王瑋瑋
(河北省唐山市交通運輸局)
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,我國交通運輸事業(yè)也得到長足進步,其中一些公路由于各種各樣的原因而導(dǎo)致其無法適應(yīng)不斷變化的交通需求。同時,為了減少占地面積、節(jié)約資源,對原有道路進行充分利用,從而在原有公路的基礎(chǔ)上實施拓寬改建的計劃,這其中會涉及到路基拓寬和新老路基的搭接施工問題,為確保新老路基在承受路面荷載、行車荷載時還能保持一致的穩(wěn)定性和強度,避免新老路基結(jié)合部位發(fā)生路面開裂、路基失穩(wěn)等情況,而需要采取一些措施。對有關(guān)公路新老路基的搭接施工技術(shù)進行分析和探討,不足之處,敬請指正。
新老路基的區(qū)別,主要在于老路基已經(jīng)承載多年的自重及行車荷載,地基發(fā)生固結(jié)沉降,而且其壓縮變形量也已經(jīng)達到使用要求,新路基施工完成之后,會使得其繼續(xù)發(fā)生地基固結(jié)沉降和壓縮變形。路基填料和壓實度的區(qū)別會導(dǎo)致新老路基的回彈模量存在一定的差異;以上這些因素會造成新老路基在拓寬道路運營中發(fā)生工程響應(yīng)差異的現(xiàn)象。
原本的公路路面在拓寬改建施工過程中,以及施工后,新路基進行填土?xí)r會利用老路基邊坡,把部分荷載傳遞給老路基,會造成老路基發(fā)生二次沉降和壓縮變形的情況;新路基在發(fā)生沉降后,利用新老路基界面之間的負摩阻力,也會導(dǎo)致老路基發(fā)生一定程度的變形;老路基發(fā)生變形后又反映到路基頂面,會在老路的路面結(jié)構(gòu)中造成一個附加應(yīng)力,對老路路面結(jié)構(gòu)造成損壞。
某公路進行拓寬工程,公路全長約為235 km,其中軟土路段的長度是32 km,軟土路段的土質(zhì)主要是淤泥,在其表層覆蓋著一層薄硬殼,土性主要以粘土或者亞粘土為主。軟土厚度分布不均勻,深度不一,最深可達20.5 m。路基含水量甚至超過50%,孔隙比基本上1.6~1.8 之間。
項目新老路基進行搭接施工技術(shù),主要包括對老路邊坡一定距離內(nèi)的植被土以及壓實度不符合要求的填土進行清除,便于加寬路基進行下軟基的處理工作,新老路基結(jié)合處,要增加其接觸面積,以促進結(jié)合處抗剪能力的增大,對橫向臺階面進行設(shè)置,一方面解決了新老路基整體性問題,另一方面為土工隔柵進行使用時也提高了錨固長度的準(zhǔn)確性。
項目通過研究決定,對于路基填土高度不超過4 m 的路段,對其表層清坡40 cm,然后按照同等比例對邊坡進行開挖,直至坡腳處,地基進行處理后對臺階進行逐級開挖,逐層進行填土,直至設(shè)計標(biāo)高,圖1 為施工措施和相關(guān)截面尺寸。
圖1 新老路基搭接斷面圖
這個處理措施的最大好處就是工作面較大,工序不復(fù)雜,樁長一致,在路基填土高度不小于4 m 時,項目采用從下往上開挖的順序,外部整平完地基后,逐級向上開挖,最后在填土施工一級臺階位置對地基進行處理,以此循環(huán),直至設(shè)計標(biāo)高。這種施工方法土方量比較少,對于老路基的影響也不大,穩(wěn)定性可以得到有效保證,圖2 為新老路基搭接斷面圖。
圖2 新老路基搭接斷面圖
結(jié)合工程實踐,對于公路新老路基搭接施工相關(guān)措施提出一些建議。
4.1.1 地表處治
(1)地表處理施工前,先對原公路的地表進行土清除工作,對原有的土坑進行回填,并且夯實。
(2)對部分地基進行拓寬時,要按照工程的實際情況,選擇合適的填土,盡可能的選擇較近的填料,同時也要符合相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求,同時還可以選用輕質(zhì)路堤填料,對路段路堤的拼接工作,以此促進路基的附加應(yīng)力的減小。在本工程案例中,一部分路基選用的是EPS 超輕質(zhì)材料,對于避免發(fā)生地基變形和沉降有著較大的幫助,避免發(fā)生裂縫等質(zhì)量通病。
(3)地表施工時要按照路基的類型,以選擇合適的碾壓機具,在現(xiàn)場做路段試驗,對相關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)進行確定,包括碾壓功率、厚度、遍數(shù)以及最優(yōu)含水量等施工參數(shù)。
(4)對壓實度進行檢查,確保填土路基的質(zhì)量。
4.1.2 軟基處理
對于路段中有軟土地基的情況,首先要對軟土地基進行處理,現(xiàn)階段的常規(guī)處理方法有以下幾種。換填法、粉噴樁+砂墊層、攪拌樁、PTC 樁、EPS 路堤以及CFG 樁等。應(yīng)按照施工現(xiàn)場的實際情況,以及地層特點、工期要求以及周邊環(huán)境因素等進行選擇。
4.1.3 路基排水
公路新老路基搭接施工中,要注意水的影響,這是路基質(zhì)量通病最大的影響因素,如果地面水或者地下水對路基的穩(wěn)定性造成一定的影響時,應(yīng)當(dāng)采取必要的措施,比如引水、排水以及攔截等,確保影響路基質(zhì)量的因素始終處于可控制范圍之內(nèi)。
公路新老路基搭接施工時,要確保新老路基的銜接性,確保施工時老路的安全,以及施工的便利性。
4.2.1 新舊路基結(jié)合部位的處理
(1)清刷老路的路基邊坡,主要是由于對路基進行拓寬時,往往會在高路堤進行路基路段的拓寬,具體處理時舊路路基邊坡進行刷坡處理,舊路路基邊坡進行臺階開挖,高度約為60 cm,坡度則按照實際土質(zhì)進行選擇,臺階開挖過程中要按照路基填筑高度逐層進行,避免一次性完成臺階作業(yè)。
(2)填筑壓實,結(jié)合位置進行填筑壓實,把舊路硬路肩開挖,至路基頂面1 m 標(biāo)高處,和新路基一起進行填筑。
(3)鋪設(shè)土工格柵。為了確保土體填筑能夠具有一定的抗拉強度,在路基填筑到頂面時,新老路基銜接處要進行土工格柵的鋪設(shè),之后進行強夯整平處理。
(4)降低路堤高度。老路基對新路基產(chǎn)生了一個附加沉降量,其大小和拼接寬度、高度以及受力大小有很大的關(guān)系。
4.2.2 搭接處臺階尺寸
裂縫容易出現(xiàn)的位置,是在公路老路基的兩側(cè)拓寬的銜接處,為了避免此處發(fā)生裂縫,同時增強其拼接強度,因此進行臺階的設(shè)置,首先要解決搭接臺階尺寸問題,利用現(xiàn)場實踐以及數(shù)據(jù)模型分析,得出一個合適的尺寸,臺階的高寬比要符合施工標(biāo)準(zhǔn),如果設(shè)置的尺寸太小,沒有預(yù)期效果,如果太大則增加了工作量。
軟土地基進行處理,以及新老路基的搭接工作,在現(xiàn)階段而言,還沒有成立一套成熟的施工處理體系,許多施工技術(shù)建立在施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,無法進行有效計算和設(shè)計,因此必須加強施工現(xiàn)場的管理工作和檢測工作,這是非常有必要的。
綜上所述,新老路基拼接施工處理是一項復(fù)雜和系統(tǒng)的工作,針對的是新老路基搭接施工中發(fā)生不協(xié)調(diào)變形以及如何有效控制的問題,結(jié)合工程實踐,對有關(guān)公路新老路基的搭接施工技術(shù)進行分析和探討,以期對于我國公路建設(shè)施工質(zhì)量的提高,起到一定的理論指導(dǎo)意義。
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