高速公路改擴(kuò)建公路路基施工技術(shù)

高速公路改擴(kuò)建公路路基施工技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國道路的距離和等級(jí)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(jìn)行了翻修。道路改造項(xiàng)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(cè)和建筑工人的下降不一致。施工后，車輛在設(shè)計(jì)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(chǔ)設(shè)計(jì)本合同段起點(diǎn)位于楚雄蔣家山K134+100處，終點(diǎn)樁號(hào)K146+000，主線全長11.83322km，全部按山嶺重丘區(qū)高速公路設(shè)計(jì)，整體式路基寬度26m，分離式路基寬13m，抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，特殊路基設(shè)計(jì)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(jí)配碎石填筑或換填，小橋臺(tái)身、排水及防護(hù)工程設(shè)計(jì)主要采用漿砌片塊石砌筑。2技術(shù)準(zhǔn)備開工前技術(shù)準(zhǔn)備工作很多，但對(duì)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(chǎng)調(diào)查、設(shè)計(jì)原地面復(fù)測(cè)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(duì)于老路彎沉特別差的地段，要分析原因，決定是否進(jìn)行地質(zhì)改良；有利于加寬側(cè)路基完成后與老路彎沉進(jìn)行對(duì)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(jìn)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(duì)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(jié)構(gòu)物類型、使用狀況等，與設(shè)計(jì)對(duì)比，接長涵洞、通道、橋梁等是否與設(shè)計(jì)相符及接長利用或完全利用的原結(jié)構(gòu)物是否能滿足改建后公路設(shè)計(jì)荷載要求等。2.2排水結(jié)構(gòu)物是否能滿足要求主要調(diào)查沿線水文地質(zhì)情況，與設(shè)計(jì)對(duì)比，看原設(shè)計(jì)排水結(jié)構(gòu)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(jìn)行處理。2.3充填地基的處理主要調(diào)查路基填料料場(chǎng)土質(zhì)，老路由于已通車多年，土基早已固結(jié)，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(chǎng)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(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作老路改建工程原地面復(fù)測(cè)非常重要，為以后很多統(tǒng)計(jì)工作準(zhǔn)備了詳細(xì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，一定要認(rèn)真進(jìn)行，復(fù)測(cè)結(jié)果與原設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，便于路基土石方復(fù)核、中間分次計(jì)量及為結(jié)構(gòu)物完善設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)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(dāng)承載力滿足不了設(shè)計(jì)250MPa要求時(shí)，為軟基，應(yīng)進(jìn)行地基處理，根據(jù)當(dāng)?shù)厥a(chǎn)片碎石地材等特點(diǎn)，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(jì)算公式為：(1)當(dāng)采用63.5kg重型錘檢測(cè)時(shí)，y=37.31x+21(2)當(dāng)采用10kg輕型錘檢測(cè)時(shí)，y=8x-20上兩式中x為檢測(cè)點(diǎn)每擊下30cm時(shí)對(duì)應(yīng)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(cè)地基承載力。在基底處理施工時(shí)，片石一定要人工干碼，大面朝下，用小石子塞縫，并用壓路機(jī)振壓6～8遍，壓路機(jī)無法達(dá)到的地段用挖掘機(jī)斗子均勻往下頂，通過挖掘機(jī)重力使之密實(shí)，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(jiān)實(shí)度設(shè)計(jì)為振動(dòng)沉管碎石樁，其成樁過程是振動(dòng)錘加壓沉管，管內(nèi)投料，振動(dòng)拔管繼續(xù)投料，反插復(fù)打，擠密逐漸成樁，具體步驟及注意事項(xiàng)如下：(1)繪制樁位平面布置圖，在施工場(chǎng)地上固定樁位，以防漏樁、擠樁。(2)備碎石料，選用未風(fēng)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(yàn)樁，為下一步大面積施工提供參考數(shù)據(jù)。(4)樁機(jī)就位，校正樁機(jī)豎直度，對(duì)準(zhǔn)樁位下放樁管，在錘頭振動(dòng)加壓作用下沖擊地基土，把沉管打入規(guī)定的設(shè)計(jì)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(shí)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(yīng)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(dá)到投入量準(zhǔn)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(biāo)定的裝料量，一般制作最深樁體時(shí)填料偏多，每一深度的樁體在未達(dá)到規(guī)定的密實(shí)電流時(shí)應(yīng)繼續(xù)加料，繼續(xù)振實(shí)，嚴(yán)格防止“斷樁”和“頸縮樁”的發(fā)生。當(dāng)填料不足時(shí)采取增加留振時(shí)間、反插、控制拔管速度等措施，成樁后還可根據(jù)密實(shí)度、充盈系數(shù)要求進(jìn)行反插、擴(kuò)樁。施工中注意樁的傾斜度不得大于5%。碎石樁密實(shí)度判別標(biāo)準(zhǔn)：連續(xù)5擊，下沉量小于5cm為密實(shí)，6～9cm為不夠密實(shí)，10～13cm為不密實(shí)，大于13cm為松散。(5)振動(dòng)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(jìn)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?xí)r瓣葉閉合形成錐形樁尖入土，沉入設(shè)計(jì)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(guān)鍵在于活瓣達(dá)到設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jì)算的。因地層變化，在設(shè)計(jì)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(yīng)嚴(yán)格按照不同地層試驗(yàn)樁取得的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行。為了保證樁體密實(shí)，樁頂振密應(yīng)嚴(yán)格按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行，不降低要求，填料量不得少于設(shè)計(jì)值的95%。如在施工中發(fā)現(xiàn)土質(zhì)與勘測(cè)、設(shè)計(jì)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(shí)，應(yīng)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(jìn)行加固效果檢驗(yàn)，即復(fù)核地基驗(yàn)槽、周邊土層取樣試驗(yàn)、N63.5動(dòng)探試驗(yàn)、靜載試驗(yàn)，經(jīng)過這幾種方法進(jìn)行試驗(yàn)后，若碎石樁達(dá)到設(shè)計(jì)樁承載力，則滿足要求，否則不合格，需進(jìn)一步處理。3.2.2鋪設(shè)材料拉緊(1)碎石樁完成并檢測(cè)驗(yàn)收后，應(yīng)先分層填筑碎石墊層，驗(yàn)收合格后再分層鋪設(shè)土工格柵，因其直接鋪設(shè)在碎石層上容易損壞，應(yīng)在碎石墊層上鋪設(shè)5cm的碎石土層，接著鋪設(shè)土工格柵。土工格柵設(shè)計(jì)型號(hào)為TGSG25-35，最大抗拉強(qiáng)度縱向不得小于25kN/m，橫向不得小于35kN/m，延伸率縱向?yàn)?6%，橫向?yàn)?3%。(2)土工格柵鋪設(shè)前，要先整平下承面，嚴(yán)禁有碎石、塊石等堅(jiān)硬凸出物。鋪設(shè)時(shí)，要將強(qiáng)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?，土工格柵之間的聯(lián)接一定要牢固，在受力方向聯(lián)接處的強(qiáng)度不得低于材料設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度，且其疊合長度不小于20cm。鋪設(shè)完后，要及時(shí)填筑填料，以免其受到陽光過長時(shí)間的直接暴曬，一般情況下，間隔時(shí)間不要超過48h。土工格柵頂填料高度不足1m時(shí)，機(jī)械不應(yīng)在路幅內(nèi)調(diào)頭。(3)土工格柵驗(yàn)收后，分層鋪設(shè)碎石土墊層，每一層要求鋪20cm，壓實(shí)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(jī)械拌和，對(duì)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(yīng)堅(jiān)韌、密實(shí)、堅(jiān)固、耐久、色澤均勻，無風(fēng)化剝落和裂縫。石料表面不得含有妨礙砂漿正常粘結(jié)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(yīng)稍加修整。塊石形狀應(yīng)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(yīng)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(yīng)敲除)。所有擋墻、涵洞通道等外露面嚴(yán)禁使用自然面，要求留有鑿痕，鑿痕統(tǒng)一向一個(gè)方向并與水平線成60°。通道及護(hù)面墻鑲面塊石，其外露面四條邊必須用切割機(jī)切出1～2cm的鋸縫，相鄰鋸縫必須保持垂直。(3)砌石分層錯(cuò)縫，漿砌時(shí)坐漿擠漿，砂漿飽滿密實(shí)無空洞。漿砌片石基礎(chǔ)時(shí)，片石應(yīng)大面向下，丁順相間，縫寬均勻，有棱角突出部分敲除。縫寬較大時(shí)應(yīng)用小石塊堵塞，但石塊與石塊之間應(yīng)有飽滿的砂漿粘結(jié)。片石應(yīng)分層砌筑，一般兩三層成一個(gè)工作層，每一工作層應(yīng)大致找平。漿砌片塊石臺(tái)身(或墻身)砌筑時(shí)，應(yīng)立坡度架并掛線，且經(jīng)常校正坡度架位置。面石應(yīng)平砌，并根據(jù)墻高進(jìn)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(yīng)“丁順相間”或“二順一丁”排列。丁石伸進(jìn)墻心不小于25cm，砌縫為皮條縫時(shí)寬度不超過3cm，為凹縫時(shí)橫縫寬1.5～2cm，豎縫寬1～1.5cm。一般下?lián)鯄Α⒑吹葮?gòu)造物采用皮條縫，上擋墻、通道、橋梁漿砌臺(tái)身等構(gòu)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(tái)身勾縫須對(duì)應(yīng)吻合，不能上下錯(cuò)開。上下層豎縫距離不得小于8cm。內(nèi)側(cè)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(shí)應(yīng)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(shè)置一道，涵洞通道沉降縫每隔4～6m設(shè)置一道，與蓋板塊數(shù)和寬度相吻合，并在洞身中部及進(jìn)出口與八字、一字、擋墻相連處設(shè)沉降縫隔開。沉降縫應(yīng)貫穿整個(gè)斷面，從上到下，由里到外，都必須保證成一條直線，嚴(yán)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(dāng)基礎(chǔ)使用整體式混凝土?xí)r，混凝土必須終凝24h后才能砌筑墻身。(6)涵洞通道蓋板預(yù)制采用鋼模板，鋼筋要綁扎牢固，預(yù)制時(shí)確保保護(hù)層厚度及混凝土按已批的配合比進(jìn)行，按規(guī)范制做試件和灑水養(yǎng)生，試件應(yīng)和蓋板同條件養(yǎng)生，蓋板應(yīng)設(shè)置吊環(huán)吊裝。當(dāng)蓋板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)，方可吊裝。蓋板吊裝后，吊環(huán)鋼筋應(yīng)鋸掉。(7)蓋板運(yùn)輸安裝時(shí)要輕提輕放，不準(zhǔn)翻放，涵臺(tái)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(shí)。板底鋪墊平整，中途運(yùn)輸或安裝時(shí)損壞或未經(jīng)檢驗(yàn)合格的蓋板嚴(yán)禁使用。(8)當(dāng)混凝土及砌體的砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上時(shí)，方可回填，當(dāng)蓋板涵頂面填土高度大于0.5m時(shí)，施工機(jī)械方可直接在上通行。5苗木開挖的施工(1)設(shè)計(jì)為利用方的路塹挖方，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)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(yàn)檢測(cè)，不合格料提出廢棄方案，經(jīng)批準(zhǔn)后運(yùn)至指定棄土場(chǎng)。(2)路塹開挖前，先處理好縱向排水，5m外設(shè)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(shí)排水設(shè)施；臨時(shí)排水設(shè)施與永久排水設(shè)施相結(jié)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(yùn)距，減少占地，充分發(fā)揮施工機(jī)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(jìn)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(chǎng)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(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車等機(jī)具進(jìn)行機(jī)械化施工。深路塹可采用分層開挖，并配合施工機(jī)械做到科學(xué)施工，每施工一層，測(cè)量一次高程，按圖算出開挖寬度，并用標(biāo)桿標(biāo)明下一層的邊坡線，避免超挖或留有刷坡余量，同時(shí)完成邊坡防護(hù)，并按圖紙要求開挖平臺(tái)。圖紙未示出的地下纜線、管道等構(gòu)造物要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(shí)時(shí)，停止開挖直至氣候條件轉(zhuǎn)好。(4)根據(jù)巖石的類別、風(fēng)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(yù)裂小型爆破及松動(dòng)爆破為主，爆破采用TY-28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)打眼，人工裝藥起爆，推土機(jī)配合挖掘機(jī)、自卸車清運(yùn)。爆破設(shè)計(jì)是路基石方地段施工的關(guān)鍵，尤其石方邊坡周邊眼預(yù)裂爆破設(shè)計(jì)，并從實(shí)際施工中反復(fù)總結(jié)，收集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，不斷完善爆破設(shè)計(jì)方案，使爆破效果達(dá)到最佳狀態(tài)，為快速、優(yōu)質(zhì)地完成石方開挖任務(wù)創(chuàng)造便利條件。6回填材料與設(shè)備最主要是選擇合格的填料和分層施工，最關(guān)鍵是注意填挖結(jié)合部及加寬側(cè)路基施工，對(duì)于三背回填(擋墻背、涵臺(tái)背、橋臺(tái)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(jī)壓不到的地方用強(qiáng)力內(nèi)燃夯擊機(jī)夯實(shí)，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(shí)厚度不大于15cm，用強(qiáng)力內(nèi)燃夯擊機(jī)夯實(shí)?；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