公路基礎(chǔ)工程施工技術(shù)研究

　　1　路基填土與壓實(shí)
　　公路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性很大程度取決于路基填料的性質(zhì)及其壓實(shí)的程度。從現(xiàn)有條件出發(fā)，改進(jìn)填土要求和壓實(shí)條件是保證路基質(zhì)量最有效和經(jīng)濟(jì)的方法。
　　1.1路基填料
　　規(guī)范規(guī)定了對(duì)路基填料應(yīng)有條件的選用。對(duì)路基填料的最小強(qiáng)度和最大粒徑給了量化的標(biāo)準(zhǔn)，采用CBR值表征路基土的強(qiáng)度，引入了路床的概念。對(duì)上路床的填料提出了限制的條件，高速公路和一級(jí)公路路面底以下0-30cm的路床填料CBR值應(yīng)大于8，下路床及其下面的填土，也都給出相應(yīng)的規(guī)定值。當(dāng)路基填料達(dá)不到規(guī)定的最小強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)采取摻合粗粒料、或換填、或用石灰等穩(wěn)定材料處理，并不規(guī)定對(duì)其它等級(jí)公路鋪筑高級(jí)路面時(shí)，也要采用高速公路和一級(jí)公路的規(guī)定值。
　　1.2路基壓實(shí)
　　當(dāng)前路基施工，普遍采用了大噸位的壓路機(jī)，碾壓效果有了明顯的改善。對(duì)于提高路基土的壓實(shí)度起了很好的作用。規(guī)范規(guī)定高速公路和一級(jí)公路路面底面以下80cm～150cm部分的上路堤其壓實(shí)度必須≥95％，對(duì)其它等級(jí)公路當(dāng)鋪筑高級(jí)路面時(shí)，其壓實(shí)度亦應(yīng)按高速公路和一級(jí)公路的標(biāo)準(zhǔn)采用。此外，還增加了對(duì)路堤基底的壓實(shí)度不宜小于93％的規(guī)定。如在207國(guó)道主干線二級(jí)專用公路施工中，路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為高級(jí)路面，因而從路基開(kāi)始，所有的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)均采用一級(jí)公路驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
　　1.3特殊潮濕地區(qū)路基土的壓實(shí)
　　在特殊潮濕地區(qū)，路基土的壓實(shí)是相當(dāng)困難的，規(guī)范對(duì)此作出了若干調(diào)整：一是壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)試驗(yàn)資料確定或較表列數(shù)值降低2～3個(gè)百分點(diǎn)；二是對(duì)于天然稠度小于1.1，液限大于40，塑性指數(shù)大于18的粘質(zhì)土，當(dāng)用于下路床及其下的路堤填料時(shí)，可采用規(guī)定的輕型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；三是改善填料的性質(zhì)，在土中摻加生石灰，通?？梢垣@得預(yù)期的效果，也可采用新型吸水材料加固。同樣，在張家口市張宣大道拓建工程中，部分路段屬潮濕地區(qū)，按一般的施工方法難以達(dá)到要求，采用第三種辦法，取得了預(yù)期的效果。
　　1.4黃土路基填筑及壓實(shí)
　　(1)黃土路堤施工時(shí)，應(yīng)做好填挖界面的結(jié)合(縱向)，清除坡面雜草，挖好向內(nèi)傾斜的臺(tái)階。如結(jié)合面陡立，無(wú)法挖成臺(tái)階時(shí)，可采用土工釘加強(qiáng)結(jié)合。若地基土層具有強(qiáng)濕陷性或較高的壓縮性，且容許承載力低于路堤自重壓力時(shí)，可考慮采用重錘夯實(shí)，石灰樁擠密加固。(2)黃土含水量過(guò)小，應(yīng)均勻加水再行碾壓；如含水量過(guò)大，可翻松晾曬至需要含水量再進(jìn)行碾壓，也可摻入適量石灰處理，降低含水量。摻灰后應(yīng)將土、灰拌勻，其最大干密度應(yīng)通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)確定。(3)老黃土透水性差，干濕難以調(diào)節(jié)，大塊土料不易粉碎，使用前應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)決定措施。路床填料不得使用老黃土。新黃土為良好填料，可用于填筑路床。黃土路堤應(yīng)分層填筑，分層壓實(shí)，大于10cm的塊料，必須打碎，并應(yīng)在接近壓實(shí)最佳含水量時(shí)碾壓密實(shí)。
　　2　路基路面排水
　　水是影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的另一重要因素，許多路基病害是由水的侵蝕造成的，另外，從保護(hù)環(huán)境、不損害當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利設(shè)施考慮，也必須做好路基排水，形成排水系統(tǒng)，并與地區(qū)排水規(guī)劃相協(xié)調(diào)。在路基施工中，應(yīng)重視施工排水，防止因各種原因造成的水患，給路基、路面施工造成不必要的損失。
　　2.1地面排水
　　最通常采用的地面排水設(shè)施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管。對(duì)于高速公路和一級(jí)公路上的排水溝渠，一般都要求鋪砌防護(hù)。普遍采用漿砌片石加固、而水泥混凝土預(yù)制板塊也開(kāi)始廣泛應(yīng)用。高速公路和一級(jí)公路通過(guò)水網(wǎng)地段的路基，過(guò)去逢溝設(shè)涵的做法在一些地方有了改進(jìn)，對(duì)路線兩側(cè)的灌溉溝渠重新系統(tǒng)布置，免去了穿越路線的排灌涵洞，從而提高了路基的工程質(zhì)量。
　　2.2路面排水
　　路面排水的任務(wù)是迅速排除路面范圍內(nèi)的降水，減少水從路面滲入，使之不沖刷路基邊坡。路拱橫坡應(yīng)≥2％。雨水排出路面有二種方式。第一種是集中排水，在硬路肩外側(cè)設(shè)置水泥混凝土預(yù)制塊或現(xiàn)澆瀝青混凝土的攔水帶，以其與硬路肩路面構(gòu)成三角形的集水槽流水，每隔20m～50m間距設(shè)一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設(shè)超高路段的排水通過(guò)設(shè)在中央帶的圓形開(kāi)口排水溝或雨水井進(jìn)行排除。在西部降水量低的地區(qū)大多采用在中央分隔帶設(shè)過(guò)水槽排水。第二種是分散排水，多用于西北地區(qū)地勢(shì)平坦，路線縱坡小于0.3％的長(zhǎng)路段，除了硬化路肩和加固路基邊坡外，在經(jīng)過(guò)地下水位較高的綠洲地帶，也要防止邊坡上部的植草向上生長(zhǎng)擋住橫向排水出路造成路表積水，改進(jìn)的方法是硬化路肩，設(shè)置路肩排水溝，增大溝坡排水。
　　2.3地下排水
　　路基地下排水仍多用暗溝、盲溝、滲溝、滲井等，其特點(diǎn)是以滲透力式排水，當(dāng)水流量較大，多采用帶滲水管的滲溝。傳統(tǒng)的砂礫料反濾層多改用有反濾功能的土工織物，幾年研制的帶有鋼圈、濾布和加強(qiáng)合成纖維組成的加勁軟式透水管直徑8cm～30cm，很適用于地下排水。
　　3　路基防護(hù)
　　路基的修筑改變了地層的天然平衡狀態(tài)，以及路基暴露在空間，不斷受各種錯(cuò)綜復(fù)雜的自然因素侵蝕，因此需要進(jìn)行各種類型的防護(hù)。
　　3.1坡面防護(hù)
　　坡面防護(hù)的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風(fēng)化剝落以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)。近年來(lái)，隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，高等級(jí)公路的邊坡，多采用種草防護(hù)，邊坡較高時(shí)，采用砌石框格(方型、菱形、拱型、M型)種草防護(hù)。由于西部干旱缺水，邊坡種草防護(hù)類型的選擇很重要，現(xiàn)大多采用草坪植生帶，即將草籽、肥料和土均勻拌和裹于土工物內(nèi)，當(dāng)草籽發(fā)芽至長(zhǎng)成草起到固土作用后，無(wú)紡布纖維自然腐爛，不會(huì)污染環(huán)境，效果很好。石砌圬工防護(hù)仍較普遍使用，混凝土預(yù)制塊護(hù)坡多用在路堤邊坡，連片的及帶窗孔的護(hù)面墻，用于路塹邊坡。破裂的或易于風(fēng)化破碎的巖石路塹邊坡，采用錨桿掛鐵絲網(wǎng)或高強(qiáng)塑料網(wǎng)格噴漿或噴射混凝土，以及噴射纖維混凝土防護(hù)也有較好的效果。但由于石砌圬工及混凝土防護(hù)造價(jià)高、易破損等諸多問(wèn)題，從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，建議大力推廣既能改善生態(tài)環(huán)境，美化景觀，又一勞永逸的種草防護(hù)。
　　3.2沖刷防護(hù)
　　防護(hù)沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護(hù)。傳統(tǒng)的砌石、拋石，鐵絲石籠、擋土墻等有所改進(jìn)，用高強(qiáng)土工格柵代替鐵絲做石籠，用聚脂或聚胺脂類土工織物混凝土護(hù)坡模袋做成的護(hù)面板防護(hù)受水沖浪擊的邊坡，很能適應(yīng)土體不均勻沉降。例如鄂黃線二級(jí)公路沿長(zhǎng)江路段采用漿砌片石擋土墻，既防止了河水對(duì)路基的沖刷，又減少了路堤填土量，避免了路基侵占河床。
　　4　軟土地基處理
　　近年來(lái)，隨著高速公路和一級(jí)公路的建設(shè)的迅速發(fā)展，針對(duì)軟土地基，在防止路堤失穩(wěn)定、沉降觀測(cè)控制、軟土地基處理技術(shù)等方面取得了顯著成果。對(duì)處理的軟土地基用沉降速率作為鋪筑路面時(shí)間的沉降控制方法控制，使得在軟土地基上一次建成高級(jí)路面(而不是前期鋪筑過(guò)渡路面)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題得到了解決。
　　4.1灰土擠密樁
　　當(dāng)軟土地層含水量過(guò)大或過(guò)小時(shí)，采取灰土擠密樁。含水率過(guò)大可往孔內(nèi)填干土粉或石灰粉，以吸去部分水分，或快速成孔澆灌或邊成孔邊下套管，或成孔后下套管，含水率過(guò)小，應(yīng)預(yù)先浸濕加固范圍內(nèi)土層，成孔順序應(yīng)先外圈，后里圈并間隔進(jìn)行；對(duì)已成孔，應(yīng)防止受水浸濕，且應(yīng)當(dāng)天回填夯實(shí)；為避免夯打造成縮頸堵寒，應(yīng)打一孔，填一孔；當(dāng)樁孔較密，土質(zhì)松軟，應(yīng)采取間隔跳打夯實(shí)?？滋盍锨皯?yīng)先夯打孔底3～4錘；根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定的密實(shí)度要求，隨填隨夯，嚴(yán)格控制下料速度和夯擊次數(shù)，回填料應(yīng)拌合均勻，并控制其含水量；每個(gè)孔填料用量應(yīng)與計(jì)算用量基本符合，夯錘重不宜小于100Kg；錘型以梨型或棗核型較合適。有利于夯實(shí)邊緣土，不宜采用平頭夯錘，落距一般應(yīng)大于2m；如地下水位較高，應(yīng)降低水位后再回填夯實(shí)。已出現(xiàn)疏松、斷裂或夾層，應(yīng)用洛陽(yáng)鏟全部取出來(lái)，按規(guī)定重新填夯灰土，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。認(rèn)真按操作規(guī)程施工，灰土要按配合比稱量，攪拌要均勻，干濕要適度；每次下灰厚度、數(shù)量、落錘高度、夯擊次數(shù)要按試驗(yàn)規(guī)定做到前后一致：施工中嚴(yán)格按質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。
　　4.2輕質(zhì)路堤
　　用輕質(zhì)材料填筑路堤可減輕對(duì)地基承載力的要求。目前國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用粉煤灰填筑路堤的成功經(jīng)驗(yàn)，可使路堤白重減輕25％左右。用重型擊實(shí)試驗(yàn)法測(cè)定最大干容重為9～12kN／m³。硅鉆型粉煤灰粘性小，不具塑性，但液限在64％左右，最佳含水量37％-41％，有良好的壓實(shí)性能。粉煤灰路堤邊坡表層1m-2m用粘質(zhì)土包覆，以穩(wěn)定邊坡和利于長(zhǎng)草，路床頂面用粗粒土封閉厚0.3m～0.5m。
　　4.3土工合成材料加固
　　淺層(一般小于3m厚)的軟土地基可采用先在地表鋪筑土工布，再填筑路堤，土工布起分隔、過(guò)濾、排水和加速固結(jié)等作用，從而取代常規(guī)的置換方法。軟土層厚度3m～5m，采用土工布與砂墊層聯(lián)合處治，排水砂墊層的厚度可由50cm減薄至30cm。也有在路堤下面與地表之間鋪設(shè)多層土工織物，利用材料的高抗拉強(qiáng)度克服地基的滑動(dòng)變形來(lái)保持穩(wěn)定，通過(guò)控制填土速率，配合超載預(yù)壓，使地基迅速固結(jié)。
　　5　陷穴處理
　　陷穴是某些地區(qū)路基施工常見(jiàn)的病窖。陷穴處理范圍，應(yīng)視具體情況而定，宜在路基填方或挖方邊坡外，上側(cè)50m，下側(cè)10m-20m。若陷穴傾向路基，雖在50m以外，仍應(yīng)作適當(dāng)處理。對(duì)串珠狀陷穴應(yīng)徹底進(jìn)行處治。處理時(shí)，采用灌砂、灌漿、開(kāi)挖回填等措施，開(kāi)挖的方法可以采用導(dǎo)洞、豎井和明挖等。
　　(1)灌砂法適用小而直的陷穴，以千砂灌實(shí)整個(gè)洞穴。(2)灌漿法適用于洞身不大，但洞壁起伏曲折較大，并離路基中線較遠(yuǎn)的小陷穴，施工時(shí)先將陷穴出口用草袋裝土堵塞，再在陷穴頂部每隔4m～5m打鉆孔作為灌漿孔，待灌好的土漿或水泥漿凝固收縮后，再在各孔作補(bǔ)充灌漿，一般需要重復(fù)2～3次。(3)開(kāi)挖回填夯實(shí)適用于各種形狀的陷穴，填料一般用就地黃土分層夯實(shí)。(4)導(dǎo)洞和豎井適用較大、較深的洞穴，由洞內(nèi)向外逐步回填夯實(shí)，在回填前，應(yīng)將穴內(nèi)虛土和雜物徹底清除干凈。當(dāng)接近地面0.5m時(shí)，應(yīng)用老黃土或新黃土加10％的石灰拌勻回填夯實(shí)。處理好的陷穴，其上層表面均應(yīng)用石灰與土比例為三比七的石灰土填筑夯實(shí)或鋪填老黃土等不透水材料加以改善。石灰土厚度應(yīng)按設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行。如原設(shè)計(jì)未要求時(shí)，其厚度不宣小于30cm。并將流向陷穴的附近地面水引離，防止形成地表積水或水流集中產(chǎn)生沖