公路高填方路基设计及施工关键技术

发表时间:2021/7/8   来源:《建筑实践》2021年3月第7期(上)   作者:王鑫鑫
[导读] 经济的发展,城镇化进程的加快,促进公路建设项目的增多。
        王鑫鑫
        中铁建工集团有限公司北京路桥分公司 北京 100070
        摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进公路建设项目的增多。近年来,随着我国公路工程建设的不断深入,其施工活动所涉及的地理区域、基础地形也越来越复杂,使高填方路基施工技术的运用规模持续扩大。在此背景下,有必要对公路工程的高填方路基施工技术展开探究。本文就公路高填方路基设计及施工关键技术展开探讨。
        关键词:公路工程;施工安全;高填方路基
        引言
        近年来,我国公路事业得到飞速发展,修建公路项目也越来越多,高填方路基大量出现,当前路基高填方施工技术已较成熟,但如何才能提高高填方路基的质量是一个关键性问题。
        1公路软基地段高填方路基施工的重难点
        在公里工程施工中,经常会遇到地势起伏比较大的路段,受到地质条件的限制,需要用到高填方施工技术。所谓高填方指的土质层填筑高度大于18m,石质层填筑高度大于20m的路堤。因此,高填方需要承受较大的荷载,如果压实度不达标,在长期车辆荷载的作用下,就会引起不均匀沉降或者塌陷,影响通车的安全性,降低公路工程的使用性能。公路软基地段高填方路基施工也是公路工程施工的重难点,主要体现在以下几个方面。第一,为保证高填方路基具有足够的稳定性,在施工中需要对地基地容许承载力进行严格控制,工程施工中,地基地容许承载力不低于150kPa,是施工的主要难点之一。第二,工程公路软基地段地下水比较丰富,在高填方路基施工,需要在基底铺装上50cm-100cm厚的片石或者碎石,以提升渗透性,避免地下水渗入路基内部,破坏高填方路基的稳定性。第三,公路软基地段高填方路基施工的回填料需要选择高透水性材料,如碎石土、沙砾土都是良好的回填料。为降低运输成本,要选择合理的材料来源地,保证填料质量和指标符合要求,提升公路软基地段高填方路基施工质量。
        2高填方路基常见病害
        (1)路堤下沉。此病害主要由路堤本身下沉或地基下沉引起,由于路堤各点的下沉量不同,直接造成路基出现块状或网状裂缝,从而破坏了路基的整体性,严重时会导致整个路面结构的损坏。(2)路基边坡滑动。高填方位于陡坡时,往往会因为缺少一定的支撑,在雨水作用下造成填土与地面间的摩擦力降低,导致路堤边坡出现滑动而失稳。(3)不良外部环境引起路堤失稳。对公路工程,雨水冲刷和地震力是导致高填方边坡失稳的主要因素,在这两类非正常工况下,路基土的抗剪强度会被大大降低,从而发生路基坍塌、沉陷等各类病害。
        3公路高填方路基设计及施工关键技术
        3.1做好机械设备选型工作
        在公路地段高填方路基施工中,机械设备选择是否合理有效,对施工质量、施工效率的影响非常大,在整个施工过程中占据非常重要的位置。因此,在工程施工中,施工单位非常注重机械设备的选型工作,对挖掘机的型号、压路机的种类、运输车辆的性能都有严格要求,并制定了科学的检修养护制度,定期开展检修,发现故障和问题及时处理,保证每天机械设备时刻处于最佳的工作状态。为提升施工效率,获得更大的成本效益,在开始施工之前,结合工程实际情况,合理调度机械设备投入台数,提升机械设备利用率,避免闲置。每台机械设备在进入施工现场之前,由专业的技术人员和操作人员,进行全面系统的检查,保证每台机械设备的使用性能、运行参数都满足施工要求,避免施工中发生问题和故障,影响施工进度和施工质量。
        3.2高填方设计及施工阶段重点考虑要素
        (1)填土体的压实度。

填方土体压实度不满足相关规范要求(即填方体的先期固结压力低于其自身重力),换言之:当填方完成后,填方土体依然还会依靠自身土体重力继续下沉,只有当填方体自重力达到与先期固结压力相平衡时,路基沉降才趋于稳定。(2)水的影响。有些填方区域地处沟壑、低洼区域,地表及地下水比较丰富,由于水的作用会使得土体的相关参数发生较大变化(特别是变化的负空隙水压力能增加填方土体的附加应力),而填土体的附加沉降恰好就是因为这些附加应力所引起的。(3)路基各层的刚度差异。路基各层间因为刚度的不同,当公路建成通车后在汽车动荷载的作用下,路面结构的附加应力会因这些荷载长时间碾压逐渐增大,最终导致路面沉降和损坏。
        3.3建设地基期间严格管控
        地基的承载力将决定填石路基的最终质量。在施工之前要严格检查地基的承载力,切实保证公路地基承载能力能够满足标准要求。在公路建设开展期间,施工的工作人员需要对地基中存在的多余泥沙以及剩余软土进行及时处理,保证施工现场的平整与整洁,针对凸起的位置进行碾压,孔洞要及时进行填充,保证平整度。与此同时,还能将现代化建设材料引入其中,这对加固公路地基有很大的帮助与支撑。如果遇到土质较差的位置,应适当调整施工的手段,最大程度的保证地基的承载能力。
        3.4公路软基地段高填方路基施工注意事项
        公路软基地段高填方路基施工难度比较大,任何一道工序控制不当,都会影响总体施工质量,需要严格把控好施工注意事项,才能更好地保证施工质量,主要包括以下几方面。第一,严把填料关。填料是公路软基地段高填方路基施工的主要原材料,填料的粒径、强度、含水量等都必须满足施工要求,否则必然会影响整个路基的施工性能,降低承载力。因此,在施工中,必须切实做好填料的准备工作,并对填料的质量进行全面检测,达标好才能使用,以保证施工质量。第二,做好排水措施。在公路软基地段高填方路基施工会遇到渗水、涌水等问题,为降低水对施工质量造成的影响,需要切实做好排水措施。在工程施工中,采用了布设截水沟、排水沟、盲沟的方法,实现了对渗水和雨水的疏导、堵截、隔离,为高填方路基施工营造了良好的环境。此外,在路基填筑时控制横坡坡度在4%左右,以便将降水及时排出到施工范围之外。当填方施工到一定高度后,要在合适的位置设置临时排水急流槽,将路面上的雨水及时排出,避免雨水冲刷路堤边坡。第三,高填路基预沉降。高填方路基一般在经历一个雨季后,很多病害都会暴露出来,因此在路基施工中合理安排高填方路基的施工,给高填方路基预留一个雨季的沉降期,便于进行相关病害的处治,利于沉降稳定。同时高填路基施工时填方高度要略高于设计标高,预留一定的下沉量。通过招商局重庆交通科研设计院有限公司对四川成雅公路全线高填方路基,以及广西南宁—桂林公路部分高填方路基不均匀沉降实测结果进行分析,发现为控制路基不均匀变形,高填方路基工后沉降控制指标取40mm较为合适。
        结语
        综上所述,路基施工在公路工程建设中具有基础性的重要作用,其施工质量在很大程度上决定了公路产品投用后沉降、塌陷、开裂等病害的发生几率。因此,相关人员在高填方路基施工的技术应用中,必须严格做到按图施工、因地施工,并做好填料类型、碾压方式、检测方法等方面的选用与控制,以保证路基的完工质量。
        参考文献
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