高速公路改擴建公路路基施工技術

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，中國道路的距離和等級也在不斷提高。許多前修建的道路無法滿足交通能力的要求。為了節(jié)約資金，許多道路都已經(jīng)加固了舊路，并進行了翻修。道路改造項目中，存在一條延長的道路，而不是一條開采道路的路，這與舊路的基本側和建筑工人的下降不一致。施工后，車輛在設計年內(nèi)發(fā)生縱向裂縫。本文以安楚高速公路改建工程十三合同段為例論述改建公路路基施工。1路、路、空間基礎設計本合同段起點位于楚雄蔣家山K134+100處，終點樁號K146+000，主線全長11.83322km，全部按山嶺重丘區(qū)高速公路設計，整體式路基寬度26m，分離式路基寬13m，抗震設防烈度為Ⅶ度，特殊路基設計主要采用Φ37.7cm碎石樁、碎石墊層，片石墊層及土工格柵等方式處理，路基填方地段60cm及挖方地段路槽下60～80cm范圍內(nèi)采用級配碎石填筑或換填，小橋臺身、排水及防護工程設計主要采用漿砌片塊石砌筑。2技術準備開工前技術準備工作很多，但對于改建公路而言，最重要是老路調(diào)查，沿線水文地質(zhì)調(diào)查、料場調(diào)查、設計原地面復測等工作。2.1新老路沉降原因分析老路的調(diào)查工作主要包括：(1)老路路面彎沉，對于老路彎沉特別差的地段，要分析原因，決定是否進行地質(zhì)改良；有利于加寬側路基完成后與老路彎沉進行對比，盡量保證新老路彎沉一致或接近，相差比較大的地段要分析原因，決定是否進行地質(zhì)改良或降低新路基填土厚度，確保路面鋪完后不至產(chǎn)生不均勻沉降。(2)老路面縱、橫向裂縫，對于出現(xiàn)縱、橫向裂縫地段要分析原因，決定是否要翻挖重新回填或改善路基橫向排水措施。(3)老路結構物類型、使用狀況等，與設計對比，接長涵洞、通道、橋梁等是否與設計相符及接長利用或完全利用的原結構物是否能滿足改建后公路設計荷載要求等。2.2排水結構物是否能滿足要求主要調(diào)查沿線水文地質(zhì)情況，與設計對比，看原設計排水結構物是否能滿足要求，尤其地下水的排除，是否有盲溝，原地面是否是軟基，是否要進行處理。2.3充填地基的處理主要調(diào)查路基填料料場土質(zhì)，老路由于已通車多年，土基早已固結，除部分地段由于軟土地基未處理好或地下水未處理好外，一般下沉量已非常小，因此料場填料土質(zhì)一定要盡量均勻且比老路路基填料要好，這樣才能保證新老路彎沉接近或一致。2.4做好基礎數(shù)據(jù)的準備工作老路改建工程原地面復測非常重要，為以后很多統(tǒng)計工作準備了詳細基礎數(shù)據(jù)，一定要認真進行，復測結果與原設計進行對比，便于路基土石方復核、中間分次計量及為結構物完善設計提供基礎數(shù)據(jù)。3軟土地3.1墊層、地面地基的地基承載力根據(jù)地基承載力判斷，當承載力滿足不了設計250MPa要求時，為軟基，應進行地基處理，根據(jù)當?shù)厥a(chǎn)片碎石地材等特點，一般采用片石加碎石墊層、片石加碎石再加片石混凝土墊層、碎石墊層、碎石加片石混凝土墊層等處理方式。地基承載力計算公式為：(1)當采用63.5kg重型錘檢測時，y=37.31x+21(2)當采用10kg輕型錘檢測時，y=8x-20上兩式中x為檢測點每擊下30cm時對應的擊數(shù)，y為地基承載力。本合同段全部采用10kg輕型錘檢測地基承載力。在基底處理施工時，片石一定要人工干碼，大面朝下，用小石子塞縫，并用壓路機振壓6～8遍，壓路機無法達到的地段用挖掘機斗子均勻往下頂，通過挖掘機重力使之密實，片碎石墊層每層施工厚度一般不超過50cm。3.2軟硬土地3.2.1控制拔管速度，保證樁體堅實度設計為振動沉管碎石樁，其成樁過程是振動錘加壓沉管，管內(nèi)投料，振動拔管繼續(xù)投料，反插復打，擠密逐漸成樁，具體步驟及注意事項如下：(1)繪制樁位平面布置圖，在施工場地上固定樁位，以防漏樁、擠樁。(2)備碎石料，選用未風化的干凈礫石或軋制碎石，粒徑最大不超過5cm，最小不低于2cm，含泥量不得大于10%。(3)根據(jù)不同地質(zhì)，分別制試驗樁，為下一步大面積施工提供參考數(shù)據(jù)。(4)樁機就位，校正樁機豎直度，對準樁位下放樁管，在錘頭振動加壓作用下沖擊地基土，把沉管打入規(guī)定的設計深度，每次投入約能成1.0～1.5m深度的碎石，留振10～15s后勻速拔管投料，同時振密，漸投漸拔，根據(jù)地層情況，控制拔管速度，一般以提升1.5mmin為宜，在拔管提升過程中，還應經(jīng)常用錘敲擊檢查或用耳聽等方法判定管內(nèi)的碎石面的高度，以控制拔管速度及反插次數(shù)，達到投入量準確的目的。填料要分批加入，不宜一次加料過量，原則上要“少吃多餐”，保證試樁標定的裝料量，一般制作最深樁體時填料偏多，每一深度的樁體在未達到規(guī)定的密實電流時應繼續(xù)加料，繼續(xù)振實，嚴格防止“斷樁”和“頸縮樁”的發(fā)生。當填料不足時采取增加留振時間、反插、控制拔管速度等措施，成樁后還可根據(jù)密實度、充盈系數(shù)要求進行反插、擴樁。施工中注意樁的傾斜度不得大于5%。碎石樁密實度判別標準：連續(xù)5擊，下沉量小于5cm為密實，6～9cm為不夠密實，10～13cm為不密實，大于13cm為松散。(5)振動沉管在沉管前須將管底用特制的樁尖將管底口封住，以防止泥土進入樁管形不成管內(nèi)投料施工。常用的樁尖工藝有活瓣和混凝土樁頭(由于成本高很少使用)，活瓣樁尖是將鋼板制作的三片或四片瓣葉焊接在管底，下沉時瓣葉閉合形成錐形樁尖入土，沉入設計樁底后拔管，借助管內(nèi)充填料自重將瓣葉打開，充填料逐漸由下向上填入樁孔成樁，活瓣樁尖適用于淤泥質(zhì)粘土、粉砂土，以及各種口徑樁沉管施工，其關鍵在于活瓣達到設計深度后能靈活自由地打開，使管內(nèi)填料順暢，能充填于樁孔中。(6)沉管深度不小于設計樁長度，通過管內(nèi)投料量來保證，投料量一般是以送料車數(shù)來粗略計算的。因地層變化，在設計樁長范圍內(nèi)可能不是均勻投料，因此每樁投料次數(shù)、集振反插次數(shù)等都應嚴格按照不同地層試驗樁取得的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行。為了保證樁體密實，樁頂振密應嚴格按經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行，不降低要求，填料量不得少于設計值的95%。如在施工中發(fā)現(xiàn)土質(zhì)與勘測、設計資料不符，影響成孔或遇地基中有暗河、空洞、古井、廊道以及地下保障等情況時，應停止施工，待查明情況、采取有效措施后方可繼續(xù)施工。(7)每段碎石樁成型后，進行加固效果檢驗，即復核地基驗槽、周邊土層取樣試驗、N63.5動探試驗、靜載試驗，經(jīng)過這幾種方法進行試驗后，若碎石樁達到設計樁承載力，則滿足要求，否則不合格，需進一步處理。3.2.2鋪設材料拉緊(1)碎石樁完成并檢測驗收后，應先分層填筑碎石墊層，驗收合格后再分層鋪設土工格柵，因其直接鋪設在碎石層上容易損壞，應在碎石墊層上鋪設5cm的碎石土層，接著鋪設土工格柵。土工格柵設計型號為TGSG25-35，最大抗拉強度縱向不得小于25kN/m，橫向不得小于35kN/m，延伸率縱向為16%，橫向為13%。(2)土工格柵鋪設前，要先整平下承面，嚴禁有碎石、塊石等堅硬凸出物。鋪設時，要將強度高的那面置于垂直受力軸線方向，要用人工拉緊，不允許有褶皺，使其均勻、平整、緊貼下承面，采用插釘?shù)却胧┕潭ǎ凉じ駯胖g的聯(lián)接一定要牢固，在受力方向聯(lián)接處的強度不得低于材料設計抗拉強度，且其疊合長度不小于20cm。鋪設完后，要及時填筑填料，以免其受到陽光過長時間的直接暴曬，一般情況下，間隔時間不要超過48h。土工格柵頂填料高度不足1m時，機械不應在路幅內(nèi)調(diào)頭。(3)土工格柵驗收后，分層鋪設碎石土墊層，每一層要求鋪20cm，壓實系數(shù)為0.94～0.97。4擋墻沉降縫的施工(1)砌筑用砂漿必須采用機械拌和，對于勾縫、抹面等少量砂漿可以人工拌和，但必須拌和均勻。(2)石料應堅韌、密實、堅固、耐久、色澤均勻，無風化剝落和裂縫。石料表面不得含有妨礙砂漿正常粘結或有損于外露面外觀的污泥、油質(zhì)或其他有害物質(zhì)，片石厚度不小于15cm(卵形和薄片者不得采用)，用作鑲面的片石，選擇表面較平整、尺寸較大者，并應稍加修整。塊石形狀應大致方正，上下面大致平整，外露面四周向內(nèi)稍加修鑿，后部可不修鑿，但應略小于修鑿部分，厚度20～30cm，寬度約為厚度的1.0～1.5倍，長度約為厚度的1.5～3.0倍(如有鋒棱、銳角，應敲除)。所有擋墻、涵洞通道等外露面嚴禁使用自然面，要求留有鑿痕，鑿痕統(tǒng)一向一個方向并與水平線成60°。通道及護面墻鑲面塊石，其外露面四條邊必須用切割機切出1～2cm的鋸縫，相鄰鋸縫必須保持垂直。(3)砌石分層錯縫，漿砌時坐漿擠漿，砂漿飽滿密實無空洞。漿砌片石基礎時，片石應大面向下，丁順相間，縫寬均勻，有棱角突出部分敲除?？p寬較大時應用小石塊堵塞，但石塊與石塊之間應有飽滿的砂漿粘結。片石應分層砌筑，一般兩三層成一個工作層，每一工作層應大致找平。漿砌片塊石臺身(或墻身)砌筑時，應立坡度架并掛線，且經(jīng)常校正坡度架位置。面石應平砌，并根據(jù)墻高進行層次配料，每層石料高度大致齊平，在20～27cm之間，外圍定位行列和鑲面石應“丁順相間”或“二順一丁”排列。丁石伸進墻心不小于25cm，砌縫為皮條縫時寬度不超過3cm，為凹縫時橫縫寬1.5～2cm，豎縫寬1～1.5cm。一般下?lián)鯄Α⒑吹葮嬙煳锊捎闷l縫，上擋墻、通道、橋梁漿砌臺身等構造物采用凹縫，涵洞通道勾縫須與洞口相連的擋墻勾縫在同一水平線上，分幾次砌筑的沉降縫兩邊臺身勾縫須對應吻合，不能上下錯開。上下層豎縫距離不得小于8cm。內(nèi)側采用漿砌片石填心，填心石尺寸不小于15cm，與面石同層次分層砌筑。每層砌筑時應先砌面石，再砌填心石，縫隙用小石填塞，并用砂漿灌滿。(4)擋墻沉降縫每隔10～20m設置一道，涵洞通道沉降縫每隔4～6m設置一道，與蓋板塊數(shù)和寬度相吻合，并在洞身中部及進出口與八字、一字、擋墻相連處設沉降縫隔開。沉降縫應貫穿整個斷面，從上到下，由里到外，都必須保證成一條直線，嚴禁出現(xiàn)曲線、折線及咬口現(xiàn)象，縫寬2cm，須用瀝青麻絮或其他具有彈性的不透水材料堵塞。(5)當基礎使用整體式混凝土時，混凝土必須終凝24h后才能砌筑墻身。(6)涵洞通道蓋板預制采用鋼模板，鋼筋要綁扎牢固，預制時確保保護層厚度及混凝土按已批的配合比進行，按規(guī)范制做試件和灑水養(yǎng)生，試件應和蓋板同條件養(yǎng)生，蓋板應設置吊環(huán)吊裝。當蓋板混凝土強度達到設計強度的70%時，方可吊裝。蓋板吊裝后，吊環(huán)鋼筋應鋸掉。(7)蓋板運輸安裝時要輕提輕放，不準翻放，涵臺頂用10#水泥砂漿調(diào)平，蓋板不壓沉降縫，相鄰蓋板擠攏靠緊，板間距為1cm，板頂填土前用砂漿填實。板底鋪墊平整，中途運輸或安裝時損壞或未經(jīng)檢驗合格的蓋板嚴禁使用。(8)當混凝土及砌體的砂漿強度達到設計強度的70%以上時，方可回填，當蓋板涵頂面填土高度大于0.5m時，施工機械方可直接在上通行。5苗木開挖的施工(1)設計為利用方的路塹挖方，經(jīng)試驗檢測合格后先清理表層10～30cm厚垃圾、腐植土、草皮等，用來作為路基填料，經(jīng)試驗檢測，不合格料提出廢棄方案，經(jīng)批準后運至指定棄土場。(2)路塹開挖前，先處理好縱向排水，5m外設置截水溝，根據(jù)挖方地段的土質(zhì)情況作好防滲工作，并在挖方施工期間，修建臨時排水設施；臨時排水設施與永久排水設施相結合，使流水不排入農(nóng)田、耕地，不污染自然水源，不引起淤積和沖刷。做好排水工作后，再根據(jù)斷面土層分布、地形條件，綜合考慮安排施工，盡量縮短運距，減少占地，充分發(fā)揮施工機械的效能。(3)土方路塹開挖，無論開挖深度大小，都要自上而下進行，不亂挖超挖，禁止用爆破方法施工和掏洞取土。其開挖方式根據(jù)現(xiàn)場地形、路塹深度和縱向長度，采取橫挖法、縱挖法或混合開挖法施工，并組織推土機、挖掘機、裝載機、自卸汽車等機具進行機械化施工。深路塹可采用分層開挖，并配合施工機械做到科學施工，每施工一層，測量一次高程，按圖算出開挖寬度，并用標桿標明下一層的邊坡線，避免超挖或留有刷坡余量，同時完成邊坡防護，并按圖紙要求開挖平臺。圖紙未示出的地下纜線、管道等構造物要進行現(xiàn)場調(diào)查，防止毀壞而造成損失。因氣候條件使挖出的合格材料無法用于填筑路基和壓實時，停止開挖直至氣候條件轉好。(4)根據(jù)巖石的類別、風化和節(jié)理發(fā)育程度，確定開挖方法，本合同段石方采用爆破法開挖，施工中以預裂小型爆破及松動爆破為主，爆破采用TY-28風動鑿巖機打眼，人工裝藥起爆，推土機配合挖掘機、自卸車清運。爆破設計是路基石方地段施工的關鍵，尤其石方邊坡周邊眼預裂爆破設計，并從實際施工中反復總結，收集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，不斷完善爆破設計方案，使爆破效果達到最佳狀態(tài)，為快速、優(yōu)質(zhì)地完成石方開挖任務創(chuàng)造便利條件。6回填材料與設備最主要是選擇合格的填料和分層施工，最關鍵是注意填挖結合部及加寬側路基施工，對于三背回填(擋墻背、涵臺背、橋臺背)一定要選用透水性好的砂礫或碎石料回填，原地面以上盡量與路基同層次施工，壓路機壓不到的地方用強力內(nèi)燃夯擊機夯實，每層虛鋪厚度不超過20cm，原地面以下基坑回填前必須將松土、雜物清除干凈，分層壓實厚度不大于15cm，用強力內(nèi)燃夯擊機夯實?；踊靥钭詈笠粚?，必須用粘土等不透水性材料作為封水層。路基