高速公路特殊路基潛在的病害與防御施工

趙曉雷（湖南省永州公路橋梁建設(shè)有限公司，湖南 永州425006）

路基工程是道路的基礎(chǔ)，它承受著本身的巖土自重和路面重力,以及由路面?zhèn)鬟f而來(lái)的行車(chē)荷載，是整個(gè)公路構(gòu)造的重要組成部分。為了保證線路質(zhì)量并防止災(zāi)害，必須研究路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的基本規(guī)律，針對(duì)路基設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)制定科學(xué)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范和工藝要求。特殊路基是指修建在不良地質(zhì)現(xiàn)象，特殊地形地質(zhì)情況，某些特殊氣候因素等不利條件下的道路路基。高速公路施工中，特殊路基處理得成功與否，將對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量和進(jìn)度，甚至造價(jià)的控制都起著至關(guān)重要的作用。筆者通過(guò)大量公路工程的建設(shè)與施工的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高速公路特殊路基的處理方法進(jìn)行論述，尤其是對(duì)高速公路特殊路基中軟土路基、膨脹土地區(qū)路基的潛在病害及防御施工進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1 高速公路特殊路基的分類及潛在病害

高速公路對(duì)地基變形量的要求很高，一般要求在使用期內(nèi)路堤的工后沉降不超過(guò)30cm，路橋搭接處不超過(guò)10cm。特殊路基是指修建在不良地質(zhì)現(xiàn)象，特殊地形地質(zhì)情況，某些特殊氣候因素等不利條件下的道路路基[1]。特殊路基有可能因自然平衡條件被打破，或者邊坡過(guò)陡，或者地質(zhì)承載力過(guò)低，而出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，因此，除要按一般路基標(biāo)準(zhǔn)、要求進(jìn)行設(shè)計(jì)外，還要針對(duì)特殊問(wèn)題進(jìn)行研究，做出處理。特殊路基主要包括：軟土路基、膨脹土路基、濕黏土路基、紅黏土地區(qū)路基、鹽漬土地區(qū)路基、黃土地區(qū)路基、風(fēng)積沙及沙漠地區(qū)路基；滑坡、泥石流、崩塌與巖堆地路段路基；季節(jié)性凍土、多年凍土、雪害及涎流冰地區(qū)路基；水庫(kù)、濱海以及沿河地區(qū)路基；采空區(qū)及巖溶地區(qū)路基等幾種。軟土路基、膨脹土地區(qū)路基是比較常見(jiàn)的高速公路特殊路基。軟土地區(qū)路基是指在軟土地區(qū)修建高速公路時(shí)所要鋪設(shè)的路基[2]。所謂軟土地區(qū)是指以飽水的軟弱黏性土沉積為主的地區(qū)，飽水的軟弱黏性土和淤泥等都是常見(jiàn)的軟土，而軟土在我國(guó)沿海、沿河以及濱湖地帶的分布是十分廣泛的。路堤失穩(wěn)或沉降過(guò)大等都是在高速公路修建時(shí)比較容易發(fā)生的病害。所謂膨脹土是指含有較多的黏粒及其他親水性較強(qiáng)的蒙脫石或伊利石等黏土礦物成分的一種特殊膨脹結(jié)構(gòu)的教質(zhì)土，多分布在我國(guó)二級(jí)或二級(jí)以上階地與山前丘陵地區(qū)。在此類泥土地區(qū)修建高速公路所要鋪設(shè)的路基稱為膨脹土地區(qū)路基。膨脹土因具有遇水膨脹、失水收縮的變形特性及其邊坡浸水強(qiáng)度衰減特性，在膨脹土地區(qū)的高速公路工程建設(shè)和工程運(yùn)營(yíng)中起到極大的破壞作用。

2 軟土地區(qū)路基及膨脹土地區(qū)路基的防御施工

2.1 軟土地區(qū)路基的施工工藝

普通軟土地區(qū)路基可采用塑料排水板和碎石樁對(duì)部分軟基進(jìn)行處理，路基采用分層均勻填筑的方法進(jìn)行。

首先，軟土地區(qū)路基施工前需進(jìn)行換填及設(shè)排水溝處理。按照路基施工規(guī)范要求開(kāi)挖縱、橫向排水溝將地表積水排除，溝谷、池塘表層淤泥清理干凈。排水溝的設(shè)置及換填根據(jù)軟土層厚度不同及時(shí)調(diào)整；其次，塑料排水板打設(shè)前，還需要在清理過(guò)后的地表鋪設(shè)形成路拱狀的泥巖填料，并按照設(shè)計(jì)要求在路基起拱層上填筑一層天然砂礫墊層，防止塑料排水板與砂層連接處受污染而排水不暢（根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)鋪設(shè)方法，確保礫墊層的連續(xù)性和排水效果）。塑料排水板通常采用步履式插帶機(jī)進(jìn)行施工。塑料排水板施工時(shí)插設(shè)間距尺寸誤差應(yīng)小于15m，其露出于砂礫石墊層上的長(zhǎng)度按20m控制。塑料排水板打設(shè)位置是根據(jù)機(jī)具就位前所設(shè)計(jì)的間距尺寸測(cè)放正三角網(wǎng)格來(lái)確定的，塑料排水板打設(shè)深度則是由機(jī)具就位后刻畫(huà)在鋼套上的進(jìn)尺標(biāo)志來(lái)控制的。塑料排水板的穿靴通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)將鋼套管和排水管激振入地下至設(shè)計(jì)深度以及卷?yè)P(yáng)機(jī)拔出套管同時(shí)將帶子剪斷兩個(gè)方面來(lái)完成的。至此，塑料排水板打設(shè)完成。在塑料排水板上根據(jù)路基分層均勻填筑的方法攤鋪層砂礫墊層并壓實(shí)，該過(guò)程中要嚴(yán)格控制填筑速率（填筑速率的控制是通過(guò)沉降和穩(wěn)定觀測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)的），避免加載過(guò)快引發(fā)路基基剪滑破壞的發(fā)生；最后，碎石樁施工采用振動(dòng)器干振成孔，并按“先護(hù)壁，后制樁”的辦法進(jìn)行施工。為了更好的提高路基的承載能力，減少沉降，軟土地區(qū)路段涵洞基采用摻和5%～8%水泥的碎石樁。測(cè)量地面高程做好試樁試驗(yàn)，成樁后在復(fù)合地基上面鋪筑碎石墊層，分層壓實(shí)至涵基底面標(biāo)高處。

2.2 膨脹土路基的施工工藝

在膨脹土地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，膨脹土與非膨脹土的正確識(shí)別，膨脹土膨脹勢(shì)的強(qiáng)弱和工程性質(zhì)的準(zhǔn)確判斷，是工程設(shè)計(jì)和施工中采取切實(shí)有效的方法進(jìn)行處理的保證。高速公路膨脹土地區(qū)路基施工要從路基斷面、路基高度、路基排水及路塹機(jī)構(gòu)方面進(jìn)行。膨脹土路基中膨脹土的最佳含水量影控制在3%以內(nèi)，摻灰處理后要求總漲縮率接近零，膨脹土路基土的強(qiáng)度及壓實(shí)度必須嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定及要求執(zhí)行，避免雨季作業(yè)。

首先，為了排水方便以及防止水分的滲透，膨脹土地區(qū)路基斷面橫坡應(yīng)盡可能大，路肩盡可能寬并適當(dāng)加寬或加深邊溝，同時(shí)采用相同材料鋪砌路肩與路面結(jié)構(gòu)確保土基水分的均勻性[3]。其次，為了防止膨脹土高路堤后期產(chǎn)生較大沉陷量，根據(jù)膨脹土風(fēng)化作用后可能出現(xiàn)濕脹干縮效應(yīng)的特點(diǎn)，膨脹土路基高度一般控制在3m以內(nèi)不宜過(guò)高。再則，為了確保膨脹土路基的穩(wěn)定性，由于膨脹土具有遇水膨脹、失水收縮的特點(diǎn)，路基排水設(shè)施顯得尤為重要。因而，路基排水不僅要做好路基地面的排水工程還應(yīng)做好基底防止水分蒸發(fā)的工作[4]。最后，排水設(shè)施施工完成并將水引至路福外后才可進(jìn)行路塹施工。施工過(guò)程中要采取相應(yīng)的防水密封措施保持土體原始含水量，路塹完成后需進(jìn)行加固和密封處理并設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)進(jìn)行邊坡防護(hù)。另一方面根據(jù)高速公路的相關(guān)要求，對(duì)路塹、路床（高速公路的路床都會(huì)超挖出30～50m）實(shí)施回填、壓實(shí)?；靥钜粤Ａ戏謱踊靥?，改性土回填以及非膨脹土分層回填為主。

3 結(jié)語(yǔ)

高速公路施工中，特殊路基處理的成功與否，將對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量和進(jìn)度，甚至造價(jià)的控制都起著至關(guān)重要的作用。為了避免高速公路特殊路基潛在病害的發(fā)生，保證施工質(zhì)量和進(jìn)度，高速公路特殊路基施工中應(yīng)根據(jù)不同的特殊路基的具體特點(diǎn)，采用不同的技術(shù)處理方案進(jìn)行施工。

[1]張誠(chéng)厚,袁文明,戴濟(jì)群.高速公路軟基處理[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1997.

[2]張留俊,等.高速公路軟土地基處理技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]柳莉,魯玉芬,開(kāi)明,朱毅.高速公路膨脹土地段路基施工技術(shù).露天采礦技術(shù),2006,(1).

[4]劉大軍,梁慶元.公路路基膨脹土填料改性處理的施工技術(shù)研究.探礦工程:巖土鉆掘工程,2004(4).