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摘 要:本文讨论了公路工程中高填方路基施工技术和质量控制措施,供大家参考。
关键词:高填方路基;填筑;新技术
1前言
填方作为公路工程施工中工程量大、投资多、影响工程质量的关键环节,但其重要性又往往被施工人员所忽略。特别是随着公路建设的高速发展,公路建设常常需要进行高填方路堤施工,不注意总结经验和施工方法的路基施工, 往往容易产生路基下沉、边坡滑塌或路基开裂等质量病害,严重地影响到公路建设工程的质量。因此,笔者拟结合施工中的经验,针对高填方路基易产生质量病害问题,分析原因,探讨如何进行高填方路基施工质量控制的措施。
2高填方路基产生的质量病害问题及原因分析
当高填方路基施工完工之后,长时间的经历汽车重复荷载的压力作用,会产生一些路基的整体下沉与局部下沉的问题。尤其是在填挖方接头处,路基下沉就特别突出。由此看来,高填方路基的稳定是与边坡高度有关,也与路基填料、性质、边坡坡度、地基性质、水文状况、路基压实机具、施工方法等密切有关。对于高填方路基的施工,即使施工队伍素质较好、设备齐全、施工管理和技术管理严密、质量管理体系健全并能按照《公路路基施工技术规范》要求进行正常施工,但高填方路基是放在半无限体上的线性工程,由于所处的环境千变万化和工程地段的水文地质情况错综复杂, 加上暴露在野外环境中作业, 路堤上的密实与自身固结都需要一定的时间,而常年遭受重复荷载的作用,因此在工程施工过程中和工程完工后的车辆营运阶段,就容易产生较多的质量病害,且难处治。对上述质量病害的产生的原因分析起来,大体有如下几点。
一是设计原因产生的。设计上没按照《规范》要求认真地对高填方路基作特殊设计,或未进行稳定性计算。而是按一般路基进行设计,致使路堤质量达不到高填方路堤的质量要求而埋下质量隐患甚至产生质量病害。而且施工工艺、填料等未作特殊要求说明的路段,当工程施工过程中或工程完工后,高填方路基将会有较大整体下沉或局部沉陷,從而影响到公路的正常使用。
二是施工原因产生的。施工时没有很好的处理基底,而造成其承载力不足,产生路堤下沉或开裂等质量病害;路基施工未能严格执行《施工规范》,违规施工,使用非适用性填料,填料超厚,压实度不合格,压实机械不合理,压实宽度不足等都可能造成路基松软,强度不均匀,而造成路基沉降、边坡滑塌或出现路堤表面开裂。
3高填方路基施工工艺
高填方路基施工常采用挖掘机及装载机装车,大吨位自卸汽车运输;采用分层填筑、分层压实的施工方案。
1 )施工前先填筑试验段。施工前选择一长度不小于2 0 0 m的填方地段作为试验段,以取得压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数及碾压速度、工序、每层材料的松铺厚度、材料的含水量等有关数据以指导施工。
2 )施工前准备工作:人员、材料及机
械设备准备、路基放样、路基清表、路基填前碾压。
3 )填方区上料: 按每层松铺3 0 c m 厚度计算卸料密度, 由远及近进行卸料,一层料卸完后,即停止卸料,进入摊铺和整平阶段。
4 )填方的整平: 按层厚3 0 c m 的松铺厚度、采用自重3 0 t 以上大型履带式推土机初步摊平,再用平地机进行精平,并按照设计的横坡施工,以利于排水。对机械无法到达边角采用人工找平。
5 )填方的碾压: 碾压采用振动式压路机, 压路机的行驶速度控制在4 k m /l a之内,先静压一遍,然后振动压实三遍,最后再静压赶光。碾压时直线段由两侧向中间,小半径曲线段由内侧向外侧,纵向进退式进行,横向接头重叠0.4 m~0.5 m,纵向碾压轮迹重叠1
m~1.5 m,碾压不到之处,用小型机械配合夯实。做到无漏压,无死角,确保碾压均匀。
4高填方路基施工的新技术、新工艺
4.1 强(重)夯技术在高填方路基施工中的应用
1 )强夯原理。地基处理的目的是改善土的性质和结构,减小土的渗水性、压缩性,控制其湿陷性的发生。强夯法就是针对湿陷性黄土的特性,采用起重机将大吨位的夯锤提升到一定高度,使其自由下落, 通过对地基施加很大的冲击能, 使地基强度提高,土的压缩性降低,消除黄土的湿陷性,以达到地基加固的目的。重锤冲击致使土颗粒破碎或产生水间的相对动,使微结构破坏,从而使孔隙中气体迅速排出或压缩,孔隙体积减小,从而形成较密实的土体结构。
2 )施工方法。a:原地面采用强夯处理。对Ⅱ级自重湿陷性黄土路段或填方大于8 ITI路段采用强夯处理,强夯单点夯击能大于1 000 kN•m,采用1.6倍锤径左右的点距,以梅花形夯击,单点夯击次数第一遍不少于4击,第二遍不少于5击;以最后2击平均沉落量小于5 c m控制单点夯击次数;第三遍采用夯击能为5 0 0 k N • m满面夯实,每点夯击3击~4击,处理范围为路基坡脚以外3 m内。
b:重夯施工。每填筑3 m高路基,进行重锤满面夯实一次。重锤施工单点夯击能6 0 0 k N • M,以最后一击夯沉量小于2 c m控制单点夯击次数。
3 ) 强( 重) 夯施工检验和质量控制。a : 将地表杂草、树根、腐殖土清除干净,原地推平后压实并测量原地面压实度。b:在整平场地上,按夯点布置图布置夯点,夯点位置应准确测放,标明位置,方可施工。c:夯前应对锤重及落距进行标定,夯击时严
格按照设计确定参数及标准进行。d:现场使用S 3水准仪测量夯沉量,同时做好强夯过程中的测量记录工作。
4 )强夯处理结论。a:E t.土的天然含水量在低于塑限含水量的1%~3%,且接近最佳含水量时,强夯效应最好。b:湿陷性黄土夯实到一定程度,夯实遍数对加固深度影响较小。c:在夯沉量满足要求的情况下,可消除黄土湿陷性,达到加固地基的目的。
4.2 土工格栅在高填方路基施工中的应用土工格栅是以聚丙烯、高密度聚乙烯为原料, 经特别的挤压、成板、冲孔过程后再纵向、横向拉伸而制成, 均匀荷载分布,具有较高的双向拉伸模量和抗拉强度,较高的抗机械破坏能力、耐久能力。土工格栅运用在路基纵向填挖交界处及地面坡度陡于1:3.0路段处,其加铺在路床顶及路床顶以下1 5 0 c m处,每幅工格栅相接部位重叠复压2 0 c m,并用锚钉加固,其间距为1m,均匀分布。土工格栅有提高路基整体稳定性,防止路面反射裂缝,延缓反射裂缝的发生和发展,增强路基承载力,延长路基使用寿命,施工省时省力等作用。土工格栅由于其具有优良的抗拉力学特性、稳定的质量和施工方便等特点,近年来已被广泛应用在公路工程建设领域。在我国公路建设中,更多地选用土工格栅来进行高填方路基的整体稳定性加固,有效地改善了高填方路基
整体失稳的技术难题。目前土工格栅不仅用于路基工程,而且在大中小修路面工程中得到了广泛的运用,其效果良好。
5 结语
进入二十一世纪以来,随着我国国民经济的高速发展,现代经济对我们公路行业的施工质提出了更高要求,特别是高填方路基的施工质量,将直接关系到道路运输的安全与畅通。然而,在我国的大部分省市, 公路工程往往是要求当年设计、当年施工、并在当年竣工。工期短,任务重,因而不可能以施工过渡式路面达到简易通车,来满足路基的自然沉降,所以必须确保高填方路基在竣工时就具有足够的强度和稳定性,因此,做好高填方路基施工过程的质量控制具有重大意义。
关键词:高填方路基;填筑;新技术
1前言
填方作为公路工程施工中工程量大、投资多、影响工程质量的关键环节,但其重要性又往往被施工人员所忽略。特别是随着公路建设的高速发展,公路建设常常需要进行高填方路堤施工,不注意总结经验和施工方法的路基施工, 往往容易产生路基下沉、边坡滑塌或路基开裂等质量病害,严重地影响到公路建设工程的质量。因此,笔者拟结合施工中的经验,针对高填方路基易产生质量病害问题,分析原因,探讨如何进行高填方路基施工质量控制的措施。
2高填方路基产生的质量病害问题及原因分析
当高填方路基施工完工之后,长时间的经历汽车重复荷载的压力作用,会产生一些路基的整体下沉与局部下沉的问题。尤其是在填挖方接头处,路基下沉就特别突出。由此看来,高填方路基的稳定是与边坡高度有关,也与路基填料、性质、边坡坡度、地基性质、水文状况、路基压实机具、施工方法等密切有关。对于高填方路基的施工,即使施工队伍素质较好、设备齐全、施工管理和技术管理严密、质量管理体系健全并能按照《公路路基施工技术规范》要求进行正常施工,但高填方路基是放在半无限体上的线性工程,由于所处的环境千变万化和工程地段的水文地质情况错综复杂, 加上暴露在野外环境中作业, 路堤上的密实与自身固结都需要一定的时间,而常年遭受重复荷载的作用,因此在工程施工过程中和工程完工后的车辆营运阶段,就容易产生较多的质量病害,且难处治。对上述质量病害的产生的原因分析起来,大体有如下几点。
一是设计原因产生的。设计上没按照《规范》要求认真地对高填方路基作特殊设计,或未进行稳定性计算。而是按一般路基进行设计,致使路堤质量达不到高填方路堤的质量要求而埋下质量隐患甚至产生质量病害。而且施工工艺、填料等未作特殊要求说明的路段,当工程施工过程中或工程完工后,高填方路基将会有较大整体下沉或局部沉陷,從而影响到公路的正常使用。
二是施工原因产生的。施工时没有很好的处理基底,而造成其承载力不足,产生路堤下沉或开裂等质量病害;路基施工未能严格执行《施工规范》,违规施工,使用非适用性填料,填料超厚,压实度不合格,压实机械不合理,压实宽度不足等都可能造成路基松软,强度不均匀,而造成路基沉降、边坡滑塌或出现路堤表面开裂。
3高填方路基施工工艺
高填方路基施工常采用挖掘机及装载机装车,大吨位自卸汽车运输;采用分层填筑、分层压实的施工方案。
1 )施工前先填筑试验段。施工前选择一长度不小于2 0 0 m的填方地段作为试验段,以取得压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数及碾压速度、工序、每层材料的松铺厚度、材料的含水量等有关数据以指导施工。
2 )施工前准备工作:人员、材料及机
械设备准备、路基放样、路基清表、路基填前碾压。
3 )填方区上料: 按每层松铺3 0 c m 厚度计算卸料密度, 由远及近进行卸料,一层料卸完后,即停止卸料,进入摊铺和整平阶段。
4 )填方的整平: 按层厚3 0 c m 的松铺厚度、采用自重3 0 t 以上大型履带式推土机初步摊平,再用平地机进行精平,并按照设计的横坡施工,以利于排水。对机械无法到达边角采用人工找平。
5 )填方的碾压: 碾压采用振动式压路机, 压路机的行驶速度控制在4 k m /l a之内,先静压一遍,然后振动压实三遍,最后再静压赶光。碾压时直线段由两侧向中间,小半径曲线段由内侧向外侧,纵向进退式进行,横向接头重叠0.4 m~0.5 m,纵向碾压轮迹重叠1
m~1.5 m,碾压不到之处,用小型机械配合夯实。做到无漏压,无死角,确保碾压均匀。
4高填方路基施工的新技术、新工艺
4.1 强(重)夯技术在高填方路基施工中的应用
1 )强夯原理。地基处理的目的是改善土的性质和结构,减小土的渗水性、压缩性,控制其湿陷性的发生。强夯法就是针对湿陷性黄土的特性,采用起重机将大吨位的夯锤提升到一定高度,使其自由下落, 通过对地基施加很大的冲击能, 使地基强度提高,土的压缩性降低,消除黄土的湿陷性,以达到地基加固的目的。重锤冲击致使土颗粒破碎或产生水间的相对动,使微结构破坏,从而使孔隙中气体迅速排出或压缩,孔隙体积减小,从而形成较密实的土体结构。
2 )施工方法。a:原地面采用强夯处理。对Ⅱ级自重湿陷性黄土路段或填方大于8 ITI路段采用强夯处理,强夯单点夯击能大于1 000 kN•m,采用1.6倍锤径左右的点距,以梅花形夯击,单点夯击次数第一遍不少于4击,第二遍不少于5击;以最后2击平均沉落量小于5 c m控制单点夯击次数;第三遍采用夯击能为5 0 0 k N • m满面夯实,每点夯击3击~4击,处理范围为路基坡脚以外3 m内。
b:重夯施工。每填筑3 m高路基,进行重锤满面夯实一次。重锤施工单点夯击能6 0 0 k N • M,以最后一击夯沉量小于2 c m控制单点夯击次数。
3 ) 强( 重) 夯施工检验和质量控制。a : 将地表杂草、树根、腐殖土清除干净,原地推平后压实并测量原地面压实度。b:在整平场地上,按夯点布置图布置夯点,夯点位置应准确测放,标明位置,方可施工。c:夯前应对锤重及落距进行标定,夯击时严
格按照设计确定参数及标准进行。d:现场使用S 3水准仪测量夯沉量,同时做好强夯过程中的测量记录工作。
4 )强夯处理结论。a:E t.土的天然含水量在低于塑限含水量的1%~3%,且接近最佳含水量时,强夯效应最好。b:湿陷性黄土夯实到一定程度,夯实遍数对加固深度影响较小。c:在夯沉量满足要求的情况下,可消除黄土湿陷性,达到加固地基的目的。
4.2 土工格栅在高填方路基施工中的应用土工格栅是以聚丙烯、高密度聚乙烯为原料, 经特别的挤压、成板、冲孔过程后再纵向、横向拉伸而制成, 均匀荷载分布,具有较高的双向拉伸模量和抗拉强度,较高的抗机械破坏能力、耐久能力。土工格栅运用在路基纵向填挖交界处及地面坡度陡于1:3.0路段处,其加铺在路床顶及路床顶以下1 5 0 c m处,每幅工格栅相接部位重叠复压2 0 c m,并用锚钉加固,其间距为1m,均匀分布。土工格栅有提高路基整体稳定性,防止路面反射裂缝,延缓反射裂缝的发生和发展,增强路基承载力,延长路基使用寿命,施工省时省力等作用。土工格栅由于其具有优良的抗拉力学特性、稳定的质量和施工方便等特点,近年来已被广泛应用在公路工程建设领域。在我国公路建设中,更多地选用土工格栅来进行高填方路基的整体稳定性加固,有效地改善了高填方路基
整体失稳的技术难题。目前土工格栅不仅用于路基工程,而且在大中小修路面工程中得到了广泛的运用,其效果良好。
5 结语
进入二十一世纪以来,随着我国国民经济的高速发展,现代经济对我们公路行业的施工质提出了更高要求,特别是高填方路基的施工质量,将直接关系到道路运输的安全与畅通。然而,在我国的大部分省市, 公路工程往往是要求当年设计、当年施工、并在当年竣工。工期短,任务重,因而不可能以施工过渡式路面达到简易通车,来满足路基的自然沉降,所以必须确保高填方路基在竣工时就具有足够的强度和稳定性,因此,做好高填方路基施工过程的质量控制具有重大意义。