穿越淺海段公路修復(fù)工程的施工技術(shù)研究

羅書朋

（中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司 450001）

1 工程概況

該項(xiàng)目位于塞內(nèi)加爾西部考拉克區(qū)，全長(zhǎng)38km，路基寬度10.2m，路面由7.5m寬瀝青混凝土，10.2m寬瀝青碎石組成，紅土水泥底基層、基層，中間穿過(guò)Baobolong河（1.4km），Baobolong河為鹽堿內(nèi)河。

2 地質(zhì)、地貌描述

Baobolong河河段原道路路面沉降，兩側(cè)漿砌石邊坡破損坍陷，下?lián)鯄A倒斷裂，道路狹窄。原瀝青路面出現(xiàn)破損，有坑洞和裂縫。修復(fù)道路要求將原道路兩側(cè)加寬并進(jìn)行邊坡防護(hù)，路基增高，重新修筑10個(gè)箱涵，鋪設(shè)瀝青碎石層和瀝青混凝土面層。

對(duì)原道路路基進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)發(fā)現(xiàn)，在靠近兩岸區(qū)域，頂部8m為淤泥，8m以下有約1m的砂質(zhì)黏土，9m以下又出現(xiàn)淤泥；在道路中間位置，深度15m范圍以內(nèi)均為淤泥。

通過(guò)壓力測(cè)定數(shù)據(jù)顯示，淤泥形成的黏土比較軟，堅(jiān)固度不足（壓力限值 Pl＜0.7MPa，形變模數(shù) 1.5＜EM＜6MPa）。通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)土樣分析，土樣的塑性指數(shù)30～60，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重膨脹和下陷。根據(jù)研究結(jié)果表明，這些淤泥易壓縮，富含有機(jī)質(zhì)，承載力低。

3 施工中采取的主要技術(shù)措施及效果

根據(jù)論證，通過(guò)以下方式對(duì)道路進(jìn)行了修復(fù)：

（1）結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形情況修筑臨時(shí)施工便道；

（2）左右兩側(cè)加寬區(qū)基礎(chǔ)換填潔凈的河砂；

（3）在砂層以上回填礫石土；

（4）開挖原道路兩側(cè)邊坡成臺(tái)階狀，便于新舊兩種土料搭接；

（5）整體路床加高回填50cm；

（6）修復(fù)原道路箱涵，以保持道路兩側(cè)水壓一致；

（7）在新建邊坡處布設(shè)混凝土下?lián)鯄蜐{砌石封閉道路邊坡；

（8）在路基頂部設(shè)置兩層水穩(wěn)層和兩層瀝青混凝土面層。

該段道路施工完成，已運(yùn)行16個(gè)月，運(yùn)行狀況良好，質(zhì)量得到了有效保證。

4 技術(shù)處理及研究

（1）淤泥質(zhì)路基處理方法：

針對(duì)當(dāng)?shù)夭牧咸攸c(diǎn)，當(dāng)?shù)?00km范圍以內(nèi)沒有堅(jiān)硬新鮮的巖石用于基礎(chǔ)回填，具有的巖石僅為紅土塊石，洛杉磯磨耗值達(dá)到50%以上，巖石中間有孔洞，質(zhì)地疏松，并且由于路基淤泥承載力較低，淤泥深，如果采用塊石回填，塊石回經(jīng)過(guò)擠淤的方式沉陷，需要回填塊石量大，不容易達(dá)到路基穩(wěn)定狀態(tài)。

經(jīng)過(guò)初次實(shí)驗(yàn)，采用潔凈的河砂進(jìn)行基礎(chǔ)淤泥換填，換填寬度為舊道路坡腳線到設(shè)計(jì)道路坡腳線往外1m的范圍，換填深度達(dá)到2m，路基就能達(dá)到很好得承載力，而且穩(wěn)定，滿足工程要求，質(zhì)量可以得到保證。施工中，按實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了河砂換填，河砂砂當(dāng)量要大于65%以上，如果回填砂中含泥較大，在浸水后，路基會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的沉陷導(dǎo)致路面回填土方及水穩(wěn)層出現(xiàn)開裂。換填潔凈的河沙時(shí)需要分層回填并灑水沉降，每層50cm，直到沙層不再沉降為止，由于滲水、土質(zhì)等原因，為防止換填開挖時(shí)兩側(cè)坍塌，換填開挖時(shí)路段不宜過(guò)長(zhǎng)，需要分段完成，每20m為一段，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)采用河砂換填的方式對(duì)加寬道路的基礎(chǔ)進(jìn)行了處理，加寬部位沒有出現(xiàn)不均勻的沉降，路基穩(wěn)定。

在路基換填完成并達(dá)到要求后，測(cè)量進(jìn)行道路橫斷面測(cè)量，這個(gè)時(shí)候的測(cè)量一方面是為換填的河沙確定工程量，另一方面是為了得到填筑礫石土前的橫斷面以進(jìn)行填筑方量的精確計(jì)量。

（2）道路加寬涉及到新舊土料回填搭接問題，如果新舊土料搭接不合適，會(huì)造成路基不均勻沉降。在施工該處路基土方回填時(shí)，采用臺(tái)階式搭接，臺(tái)階高度約50cm，臺(tái)階寬度應(yīng)能夠容納施工設(shè)備施工。應(yīng)按規(guī)定的高程和橫截面定線，在填層坡腳處形成一個(gè)最初的臺(tái)階。對(duì)于削臺(tái)階產(chǎn)生的土料，如果適用于路基填筑，則用于路基填筑，如果不適用于路基填筑，則應(yīng)按棄土處理。對(duì)于現(xiàn)有的路基或者開挖后的路基頂部30cm密度達(dá)不到規(guī)范要求的最小干密度95%時(shí)，則需要翻松、澆水并碾壓以達(dá)到合格的壓實(shí)度。路基填筑壓實(shí)度要求大于95%，每一層填筑層碾壓過(guò)后的層厚不大于20cm，碾壓根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行，同時(shí)為了保證填方斷面及碾子施工安全，每層填土寬度應(yīng)超出設(shè)計(jì)邊線10～30cm，振動(dòng)碾工作時(shí)要注意行走速度和遍數(shù)，禁止在碾壓面上急?；蜣D(zhuǎn)彎，振動(dòng)碾停車前應(yīng)先關(guān)閉振動(dòng)，在無(wú)振狀態(tài)下緩慢停車；碾壓應(yīng)達(dá)到無(wú)漏壓，無(wú)死角，確保碾壓均勻。這樣能夠很大程度上避免因新舊土料搭接造成的沉降而產(chǎn)生的裂縫。

（3）邊坡防護(hù)。邊坡下部設(shè)有鋼筋混凝土擋墻，鋼筋混凝土標(biāo)號(hào)為Q300（相當(dāng)于C20）。在涉淺海起始段和結(jié)尾段各60m（水位相比較較低）范圍內(nèi)鋼筋混凝土擋墻伸入原始地面線以下30cm，外露30cm，寬30cm；在涉淺海中間段（水位相比較較高）鋼筋混凝土擋墻伸入原始地面線以下70cm，外露50cm，寬35cm，混凝土擋墻整體坐落在換填的沙層基礎(chǔ)上，每4～6m設(shè)置伸縮縫。為了防止海水侵蝕，使用抗鹽堿水泥。由于滲水、坍塌等原因，下?lián)鯄﹂_挖時(shí)不宜過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)分段開挖，分段下設(shè)鋼筋籠、支立模板澆筑。

邊坡采用漿砌石護(hù)坡，厚度30cm，片石選用當(dāng)?shù)貓?jiān)硬的巖石片石制作，用M300的水泥砂漿封固墊層和接縫，水泥用42.5Ⅲ型抗鹽堿水泥。對(duì)于表面上暴露的片石，片石之間接縫不能超過(guò)3cm，每4～6m設(shè)置伸縮縫。

漿砌石頂部，道路兩側(cè)設(shè)置素混凝土上擋墻，水穩(wěn)基層以下30cm，寬15cm，混凝土標(biāo)號(hào)為Q300（相當(dāng)于C20），每4～6m設(shè)置伸縮縫。

（4）箱涵設(shè)置。為了保持道路兩側(cè)水壓平衡，該路段要設(shè)置足夠的箱涵。在雨季和海水潮汐期間，道路兩側(cè)水位差不能過(guò)高，在該1.2km路段設(shè)置了10道2×1m的箱涵。由于施工環(huán)境的特殊性，此段箱涵施工不同于其他路段普通箱涵：在施工前每個(gè)箱涵都必須完成圍堰的施工，然后再開始拆除廢舊箱涵，為保證施工進(jìn)度，要確保4個(gè)箱涵施工組同時(shí)開展工作，為此，在道路和旁邊便道中間連接一條便道，把此段道路分成兩段，4個(gè)工作組分別從這兩段的中間向兩段開展施工。和路基加寬處理原理一樣，老舊箱涵拆除后基底同樣需要換填潔凈的河沙，分層回填并灑水沉降，直到沙層不再沉降為止，與此同時(shí)，由于滲水、坍塌等原因，箱涵的垂裙需要和箱涵底板分開先行澆筑，預(yù)留和箱涵底板連接的鋼筋位置。垂裙?jié)仓瓿珊箝_始進(jìn)行10cm墊層的施工，然后依次進(jìn)行底板、邊墻、頂板的施工。特別注意，為了防止海水侵蝕，此段箱涵所用水泥為抗鹽堿水泥42.5Ⅲ型，鋼筋混凝土標(biāo)號(hào)為Q350（相當(dāng)于C25）。在箱涵混凝土澆筑完成后7d，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室驗(yàn)證試塊的7d強(qiáng)度，確認(rèn)箱涵主體混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，便開始進(jìn)行箱涵兩側(cè)及頂部瀝青粉刷施工，待瀝青干燥后，便開始箱涵兩側(cè)回填，每層不超過(guò)15cm，采用手扶振動(dòng)碾和立式夯碾壓、夯實(shí)。需要注意的是，箱涵內(nèi)模板需要在混凝土齡期達(dá)到21d后方可進(jìn)行拆除，箱涵頂部回填必須要等到箱涵混凝土齡期達(dá)到28d，頂部回填2層后，便可以采用大型壓實(shí)機(jī)械施工。

箱涵進(jìn)出水口進(jìn)行拋石施工，選用拋石為當(dāng)?shù)貓?jiān)硬的巖石片石，直徑50cm，拋石范圍：寬1.5m，深0.5m，長(zhǎng)度為箱涵兩側(cè)耳墻范圍內(nèi)。

在進(jìn)行箱涵施工時(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況適時(shí)拆除部分箱涵的圍堰，以便兩側(cè)水流的互通，防止出現(xiàn)單側(cè)水壓過(guò)大的情況。

（5）路基加高。根據(jù)淺?；蚝恿鳉v史最高水位，確定箱涵的高程，以此確定路基增加高程。加寬完成后，原道路高程面以上再回填至少2層土料，盡可能避免因道路加寬新舊土料搭接而產(chǎn)生的路基沉降。

路基填筑壓實(shí)度要求大于95%，每一層填筑層碾壓過(guò)后的層厚不大于20cm；填筑施工誤差要求：①路基填筑頂部高程（即路基填筑完工誤差）＋10/～30mm；②路基填筑分層高差＋10/～40mm。

在某一段路基完成碾壓達(dá)到填筑要求后，測(cè)量隊(duì)?wèi)?yīng)按經(jīng)工程師批準(zhǔn)的橫斷面圖布設(shè)高程控制樁，用于在填筑施工期間控制每個(gè)填筑層的填筑高程以及路基的最終填筑高程。

（6）對(duì)完成的土方施工成果的保護(hù)。完成透層施工后，在其上覆蓋一層人工砂來(lái)保護(hù)水穩(wěn)層。在透層施工之前要對(duì)施工段進(jìn)行清掃，保證施工段的清潔且沒有松散顆粒。透層油灑布前24h之內(nèi)對(duì)基層進(jìn)行灑水，基層灑水均勻、不漫流、不起泥，水分充分滲透于基層土中。在進(jìn)行透層撒布前需要對(duì)此段10個(gè)箱涵外露的女兒墻進(jìn)行保護(hù)，保證其不受污染，可以用廢棄的水泥袋進(jìn)行覆蓋。瀝青透層施工采用瀝青撒布車撒布0/1液體瀝青，現(xiàn)場(chǎng)透層瀝青撒布量控制在每平米不低于1.27kg，施工寬度為10.2m。為保證透層的均勻性及質(zhì)量的穩(wěn)定性，要求在濕、霧、大風(fēng)或即將降雨時(shí)不得進(jìn)行透層施工。透層灑布后需要鋪灑人工砂，但是時(shí)間必須控制在瀝青灑布3h之后，采用進(jìn)占法使車輛行駛在灑過(guò)砂子的路面上并嚴(yán)禁急剎車，人工均勻?yàn)⒉季鶆驋咂?，通行車輛應(yīng)該控制車速。

5 技術(shù)性能指標(biāo)

（1）兩側(cè)基礎(chǔ)河砂回填需達(dá)到2m，河砂砂當(dāng)量大于65%；

（2）河砂頂部回填砂礫土，土料料要求 CBR＞15，IP＜12，Vb＜5；

（3）土料回填時(shí)要逐層壓實(shí)，壓實(shí)度大于95%；

（4）原道路兩側(cè)開挖成臺(tái)階狀，臺(tái)階高度50cm，便于新舊路基搭接，防止不均勻沉陷；

（5）在老道路頂部回填至少2層土料后，再開始制作半剛性水穩(wěn)層，防止不均勻沉陷造成道路結(jié)構(gòu)層斷裂，半剛性水穩(wěn)層在水平面以上，故采用普通水泥即可；

（6）采用漿砌石封閉道路邊坡，保持路基穩(wěn)定，邊坡下部設(shè)置鋼筋混凝土擋墻，邊坡上部設(shè)置素混凝土墻，采用抗鹽堿水泥42.5Ⅲ型，鋼筋混凝土標(biāo)號(hào)為Q350（相當(dāng)于C25）；

（7）瀝青混凝土路面彎沉值小于40。

6 效益分析及推廣應(yīng)用前景

公路工程在西非建筑施工市場(chǎng)上占有的份額較大，工程較多，但是這些國(guó)家經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，資金短缺，很多公路在通過(guò)不良地質(zhì)段時(shí)，并不考慮架設(shè)橋梁，而是采用修筑多座箱涵方式跨越河流、淺海海灘等。

本工程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)采用河砂換填，材料獲得方便廉價(jià)，有效的降低了施工成本。

通過(guò)依托塞內(nèi)加爾DK公路項(xiàng)目中穿越1.4km淺海海灘施工技術(shù)研究，對(duì)后續(xù)在西非施工的公路工程，有一定指導(dǎo)和參考意義。