路基的填筑就更应严格控制,坚决杜绝垂直或无搭接填筑,每一层都应有台阶作搭接处理。对于半填半挖路段也是同样的要求,必须在山坡上按要求从填方坡脚向上挖成向内倾斜的台阶。
(三)压实工艺不当
在高填方路基施工中,应严格控制填料的实际含水量在最佳含水量±2%,制定科学合理的压实工艺,并按要求配备相应的整平碾压机具按规范进行操作。未按要求的压实工艺进行碾压,路基的压实强度不均匀,压实度达不到规定要求,将会导致高填方路段产生较大的沉降变形和整个路堤的不均匀沉降。
(四)施工过程中未注意排水
施工过程中未注意排水,遇雨天时,路基积水严重,无法自行排出。有的积水浸入路基内部,形成水囊。晴天施工时也未排除积水就继续填筑,以致造成隐患。
三、高填方路堤施工质量控制
经过对高填方路堤施工质量控制难点的分析,本工程提出以下施工质量控制措施。
(一)填料控制
采用由实验室所确定的合格填料进行回填,当填料发生变化时,及时的通知实验室,进行重新取样进行重型击实试验,确定最大干密度及最佳含水量。土壤中的含水量是路基施工过程中的注意要点,也是注意难点。水分子存在在保证地基加固的过程中更降低了路基的抗剪性能,严格控制含水量是影响压实度效果的决定性因素,含水量较小,水膜润滑作用不明显,外部功能也不能克服粒间引力,土粒相对不容易移动。因此,压实效果较差,压不密实;含水量过大时,土孔隙中会出现自由水,压实功能不能使气体排出,压实效果较差,会出现“弹簧”现象,且会粘轮。只有控制在2%左右最佳含水量,才最容易获得最佳的压实效果其,以便指导现场路基压实施工。
(二)路基填筑表层处理
1、土质地基表层为旱地清表30cm,水田清表50cm,清表后使用高性能压实机补强压实,压实度不小于93%,地基承载力不小于设计值。
2、地面自然坡度缓于1:5时,清除表面草皮、植被并压实后直接填筑路基;若地面自然坡度陡于1:5时,原地面开挖宽度不小于2m的台阶,当基岩斜坡上的覆盖较薄时,将其清除后挖(凿)台阶。
3、清表、清淤土方进行集中堆弃,用于后期防护和排水工程的培土植草。
4、当路基表层清表之后,地基承载力小于设计值的应进行相应的处理,结合本标段的实际情况,主要的处理方式分为2种,清淤换填与预应力管桩。
5、在压实质量合格后,按照设计要求位臵沿路基横向铺设土工格栅,并注意格栅间拉直平顺。施工土工格栅是要注意以下几点:
(1)格栅的纵、横向接缝可采用尼龙绳或涤纶线缝接或U型钉连接等方法使格栅连成整体,格栅间互相搭接宽度不小于20cm,在受力方向连接处的强度不得低于材料设计抗拉强度。格栅严禁扭曲、皱褶、重叠,铺设时应用手拉直,使格栅平顺均匀,铺好的土工格栅每隔2.0m用钉头固定填方表面。
(2)土工格栅上、下侧填料的最大粒径不得大于规范规定的路床范围内的粒径要求,在距格栅层8cm内的填料粒径不得大于6cm。
(3)格栅铺完后,应及时填筑填料,每层按照“先两边,后中间”的原则对称进行,严禁先填路堤中部。填料不允许直接卸在格栅上,必须卸在已摊铺的土面上,卸土高度不大于1米。一切车辆、施工机械不得直接在铺好的土工格栅上行走,只容许沿路堤轴线方向在土面上行驶。
(三)排水施工
结合永久排水做好施工期间的临时排水工作。每层填筑时,在填层面做成2%~4%的横向排水坡,并在路基两侧边坡处每隔10~20m交错设置临时排水沟,以保持路基面不积水,且使雨水顺临时排水沟排入边坡坡脚,不致冲刷边;路堤坡脚及时作好临时或永久性排水沟,保证路基边坡排水通畅。严格控制路堤渗水部分的填筑材料,选取水稳性高及渗水性好的填料进行填筑,防止渗透动水压破坏路堤边坡的稳定。
(四)碾压程序的控制
压实机的选择,以及合理的操作,是影响路基压实效果的另一个综合因素。通过试验路,我们的一个工作段应配备D80推土机,平地机,带铧犁75KWKW推土机,旋耕机各一台,CA25型振动压路机一台,18~21T光轮压路机4台。在上述压实机具,碾压遍数已选定的条件下,压实操作必需遵循“先轻后重,先慢后快,先边后中,相邻两次的轮道重合轮宽的1/3”的原则,对振动压路机而言,先用低频,后用高频,因低频碾压时振幅大,有利于深层密实,高频碾压时振幅小,有利于浅层密实。在最佳含水量时,90区路基的碾压,振动压路机低频一遍,高频一遍,18~21T光轮压路机3遍,即可达到压实度要求,对93区,低频两遍,高频一遍,18~21T光轮压路机4~5遍,对95区,低频两遍,高频两遍,18~21T光轮压路机7~8遍,对于两个工作段搭接部分的碾压,前一段留5~8m不碾压,在下一段施工时一起碾压。
(五)压实度的检测
路基的压实度反映了土体在碾压后达到的密实程度,能否达到规定的标准,直接影响到路基的强度和稳定性,由于本段路基填料均为土质,工地实际干密度的测定工作量相对较大,因此,在90区,93区采用灌沙和环刀法相结合,一般灌沙法取样占检测频率的1/3,环刀法占检测频率的2/3,对95区一律采用灌沙法检测,检测频率严格按规范要求进行的。工地试验室样品含水量测定时,对90区、93区主要采用酒精法,对95区一律采用烘干法。自检合格,经监理工程师抽检合格后,继续填筑下一层。
结束语
高填方路堤病害有产生的原因主要是工程地质和施工质量。因此如何控制高填方的施工质量,减少病害的发生就是高填方路基病害防治的主要方向。高填方路堤施工中要做到:由实验确定填料与施工参数,处理好原地面及填方段路基基底,加强排水与压实施工,填筑高程中及填筑完成后进行沉降观测。
参考文献:
[1]张赟.山区高速公路高填方路堤施工质量控制措施初探[J]. 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年19期.
[2]许有飞,刘军.山区高速公路高填方路堤设置合理性探讨[J]. 重庆交通大学学报(自然科学版),2011年z1期.
关键词:高填方路堤;施工技术;质量控制
一、工程概况
某高速公路LJ8合同段,起止桩号K82+500~K86+700,全长4200m。本合同段路基工程填方29.2万m3,挖方136.26万m3,路基填筑基本上以移挖作填为主。本合同段内属于高填方路堤主要有四处,合计295米,深挖路堑主要有七处,合计1630米,其中K85+289~535中线最大挖深31.27米。
二、高填方路堤施工质量控制难点
(一)路基填料差
如果路基填料土质差,填料中混进了种植土、腐殖土或泥沼土等劣质土,由于这类土壤中有机物含量多、抗水性差、强度低,路堤将出现塑性变形或沉陷破坏。尤其是膨胀土,这种土遇水膨胀软化,风干收缩开裂,固体稳定性差,用作填料时随着土壤中水分的挥发,收缩开裂尤为严重,对路堤的整体结构危害极大。
(二)填筑工艺不当
高填方路基的填料在分层填筑时,应按照《规范》要求的厚度进行铺筑。如果随意将铺筑厚度加厚,即使压实机具按规定的碾压遍数压实时,压实度也达不到《规范》规定的要求。当填筑到路基设计标高时,必然产生累计的沉降变形,在重复载荷与填料自重作用下产生沉陷。同时,施工中最好是整幅分层填筑,但有的路段受各方面条件的限制,沿纵向分幅填筑,对高填方路基的填筑就更应严格控制,坚决杜绝垂直或无搭接填筑,每一层都应有台阶作搭接处理。对于半填半挖路段也是同样的要求,必须在山坡上按要求从填方坡脚向上挖成向内倾斜的台阶。
(三)压实工艺不当
在高填方路基施工中,应严格控制填料的实际含水量在最佳含水量±2%,制定科学合理的压实工艺,并按要求配备相应的整平碾压机具按规范进行操作。未按要求的压实工艺进行碾压,路基的压实强度不均匀,压实度达不到规定要求,将会导致高填方路段产生较大的沉降变形和整个路堤的不均匀沉降。
(四)施工过程中未注意排水
施工过程中未注意排水,遇雨天时,路基积水严重,无法自行排出。有的积水浸入路基内部,形成水囊。晴天施工时也未排除积水就继续填筑,以致造成隐患。
三、高填方路堤施工质量控制
经过对高填方路堤施工质量控制难点的分析,本工程提出以下施工质量控制措施。
(一)填料控制
采用由实验室所确定的合格填料进行回填,当填料发生变化时,及时的通知实验室,进行重新取样进行重型击实试验,确定最大干密度及最佳含水量。土壤中的含水量是路基施工过程中的注意要点,也是注意难点。水分子存在在保证地基加固的过程中更降低了路基的抗剪性能,严格控制含水量是影响压实度效果的决定性因素,含水量较小,水膜润滑作用不明显,外部功能也不能克服粒间引力,土粒相对不容易移动。因此,压实效果较差,压不密实;含水量过大时,土孔隙中会出现自由水,压实功能不能使气体排出,压实效果较差,会出现“弹簧”现象,且会粘轮。只有控制在2%左右最佳含水量,才最容易获得最佳的压实效果其,以便指导现场路基压实施工。
(二)路基填筑表层处理
1、土质地基表层为旱地清表30cm,水田清表50cm,清表后使用高性能压实机补强压实,压实度不小于93%,地基承载力不小于设计值。
2、地面自然坡度缓于1:5时,清除表面草皮、植被并压实后直接填筑路基;若地面自然坡度陡于1:5时,原地面开挖宽度不小于2m的台阶,当基岩斜坡上的覆盖较薄时,将其清除后挖(凿)台阶。
3、清表、清淤土方进行集中堆弃,用于后期防护和排水工程的培土植草。
4、当路基表层清表之后,地基承载力小于设计值的应进行相应的处理,结合本标段的实际情况,主要的处理方式分为2种,清淤换填与预应力管桩。
5、在压实质量合格后,按照设计要求位臵沿路基横向铺设土工格栅,并注意格栅间拉直平顺。施工土工格栅是要注意以下几点:
(1)格栅的纵、横向接缝可采用尼龙绳或涤纶线缝接或U型钉连接等方法使格栅连成整体,格栅间互相搭接宽度不小于20cm,在受力方向连接处的强度不得低于材料设计抗拉强度。格栅严禁扭曲、皱褶、重叠,铺设时应用手拉直,使格栅平顺均匀,铺好的土工格栅每隔2.0m用钉头固定填方表面。
(2)土工格栅上、下侧填料的最大粒径不得大于规范规定的路床范围内的粒径要求,在距格栅层8cm内的填料粒径不得大于6cm。
(3)格栅铺完后,应及时填筑填料,每层按照“先两边,后中间”的原则对称进行,严禁先填路堤中部。填料不允许直接卸在格栅上,必须卸在已摊铺的土面上,卸土高度不大于1米。一切车辆、施工机械不得直接在铺好的土工格栅上行走,只容许沿路堤轴线方向在土面上行驶。
(三)排水施工
结合永久排水做好施工期间的临时排水工作。每层填筑时,在填层面做成2%~4%的横向排水坡,并在路基两侧边坡处每隔10~20m交错设置临时排水沟,以保持路基面不积水,且使雨水顺临时排水沟排入边坡坡脚,不致冲刷边;路堤坡脚及时作好临时或永久性排水沟,保证路基边坡排水通畅。严格控制路堤渗水部分的填筑材料,选取水稳性高及渗水性好的填料进行填筑,防止渗透动水压破坏路堤边坡的稳定。
(四)碾压程序的控制
压实机的选择,以及合理的操作,是影响路基压实效果的另一个综合因素。通过试验路,我们的一个工作段应配备D80推土机,平地机,带铧犁75KWKW推土机,旋耕机各一台,CA25型振动压路机一台,18~21T光轮压路机4台。在上述压实机具,碾压遍数已选定的条件下,压实操作必需遵循“先轻后重,先慢后快,先边后中,相邻两次的轮道重合轮宽的1/3”的原则,对振动压路机而言,先用低频,后用高频,因低频碾压时振幅大,有利于深层密实,高频碾压时振幅小,有利于浅层密实。在最佳含水量时,90区路基的碾压,振动压路机低频一遍,高频一遍,18~21T光轮压路机3遍,即可达到压实度要求,对93区,低频两遍,高频一遍,18~21T光轮压路机4~5遍,对95区,低频两遍,高频两遍,18~21T光轮压路机7~8遍,对于两个工作段搭接部分的碾压,前一段留5~8m不碾压,在下一段施工时一起碾压。
(五)压实度的检测
路基的压实度反映了土体在碾压后达到的密实程度,能否达到规定的标准,直接影响到路基的强度和稳定性,由于本段路基填料均为土质,工地实际干密度的测定工作量相对较大,因此,在90区,93区采用灌沙和环刀法相结合,一般灌沙法取样占检测频率的1/3,环刀法占检测频率的2/3,对95区一律采用灌沙法检测,检测频率严格按规范要求进行的。工地试验室样品含水量测定时,对90区、93区主要采用酒精法,对95区一律采用烘干法。自检合格,经监理工程师抽检合格后,继续填筑下一层。
结束语
高填方路堤病害有产生的原因主要是工程地质和施工质量。因此如何控制高填方的施工质量,减少病害的发生就是高填方路基病害防治的主要方向。高填方路堤施工中要做到:由实验确定填料与施工参数,处理好原地面及填方段路基基底,加强排水与压实施工,填筑高程中及填筑完成后进行沉降观测。
参考文献:
[1]张赟.山区高速公路高填方路堤施工质量控制措施初探[J]. 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年19期.
[2]许有飞,刘军.山区高速公路高填方路堤设置合理性探讨[J]. 重庆交通大学学报(自然科学版),2011年z1期.