■鄒洪峰■九江市公路管理局廬山分局,江西 九江 332000
公路路基是道路結構中的重要組成部分,它是在道路紅線位置內修建起來的呈帶狀的構造物,為上層路面結構提供堅實的承重基礎。路基的強度和穩(wěn)定性直接影響著公路的整體使用壽命,同時也影響著公路的平整度、舒適度、通車性能等,我們通常所見到的公路塌陷、大面積裂縫、翻漿等,基本上都是因為下部路基結構出現了問題,從而表現在上層結構中的各種病害。
路基的質量管理主要存在于兩部分內容,一是設計環(huán)節(jié),另外就是施工過程的質量控制。在設計環(huán)節(jié)中,設計人員根據現場的實際環(huán)境、土質條件、項目規(guī)模,做好充分的地質勘測,然后有針對性地完成公路項目的路基設計。合理的設計方案,不僅能保證公路公路的質量滿足運行要求,而且能降低工程造價,節(jié)約施工成本,避免一些無效率的材料和人工投入。而施工階段過程中,主要是對設計方案的具體實施,如路基的開挖、換填、碾壓密實等過程都需要滿足設計要求和國家規(guī)范標準,同時也需要注意發(fā)現設計方案中的缺陷,及時與監(jiān)理單位和設計單位進行溝通,以便于優(yōu)化施工方案。另外,隨著我國社會經濟的不斷發(fā)展,越來越多的公路項目都是在惡劣的環(huán)境中修建起來的,如沼澤地、鹽堿地、濕陷性黃土地段以及凍土路段等,這些路段原土層本身質量差,含水量極高,給路基的設計和施工都帶來了極大的難度。
含水率是路基土質的一個重要指標,如路基中含水量較大會使得填筑層碾壓無法達到密實要求,從而造成后續(xù)的一系列病害。通常根據不同的土質在填筑前都需要進行擊實試驗,以確定最大干密度和最優(yōu)含水量。因此,路基施工時做好排水措施也是保障路基施工質量的關鍵環(huán)節(jié)之一。路基施工中為了保證不受到水的影響,都要做好臨時性的排水措施,常見的有以下幾種情況:
(1)地面排水設施。路基施工中的地面排水設施如排水溝、邊溝、急流槽、截水溝等,都是基礎的防水和排水措施,為的是有效地將路基內以及路基周邊的水攔截和排擠出去。例如路基的路肩外側或低路堤的坡腳外側開挖邊溝,將路基中的水引入到集水井內,然后用水泵排放到路基以外區(qū)域,從而有效減少路基的含水量,保障路基質量。
(2)地下排水設施。因路基開挖較深或自然土質情況,經常會有大量的地下水涌出。常見的地下排水設施如滲井、檢查井、滲溝、暗溝等,其目的在于將地下水流截斷、排除并降低地下水位,防止地下水侵蝕路基結構。實際工程中根據條件的不同所采取的設施也不同,如:①當地下水流量大且地下引水較長時,通常都采用管式滲溝的方法進行排水,并且設置排水管、反濾層以及封閉層;②如果管式滲溝的長度在100~300m之間時,則可在末端設橫向泄水管進行分段排除地下水;③當地下水位較高時,為保證正常施工應采取疏導、隔離和堵截的方式進行處理;④當路塹或者邊坡內發(fā)生地下水滲流,可根據滲水量和滲水的位置,采用排水溝、滲溝、集水井等降低地下水或者將地下水排出。
首先,路基填筑時必須嚴格遵循分步回填要求,保證每一步回填量控制在30cm以內,并且碾壓密實,經過驗收合格之后再進行下一步回填。其次,對于回填材料應保證無凍土塊,垃圾土、大粒徑填料等,從而提高路基整體密實度,路基的填料最小強度和最大粒徑應滿足下表1中的要求。
表1 路基填方材料最小強度和最大粒徑
碾壓密實是保證路基強度和穩(wěn)定性的重要措施,在路基填料質量合格的基礎上,提高壓實度的關鍵就在于碾壓工藝的合理性?,F階段,路基碾壓普遍都采用了大噸位的壓路機來完成,尤其是依靠自重作用的靜壓光面鋼筒壓路機,在一般的路基碾壓中最為常見。它是利用自身重力(或振動壓力)使得土層發(fā)生變形,進而達到壓實的目的。相對于靜壓而言,振動碾壓除了作用于土質表層之外,其振動力還可以壓力沖擊波的形式傳遞到土質內部,使得固體顆粒間的摩阻力減小,并擠緊了空隙,提高碾壓的效果。因此,施工中常用靜壓來對路基進行預碾壓,而振動碾壓來作為深度碾壓和終壓。
另外,在施工中常會遇到特殊土質,如①潮濕地區(qū)土質碾壓時,可在填料中摻加生石灰,改善填料的性質,從而獲得預期的碾壓效果,也可采用其它新型吸水材料加固。②黃土路基的碾壓,因黃土的含水量相對較小,應均勻加水之后再行碾壓。如果水量添加過大,則需要翻曬晾干,或摻加生石灰處理至含水量達標后碾壓。③若路基土質有強濕陷性或較高的壓縮性,并且其容許承載力低于路堤自重壓力時,可以根據實際情況采用重錘夯實,石灰樁擠密等工藝來處理。
路基施工時為了保證碾壓后的質量和控制下沉量,通常要進行沉降監(jiān)測,可沿著路線的縱向選擇幾個有代表性的斷面,設置變形觀測樁來觀測路基的變形情況,然后分析變形量來對路基的穩(wěn)定性進行判斷。常用的觀測樁有兩種,一種是設置在路中心和左右路肩距離邊緣0.5米處的,即沉降觀測樁;可用鋼板或分段鋼管制作,每段長度約50cm,兩端加工成螺紋絲口,并用內螺紋絲口的套管進行連接。在填筑施工前埋設好首節(jié)沉降觀測樁,以后隨著路基分層填筑的增高而連接加高。另一種是設置在距路基坡腳5米距離處方木制成的位移觀測樁(100×100mm方木),觀測點設置在樁頂,埋設應超過1.5米。在施工過程中要加強對觀測樁的保護,在樁位設置明顯的警示標志,避免觀測樁受到破壞,保持沉降觀測的連續(xù)性。
路基分層填筑時,逐層都需要進行變形觀測,如果相鄰兩層填筑間隔時間較長,則需要隔上3天進行一次觀測。在路基的預壓期內單次變形觀測的時間間隔不得超過2周,做好每次監(jiān)測的數據、對比、分析結果等。一般情況下,如當日監(jiān)測到的路基沉降量在1cm以內,并且位移量在3cm以內的,都可視為合格。如有一項指標超過該范圍,則應立即停止后續(xù)施工,及時返工處理,以確保分層路基的穩(wěn)定性。
路基是道路工程的基礎結構部分,它承載著道路上各種車輛的荷載力,因此其質量直接決定了道路的各方面使用性能和使用壽命。在公路路基施工過程中,還需要控制好各項工程材料,加強現場各環(huán)節(jié)的工程質量管理,這樣才能全面保障路基的質量,從而提高公路的使用壽命。
[1]張海勤,蔣小軍.淺談沿海地區(qū)軟土路基處理的設計與施工[J].城市道橋與防洪,2009(4).
[2]廖林.淺談市政道路工程中的軟土路基施工技術[J].城市建設理論研究(電子版),2012(15).
[3]隋德海,趙鑫.高速公路路基施工質量控制探討[J].中國新技術新產品,2010(23).