浅析公路填方路基施工

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摘要:填方路堤施工是高速公路工程施工中一个非常重要的环节,通过压实可提高路堤的强度、稳定性和承载能力,降低渗透系数和沉降,因此需要精心组织,精心施工,确保工程质量。文章分析了填方路基常见的破坏形式以及填方路基施工的处理措施,并论述了铺筑试验路段确定路基压实的最佳方案,以及根据土壤性质选择确定压实机械,含水量的检测与控制方法。

关键词:公路施工;填方路基;路基填筑;填石路基;压实机械

中图分类号:U415文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)24-0150-02

填方路基是用填料在地表面以上填筑起来的带状路基,虽然施工工艺比较简单,但其工程数量却相当庞大,在公路的总造价中占有很大比重。加之路基又长期暴露在自然环境中,受气候条件影响很大,所以路基抵御各种自然条件侵蚀的能力,即路基的质量好坏,显得尤为重要。填方路基设计,应通过各种技术措施确保路基具有要求的强度和稳定性。

一、填方路基变形破坏形式与处理措施

(一)常见的破坏形式

填方路基常见的破坏形式有:填方路基产生过量沉陷,其主要原因是填筑时压实度不足、填料不良和填筑方法不当所致;基底发生大量沉陷,其主要原因是地基软弱或者基底有暗穴和采空区,承载力不足;边坡表层滑溜,其主要原因是边坡被雨水侵蚀,含水量过大,使边坡表层部分随雨水冲刷下滑冲走;填方路基局部滑坍,其主要原因是边坡太陡,压实度不足,基底承载力不足,或填料过湿,土的抗剪强度降低,使部分路基沿滑动面下滑而破坏;整个路堤沿底面滑动,其主要原因是基底面横坡过陡,排水不良水流渗入地基,致使整个路面沿基底面向下滑动。

(二)填方路基的处治措施

正确选择路基边坡和坡率;认真处理软弱不良地基和陡坡地段基底;优选填料;采用正确的填筑方法,分层填筑,充分碾压;做好排水设计,保持路基经常处于干燥、稳定状态;做好填方路基边坡防护和加固。

二、填方路基施工

(一)铺筑试验路段确定路基压实的最佳方案

影响路基压实的主要因素有土的力学性质和压实功能、土的含水量、铺层厚度、土的级配以及底层的强度和压实度。路基碾压时,并不是这些因素独立起作用,而是这些因素共同起作用。因此高速公路进行路基施工时,施工单位应用不同的施工方案做试验路段,从中选出路基压实的最佳方案。

砂性土需碾压次数少,粘性土需碾压次数多、光轮压路机碾压次数较多,轮胎式压路机次之,振动式压路机和夯击机次数最少。通过试验段的铺筑及有关数据的检测,写出试验报告,最后确定土的适宜铺筑厚度、所需压实遍数及填土的实际含水量,以利施工中掌握控制。

(二)根据土壤性质,选择确定压实机械

土壤的性质不同,有效的压实机械也不同正常情况下,碾压砂性土采用振动压路机效果最好,夯击式压路机次之,光轮压路机最差;碾压粘性土采用捣实式和夯击式最好,振动式稍差,各种压路机都有其特点,可以根据土质情况合理选用,见表1:

(三)含水量的检测与控制

土的含水量土的最佳含水量是由土的击实试验确定的。含水量的大小直接影响着土的压实度,含水量越大,干密度越小。在施工中,将含水量控制在与最佳含水量相差正负2%的范围内,压实效果比较理想。土的含水量过大,压实度必然小,会造成路基稳定性降低,有时甚至出现弹簧土。含水量过小,难于碾压,压实度也难以达到规范要求。

(四)填方路基压实

压实施工的要点。在确定了所采用的压实机械、需要的压实遍数、最佳含水量后,即可对路基进行压实施工。

碾压前,检查土的含水量是否合适,不要急于碾压,而是要采取处理措施,过湿就摊铺晾晒,过干则撒水湿润。开始时宜用慢速,最大速度不宜超4km/h;碾压时直线段由两边向中间,小半径曲线由内侧向外侧,纵向进退式进行;横向接头对振动压路机一般重叠0.4～0.5m,对三轮压路机一般重叠后轮宽的1/2,前后相邻两区段(碾压区段之间的平整预压区段与其后的检验区段)宜纵向重叠1.0～1.5m。应达到无漏压、无死角,确保碾压均匀。一般在碾压过程中采用先轻后重、先静后动、先外侧后中间的碾压方法。可以用振动压路机静压一遍,强振三遍,再用振动压路机轻振一遍,胶轮碾压两边。有大型运载车辆的标段,应合理安排行车路线。充分利用大型车辆对路基的压实作用,大型车辆轴载大,对路基具有压实作用。但是长时间在同一路线上行驶,会导致过度碾压,形成车撤,反而对路基有害。因此,施工时应尽量让车辆在路基全幅宽度内分开行驶。

三、填石路基的压实

填石路基不易压实,在公路施工中应从严控制,如石块粒径不能太大、坚持分层填筑、避免倾填爆破石块等。在可能条件下,留足路堤自然沉落时间,降低工后沉降量,以免日后引起大的变形和沉陷。

施工方法应在实地通过压实试验确定。其方法为:采用重型振动压路机,碾压到压实层顶稳定,不再下沉(无轮迹)时,即可判定为密度状态,这时记录机型、碾压遍数、分层厚度等数据,作为指导施工压实的依据。若填料性质或颗粒发生较大变化应重新再作试验。迄今这仍是控制填石路基实的可靠方法。

四、桥头路基的填筑

(一)保证桥头路基有足够的压实度

原地面压实度不应小于85%,下路堤压实度不应小于90%;上路堤压实度不应小于93%,路床部分压实度不应小于95%。当无法达到上述压实标准时,就必须采用掺入石灰或水泥或换填渗水性好的砂砾土等有效措施。同时,为防止桥头衔接处的差异沉降,加设钢筋混凝土搭板,搭板的长度应填桥头填土高度而定,一般应为桥头填土高度的1.5～2倍。

(二)选好填料

在台背一定范围内(5～10m)应填筑力学性质好的砂性土、砂砾土等。这些土渗水性好、无孔隙水压、抗压强度高、易压实,可以有效地排除土中的自由水,防止冻害。在南方也可采用粉煤灰等轻质材料。近年来,还有采用泡沫混凝土、陶土颗粒以及泡沫苯乙烯等工程塑料作为桥头填料的,这与轻质材料具有相似的优点,可以大幅度减少地基沉降和变形,是有潜力的桥台填料。

(三)加强桥头路基的排水设计

桥头填方路基应注重排水设计,以保持桥头排水通畅无积水。在有地下水或地表水渗入时,要设置排、截地下水的渗沟或排水沟。

(四)采用复合地基法加固桥头软弱地基

采用砂桩、碎石桩、石灰桩、粉喷桩等对桥头软弱地基进行加固,其加固范围可与搭板长度配合,通过计算,由多到少形成一个复合地基的过渡段。但这种方法,工艺复杂、造价高。实践证明,采用排水固结法,并辅以充分的预压时间,仍是目前比较经济合理、简便可行的技术措施。

五、结语

路基在公路建设项目中,不仅工程量和投资额巨大,而且是占用土地最多,使用劳动力及机械设备数量最大,牵涉面最广的工程。在工程量集中,地质与水文地质条件复杂的地段,遇到的技术问题更多、更难,常常成为左右公路能否如期完成的关键。作为一名工程技术人员,在确保工程质量的前提下,也应从经济的角度去考虑问题,能够因地制宜,就地取材得到一个良好的效果,应是技术施工人员的义务和责任。因此,对路基项目的施工,必须予以高度重视与认真对待。

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