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【摘要】本文作者根据多年的路基施工经验,针对道路路基施工中存在的问题进行论述,同时对如何加强路基施工进行有效控制,简单阐述了一些体会。
【关键词】路基;施工;预防与处理
近几年来,各地都在大力开展市政工程建设,与其他道路工程不同,市政道路工程由于道路范围内有各种管线和地下设施需同时施工,城市交通又不允许工期过长,加上各种城市公用设施、交通设施与道路建设同步的实施,增加了市政道路工程的复杂性。由此产生了一些施工质量问题,如沟槽、填方段易产生沉降,桥坡及高填土路段施工后沉降量大,桥头跳车等问题,根据笔者多年的施工经验,以上质量问题主要是由于土路基强度不足,水稳定性差,路基施工质量较差引起的。 路基的强度和稳定性是保证路面结构强度和稳定性的基本条件,如果能保证路基的强度和稳定性,将对路面结构的强度和稳定起到根本性的作用,否则路面结构做的再好,也会出现早期路面沉降破坏和缩短维修周期等问题,造成经济上的浪费和社会效益的损失。现根据现场施工路基处理情况谈一些体会:
1. 管道、检查井周围的回填
道路管道及检查井周围路面沉降、裂缝和破损历来是城市建设的顽症,严重影响到交通行驶安全和城市环境质量。产生这些质量问题的主要原因有:检查井及管道基础施工的不规范;检查井砌筑砂浆不饱满;框盖安装座浆不实;检查井及管道周围回填压实不好或未进行分层压实;井圈砼强度不足等。
针对以上问题,在施工中要注意以下几点:检查井及管道的基础强度和厚度等必须符合规范和设计要求;检查井及管道周围回填须采用人工配合机械进行,回填部位必须按照设计和规范要求分层夯实,每层回填厚度不超过30CM,同时禁止沟槽回填时带水回填和回填大块石头、树根等,检查井井壁四周机械夯实不到位的地方必须人工夯实;对初次碾压后道路路基有“弹簧”部位进行反开挖二层后,再重新用冲击夯回填夯实;检查井二次抬升时,必须将接触部位表面冲洗干净湿润后方可抬升,砂浆饱满,符合砌筑规范要求;在沥青摊铺前,井框必须安装牢固,并将其与井座固定好,井圈砼必须达到砼强度要求。
2. 路基排水
路基的强度和稳定性同水的关系十分密切,因此路基设计、施工和养护中,必须重视路基地下水和地表水的排水工作,有条件的项目可以在道路红线外开挖排水明沟对地表水和地下水进行引流排除,以防止地下水和地表水对道路路基的浸泡。条件有限的项目可以在路基中设置纵横盲沟,以有效地降低土基的含水量,便于碾压。盲沟系统兼有施工时排水、施工后控制地下毛细水上升和排除中央绿化带雨水的多重功能。路基排水应符合下列规定:有效的排除施工期间由于降水或附近流入路基的地面水及施工用水;疏导、堵截、偏离对路基有害的地下水;合理安排排水路线,充分利用沿线现有排水设施等排除路基的地表水和地下水。
3. 填方路基
道路填方路基主要是要严格控制压实度,杜绝超厚回填、倾斜碾压、夹带大块或有机物回填;填土不符合要求,带水或冻土回填等均造成回填达不到标准密实度要求。
施工时要做到:加强对施工技术人员和操作人员的质量技术培训,向操作者讲明各种不规范操作产生的危害,做好技术交底;使路基填土的虚铺厚度不超过设计和规范规定;在路基总宽度内,应采用水平分层法填筑,每层回填压实后作成台阶状,台阶高等于压实厚度,宽不小于1米;同时要严格控制回填土的质量,对填土中的大于10厘米的砖块、石块、砼块或过湿土、含有机物土及冻土等一律不得使用:对于槽、坑内的回填,必须先排除积水,达到最佳含水量时或挖除槽、坑内的淤泥换填后,才能进行夯实。
当路基穿过河浜、水塘时,路基施工前先在路基两边坡脚以外做好筑坝围堰,抽干围堰内积水,筑坝围堰一般可采用草包坝或土坝,围堰要高出最高水位50厘米,不能有漏水现象,采用履带式挖掘机和人工相结合办法挖除全部淤泥,直至原状土,然后在河底原状土上铺筑30厘米厚的砾石砂,在砾石砂上面及河床边坡上再加铺土工布,土工布的搭接不小于15厘米。然后根据土质情况,用不同灰剂量的灰土进行分层回填夯实,每层之间进行搭接,搭接宽度以不小于50厘米为宜。每层摊铺压实厚度为20厘米,路基顶部60厘米厚采用6%石灰土进行路基加强处理,在整个填方过程中必须采取有效的排水措施,确保填方路基强度和每层回填的压实度。
4. 软基土处理
当地基土为软土、淤泥、湿陷性黄土、城市和厂矿杂填土等不良土质,或者地基被扰动、超挖造成承载力下降时,这些地基均称为软弱地基。软弱地基可根据土质力学性质、土层厚度及承载力大小、施工期限、机具和材料供应等因素,因地制宜,就地取材,采取换土、重锤夯实(适用于非饱和粘性土或杂填土、湿陷性黄土)、石灰土、水泥土、砂砾和二灰砂砾垫层、生石灰桩、砂桩及水泥搅拌桩等对道路路基进行加固处理。
石灰土对于天然含水量较大,低液限粘性土地基处理是十分有效的一种方法。施工中先采用盲沟降低地下水位后,路基土采用磨细生石灰处理,以降低过湿路基土的含水量,保证一定的压实度。根据经验每掺加1%的生石灰在轻型标准条件下的综合处治效果相当于使含水量下降1%,另外灰土拌和均匀后,可以改变土的塑性,提高土路基强度、刚度和水稳定性。对原材料生石灰要求在Ⅲ级以上,细度为100,生石灰与土的掺配比例为7:93(重量比)。在石灰土施工中,主要控制石灰材料的檢测试验,氧化钙+氧化镁含量不符合要求的一律不准使用,雨天不允许施工:严格要求施工人员在施工路段打方格,按灰土比例掺加石灰,确保混合料拌和均匀;拌和过程中重点控制混合料的最佳含水量,控制“闷料”时间;控制碾压质量,压路机碾压轮迹深度控制在5mm以内,养生期不得小于7d。局部含水量较大路基可以适当增加生石灰的用量,对石灰土进行弯沉和压实度测试,直到达到设计要求。
5. 桥坡处理
桥坡处理是为了防止因桥头刚柔(刚性和半刚性)过渡段的沉降差异而引起的桥头跳车现象,虽然设计已经考虑到桥头的跳车,在桥台处一般会做桥头搭板,以避免跳车现象,然而由于桥台后背的回填往往达不到设计要求以及道路与桥台的沉降不均匀一致,还是有许多桥梁的桥台处存在这个问题,因此,桥台后背的回填必须要按照设计要求和规范要求进行回填,以减少差异沉降导致的桥头跳车现象的发生。根据以往桥梁施工经验,桥台后背处一般要求用中粗砂或级配碎石进行回填,因此,对桥台后背处可以采用超载预压方法结合井点降水措施加快路基沉降,除采用粉煤灰掺石灰轻质填料作路堤并加载顶压外,在道路两侧采用轻型井点降水措施。施工过程中,重点控制井点的降水施工情况,每天检查井点排水情况,并进行随机抽查,防止井点被堵。按规定设置沉降观测点,认真记录观测的沉降值,绘制沉降速率表,及时分析地基沉降情况。通过这些措施,可以看到井点降水解决了地基深层的沉降,超载预压解决了地基的浅层沉降,深层、浅层沉降同时进行,保证地基均匀沉降一致,减少工后差异沉降,工后沉降处于控制范围,当桥台后背与道路路基沉降均匀一致后,即可拆除井点和卸载超载预压,对整个路基碾压后进行后续工序的施工。
6. 结语
近几年来,工程技术人员对地下水位偏高地区和在软土地基处修建道路中存在的一些技术问题进行了较为系统的研究,结合我们自己的研究和和实践以及在施工中总结的经验,对于路基施工中存在的问题主要有以下处理方法:
6.1在路基中设置明沟或纵横盲沟,有效地降低土基的含水量,便于碾压。
6.2采用土工布包裹石灰土填方,不仅沉降量小,而且起到稳定好,强度高,防止反射裂缝的作用。
6.3用磨细生石灰处理过湿路基,可改变土的塑性和降低土的含水量、提高路基土的整体强度和水稳定性。使路基顶层的压实度达到设计要求。
6.4 适当地确定路面标高,确保掺灰土路基在地下水位之上,这样在水稳性较好的掺灰土路基上,可以取消垫层或用二灰土取代砾石砂垫层。
6.5 解决软土地基的桥头跳车问题的本质是减少桥台桩基和桥坡路基沉降差异,目前在提高路基的刚度方面有各种工程措施,在工期条件许可的情况下,最经济而有效的措施是超载预压。
以上根据路基质量病害产生的原因进行分析,有针对性的在施工中采取相应的措施进行质量控制,严格按照设计和规范要求,注重施工工艺和施工质量,道路路基施工质量病害存在的问题就可以有效的预防。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
【关键词】路基;施工;预防与处理
近几年来,各地都在大力开展市政工程建设,与其他道路工程不同,市政道路工程由于道路范围内有各种管线和地下设施需同时施工,城市交通又不允许工期过长,加上各种城市公用设施、交通设施与道路建设同步的实施,增加了市政道路工程的复杂性。由此产生了一些施工质量问题,如沟槽、填方段易产生沉降,桥坡及高填土路段施工后沉降量大,桥头跳车等问题,根据笔者多年的施工经验,以上质量问题主要是由于土路基强度不足,水稳定性差,路基施工质量较差引起的。 路基的强度和稳定性是保证路面结构强度和稳定性的基本条件,如果能保证路基的强度和稳定性,将对路面结构的强度和稳定起到根本性的作用,否则路面结构做的再好,也会出现早期路面沉降破坏和缩短维修周期等问题,造成经济上的浪费和社会效益的损失。现根据现场施工路基处理情况谈一些体会:
1. 管道、检查井周围的回填
道路管道及检查井周围路面沉降、裂缝和破损历来是城市建设的顽症,严重影响到交通行驶安全和城市环境质量。产生这些质量问题的主要原因有:检查井及管道基础施工的不规范;检查井砌筑砂浆不饱满;框盖安装座浆不实;检查井及管道周围回填压实不好或未进行分层压实;井圈砼强度不足等。
针对以上问题,在施工中要注意以下几点:检查井及管道的基础强度和厚度等必须符合规范和设计要求;检查井及管道周围回填须采用人工配合机械进行,回填部位必须按照设计和规范要求分层夯实,每层回填厚度不超过30CM,同时禁止沟槽回填时带水回填和回填大块石头、树根等,检查井井壁四周机械夯实不到位的地方必须人工夯实;对初次碾压后道路路基有“弹簧”部位进行反开挖二层后,再重新用冲击夯回填夯实;检查井二次抬升时,必须将接触部位表面冲洗干净湿润后方可抬升,砂浆饱满,符合砌筑规范要求;在沥青摊铺前,井框必须安装牢固,并将其与井座固定好,井圈砼必须达到砼强度要求。
2. 路基排水
路基的强度和稳定性同水的关系十分密切,因此路基设计、施工和养护中,必须重视路基地下水和地表水的排水工作,有条件的项目可以在道路红线外开挖排水明沟对地表水和地下水进行引流排除,以防止地下水和地表水对道路路基的浸泡。条件有限的项目可以在路基中设置纵横盲沟,以有效地降低土基的含水量,便于碾压。盲沟系统兼有施工时排水、施工后控制地下毛细水上升和排除中央绿化带雨水的多重功能。路基排水应符合下列规定:有效的排除施工期间由于降水或附近流入路基的地面水及施工用水;疏导、堵截、偏离对路基有害的地下水;合理安排排水路线,充分利用沿线现有排水设施等排除路基的地表水和地下水。
3. 填方路基
道路填方路基主要是要严格控制压实度,杜绝超厚回填、倾斜碾压、夹带大块或有机物回填;填土不符合要求,带水或冻土回填等均造成回填达不到标准密实度要求。
施工时要做到:加强对施工技术人员和操作人员的质量技术培训,向操作者讲明各种不规范操作产生的危害,做好技术交底;使路基填土的虚铺厚度不超过设计和规范规定;在路基总宽度内,应采用水平分层法填筑,每层回填压实后作成台阶状,台阶高等于压实厚度,宽不小于1米;同时要严格控制回填土的质量,对填土中的大于10厘米的砖块、石块、砼块或过湿土、含有机物土及冻土等一律不得使用:对于槽、坑内的回填,必须先排除积水,达到最佳含水量时或挖除槽、坑内的淤泥换填后,才能进行夯实。
当路基穿过河浜、水塘时,路基施工前先在路基两边坡脚以外做好筑坝围堰,抽干围堰内积水,筑坝围堰一般可采用草包坝或土坝,围堰要高出最高水位50厘米,不能有漏水现象,采用履带式挖掘机和人工相结合办法挖除全部淤泥,直至原状土,然后在河底原状土上铺筑30厘米厚的砾石砂,在砾石砂上面及河床边坡上再加铺土工布,土工布的搭接不小于15厘米。然后根据土质情况,用不同灰剂量的灰土进行分层回填夯实,每层之间进行搭接,搭接宽度以不小于50厘米为宜。每层摊铺压实厚度为20厘米,路基顶部60厘米厚采用6%石灰土进行路基加强处理,在整个填方过程中必须采取有效的排水措施,确保填方路基强度和每层回填的压实度。
4. 软基土处理
当地基土为软土、淤泥、湿陷性黄土、城市和厂矿杂填土等不良土质,或者地基被扰动、超挖造成承载力下降时,这些地基均称为软弱地基。软弱地基可根据土质力学性质、土层厚度及承载力大小、施工期限、机具和材料供应等因素,因地制宜,就地取材,采取换土、重锤夯实(适用于非饱和粘性土或杂填土、湿陷性黄土)、石灰土、水泥土、砂砾和二灰砂砾垫层、生石灰桩、砂桩及水泥搅拌桩等对道路路基进行加固处理。
石灰土对于天然含水量较大,低液限粘性土地基处理是十分有效的一种方法。施工中先采用盲沟降低地下水位后,路基土采用磨细生石灰处理,以降低过湿路基土的含水量,保证一定的压实度。根据经验每掺加1%的生石灰在轻型标准条件下的综合处治效果相当于使含水量下降1%,另外灰土拌和均匀后,可以改变土的塑性,提高土路基强度、刚度和水稳定性。对原材料生石灰要求在Ⅲ级以上,细度为100,生石灰与土的掺配比例为7:93(重量比)。在石灰土施工中,主要控制石灰材料的檢测试验,氧化钙+氧化镁含量不符合要求的一律不准使用,雨天不允许施工:严格要求施工人员在施工路段打方格,按灰土比例掺加石灰,确保混合料拌和均匀;拌和过程中重点控制混合料的最佳含水量,控制“闷料”时间;控制碾压质量,压路机碾压轮迹深度控制在5mm以内,养生期不得小于7d。局部含水量较大路基可以适当增加生石灰的用量,对石灰土进行弯沉和压实度测试,直到达到设计要求。
5. 桥坡处理
桥坡处理是为了防止因桥头刚柔(刚性和半刚性)过渡段的沉降差异而引起的桥头跳车现象,虽然设计已经考虑到桥头的跳车,在桥台处一般会做桥头搭板,以避免跳车现象,然而由于桥台后背的回填往往达不到设计要求以及道路与桥台的沉降不均匀一致,还是有许多桥梁的桥台处存在这个问题,因此,桥台后背的回填必须要按照设计要求和规范要求进行回填,以减少差异沉降导致的桥头跳车现象的发生。根据以往桥梁施工经验,桥台后背处一般要求用中粗砂或级配碎石进行回填,因此,对桥台后背处可以采用超载预压方法结合井点降水措施加快路基沉降,除采用粉煤灰掺石灰轻质填料作路堤并加载顶压外,在道路两侧采用轻型井点降水措施。施工过程中,重点控制井点的降水施工情况,每天检查井点排水情况,并进行随机抽查,防止井点被堵。按规定设置沉降观测点,认真记录观测的沉降值,绘制沉降速率表,及时分析地基沉降情况。通过这些措施,可以看到井点降水解决了地基深层的沉降,超载预压解决了地基的浅层沉降,深层、浅层沉降同时进行,保证地基均匀沉降一致,减少工后差异沉降,工后沉降处于控制范围,当桥台后背与道路路基沉降均匀一致后,即可拆除井点和卸载超载预压,对整个路基碾压后进行后续工序的施工。
6. 结语
近几年来,工程技术人员对地下水位偏高地区和在软土地基处修建道路中存在的一些技术问题进行了较为系统的研究,结合我们自己的研究和和实践以及在施工中总结的经验,对于路基施工中存在的问题主要有以下处理方法:
6.1在路基中设置明沟或纵横盲沟,有效地降低土基的含水量,便于碾压。
6.2采用土工布包裹石灰土填方,不仅沉降量小,而且起到稳定好,强度高,防止反射裂缝的作用。
6.3用磨细生石灰处理过湿路基,可改变土的塑性和降低土的含水量、提高路基土的整体强度和水稳定性。使路基顶层的压实度达到设计要求。
6.4 适当地确定路面标高,确保掺灰土路基在地下水位之上,这样在水稳性较好的掺灰土路基上,可以取消垫层或用二灰土取代砾石砂垫层。
6.5 解决软土地基的桥头跳车问题的本质是减少桥台桩基和桥坡路基沉降差异,目前在提高路基的刚度方面有各种工程措施,在工期条件许可的情况下,最经济而有效的措施是超载预压。
以上根据路基质量病害产生的原因进行分析,有针对性的在施工中采取相应的措施进行质量控制,严格按照设计和规范要求,注重施工工艺和施工质量,道路路基施工质量病害存在的问题就可以有效的预防。
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