某公路作为国道主干线的一部分, 按照双向六车道标准建设, 全线共设置了9处互通立交, 平均每8km1处, 密度远高于以往每20km～30km一处的设计标准。该高速公路所增加的2个行车道, 较已建成的四车道高速公路提高通行能力可达80%。
1 施工前的准备
施工前的准备工作, 包括施工测量、土质试验、场地的清理、人员机械的组织安排等, 均遵照《公路路基施工技术规范》 (JTJO33-95) 的要求来执行。
2 粘土下封层的施工
试验段路基设计的粘土下封层采用的是普通粘土, 我们在施工中从耕地内反挖3m深取土, 发现土质变化较大, 土质液塑限均能符合要求, 但筛分级配不均匀, 土的颗粒很细, 大部分在0.074以下, CBR值偏小, 虽基本符合下路堤填筑的要求, 但含水量稍偏大就易发软, 且不易晾干, 含水量偏小就比较干硬, 易碎不容易板结。考虑到粘土下封层主要是起到封水和排水的作用, 故下封层粘土必须使用土质较好的土, 如土质较差, 必须进行改良处理。
3 路基填砂施工
(1) 砂的运输。
在己验收合格的填砂路堤表面继续填筑时, 必须洒水保持已填筑砂层的表层 (不小于20cm厚) 砂的含水量不小于10%, 当出现较深车辙时, 要用推土机或压路机及时整平碾压, 才能基本保证自卸汽车将砂运至指定地点卸车。
(2) 砂的摊铺和平整。
施工中采用履带式T y 2 2 O推土机或Ty140推土机按路中心低, 路侧高, 横坡控制在1.5%～2.0%摊铺粗平, 即成“锅底型”;摊铺粗平厚度经检查不超过规定50cm要求后, 先洒水至砂的表层含水量不小于10%, 再用平地机仔细平整, 平整结束, 立即采用压路机碾压, 对局部含水量偏低的部位 (主要是路侧) , 在压实前或压实过程中可采用水车或水泵补充洒水至压实的最佳含水量。
(3) 填砂路堤的压实。
1) 振动压路机在最佳含水量状态下分层碾压压实工艺。
此种施工工艺适用于振动压路机在洒水状态下分层碾压, 也适用于雨后傻基的压实。
(1) 采用18t以上前后驱动振动压路进行碾压, 最大松铺厚度控制在40cm, 碾压时先慢后快, 采用强振进行振动碾压。
(2) 压路机的碾压行驶速度开始时控制在4km/h以内;碾压时直线段由两边向中间, 小半径曲线段由内侧向外侧, 纵向进退式进行。前后相邻两区段应纵向重叠20m以上, 达到无漏压、无死角确保碾均匀。
(3) 振动压路机进行碾压时, 压实遍数控制在6遍以上, 轮迹重叠宽度不小于1/3, 轮迹布满一个作业面为一遍。
2) 水坠碾压法压实工艺。
此方法适用于水源充足的通道、桥头及其他构造物台背处采用水坠碾压法填筑时的施工工艺。
(1) 推送填料:推土机从路基两侧或短距离内纵向调配砂推运至填方路段。
(2) 摊铺填料:对推运至填方路段内的填料采用推土机摊铺并整平, 或采用推土机配合平地整平, 推土机摊铺后每层厚度不超过30cm。
(3) 围堰:在摊铺、整平好的路基上分段设围堰, 设置围堰时要根据纵坡、横坡大小适当划段, 长度不小于1 0 m, 宽度不小于5m。围堰高度不低于3 0 c m, 宽度不小于30em。
(4) 灌水:围堰设置好后开始灌水, 灌水应连续进行, 灌水时水流流速应大一些, 砂基顶面上的水头高度控制在20cm以上。
(5) 碾压:水头高度保持在20cm的情况下开始碾压, 采用振动压路机碾压, 碾压时轮迹应重叠单轮宽度的1/2, 振动压路机重叠轮迹宽度的1/3以上。
当轮迹布满整个作业面为一遍。碾压遍数一般不小于三遍。机械到不了的地方可用插入式振动器进行振动夯实。
(6) 等待砂基顶面多余水渗完后取样检测压实度, 计算压实度和固体体积率等。压实度不合格时要重新水坠碾压, 直到合格为止。
4 填砂路堤洒水
通过试验段的施工, 发现5t～8t的洒水车装满水后不能在天然含水量状态下推平的砂层上直接行走洒水, 要通过其他方法来解决洒水问题。为解决问题, 在试验段施工中采用了两种方法:一种是用60m扬程大功率潜水泵接400m橡胶管沿路基中间铺设, 在水塘中抽水, 每20m接一个三通, 在三通上接消防水带人工逐段洒水, 洒水使砂层的含水量至10%以上后, 再用振动压路机静压一遍, 振压二遍后, 洒水车就能直接在砂层上行驶洒水至最佳施工含水量, 再继续碾压。另一种是利用洒水车装满停在路基端部, 人工从洒水车上接管洒水, 洒一段, 压实一段, 逐步推进, 这种方法洒水速度慢, 而且需要较多数量的洒水车, 机械费用高。
5 工艺质量控制要点
(1) 不同砂场由于砂质不一致, 填料性质差异性较大, 施工过程中不易对施工质量进行控制, 对检测数据的收敛性产生较大影响, 因此在施工中应该尽量避免砂土混填。
(2) 砂的含泥量控制在6%以内, 对路基不会造成大的影响, 在砂场出现的淤泥团, 绝对禁止运到现场。在施工前, 应对所有准备用的砂送试验室检验, 测定含泥量, 试验符合要求后才允许运砂进入现场。在施工过程监控中, 采用抽样送试验室试验和现场用检查的方法相结合, 把砂抓在手里, 放开后手中没沾有泥的为净砂, 如有怀疑送试验室检验, 有效地把砂的含泥量控制在标准范围之内。
(3) 成型路基砂应保持一定的含水量 (控制在压密状态下) 。不然因天气干燥会造成路基松散, 车辆行驶轮陷, 造成施工困难。特别是上表层由于施工过程中失水过快, 多呈干燥状, 在施工车辆与施工机械设备的作用下, 在顶层产生碾压与扰动而引起该层填料松散。因此在铺筑下一层时应对该层重新充水碾压。
(4) 触探表明各区段均存在路基边缘密实度比路基中央低的现象, 分析路基边缘距路堤边近, 相对覆盖土压力较小。因此应特别注意路基边缘填筑的压实度, 并适当采取措施予以补强。
(5) 大面积施工时, 砂的各项指标试验必须根据砂场中砂的变化按频率检验。在确定砂场后, 施工现场必须规范车辆倒砂, 避免各种砂混堆碾压, 增加试验难度, 并且最大干密度不能确定, 也不能正确控制现场密实度情况。在施工监控中, 除了在开工前进行砂材料有关的试验外, 在每天进料中, 用眼看, 手摸的办法具体指导填砂以保证砂的质量。
6 路基边坡防护
6.1 路基边坡临时防护
在试验段完成第三层填砂后, 经历了一场大雨, 雨水对路基边坡冲刷比较严重, 在边坡上形成许多冲沟, 将砂冲至水沟中造成淤塞, 所以在雨季施工中浆砌片石防护要及时跟进, 如防护不能及时跟进, 路基边坡也要采取堆码砂袋或用塑料薄膜覆盖等临时防护措施。在实际施工时为保证每层填筑宽度和厚度, 同时避免雨水对边坡的冲刷导致砂方流失淤塞边沟, 毁坏农田。在路基填筑至一定高度后, 用挖掘机按路基设计宽度进行路基边坡清刷, 完成后沿路基两侧的填筑边线, 采用编织袋装砂堆码整齐, 堆码高度40cm～50cm一层。靠施工运输便道侧, 第一层砂袋堆码按保证便道宽度不小于8.0m进行控制, 适当调整坡脚线和边坡坡度。砂袋码砌要稳固, 外边线力求整齐。为保证路侧压实度, 砂袋码砌, 一般不要高于填筑面, 对码砌后的路侧, 可采用小型平板振动夯对路侧进行补充压实。
6.2 后包边土的施工
以往填方路基在填筑过程中, 其外侧边坡由于不易施工, 其密实度难以达到设计和规范规定的要求, 较为松散。经常有冲刷很深的沟槽或坍塌现象。
但由于土筑路基粘结性强、整体性好, 产生的病害较小, 不至于危害整个路基。此次为填砂路基, 如果包边土不密实而较松散或坍塌, 路基内部的填砂在路面荷载和自身重力作用下, 将随着包边土一起坍塌, 造成整个路面的塌陷, 危害较大。所以施工时在临时防护的基础上, 包边土的施工及时跟进。外侧30cm厚的包边土无法采用压实机械进行施工, 只有采用人工夯拍的方法进行。为确保夯拍密实, 施工时分两层每层15cm厚进行, 并严格控制填土的粒径、含水量等物理指标, 同时在工程实施时对施工质量进行现场调查和质量检验, 严格要求填砂路基边坡包边土密实度达到设计和规范规定的要求。
6.3 路基的永久防护
混凝土预制块 (空六边形) 护坡是一种工程防护和植物防护相结合的路基防护新技术, 是以空心六边形混凝土预制块为基本构件, 铺设在1∶1.75的坡面上, 并通过水泥砂浆填塞预留缝, 从而形成一个留有空洞的整体的防冲刷的坡面防护结构。我们发现用塑模制作混凝土构件有较大的优越性:一是模具的稳定性较好, 能够保证预制构件外形尺寸的精度要求;二是塑模表面光洁, 预制构件可以获得一个较好的外观质量;三是制作方法简单易行, 并且可通过添置塑模的数量来决定生产规模, 通过现场设置一个小型预制厂即可使问题得到解决。
7 施工排水
7.1 路基内部排水
由于填砂路基中的砂要达到密实, 需要有一定的含水量, 势必造成路基基底积水, 若不及时将水排出, 长期浸泡基底, 造成基底软化, 或由于边坡内外存在水压差, 侵蚀坡脚, 造成边坡坍塌, 破坏路基稳定, 造成路基坍塌和路面塌陷。为此施工中基底采用3%排水坡度, 用干砌片石护脚, 内侧采用透水土工布包裹, 并设置卵石反滤层, 沿路线方向左右每隔10m各设一条30×65cm卵石盲沟, 将路基基底积水引出排入水沟蓄存, 必要时再通过水泵抽到路基上循环使用。
7.2 路基便道排水
填砂路基填筑到一定的高度并高出便道后, 路基内一部分水在重力和上层压力的作用下, 将逐渐渗出边坡, 流到便道上。渗水造成边坡坡脚坍塌, 严重时必定会影响到边坡的稳定, 同时会浸泡便道, 造成便道损坏, 严重影响交通。所以必须采取外部排水措施, 保护路基坡脚和便道。
为确保每层填筑浇水不渗入便道造成便道水毁。在便道与坡角交汇处, 即第一层砂袋堆码处下部采用无纺土工布包裹碎石, 设盲沟纵向排水盲沟。盲沟施工注意纵向排水纵坡, 由现场工程师根据地形及附近农田灌溉排洪沟渠情况, 每50m～80m一段调整, 并沿施工便道横向设盲沟将纵向盲沟的积水排至便道外侧边沟内, 盲沟沟底尽可能挖至原地面, 不得高于现有便道路面顶部80cm, 盲沟尺寸不小于40×40cm。在施工期间, 各责任路段要保持盲沟及便道侧边沟排水畅通无阻, 发现淤塞及时清理。
摘要：本文基于笔者多年从事路基施工技术的相关工作经验, 以某高速公路填砂路基施工为研究背景, 以整个施工工艺流程为线索, 逐一探析了其中涉及的关键技术, 并就路基边坡防护和施工排水等问题也进行了探讨, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词：路基,施工,边坡,填砂,排水
参考文献
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[2] 姚海龙.土路基压实度影响因素分析[J].科技资讯, 2008 (2) .