公路路基施工技術(shù)與檢測(cè)手段
2015-06-11
引言
公路路基施工技術(shù)及其檢測(cè)手段在整個(gè)公路工程路基施工中具有舉足輕重的作用，決定著路基施工質(zhì)量，影響著公路工程使用壽命及性能。因此，對(duì)現(xiàn)代公路路基施工技術(shù)及檢測(cè)手段進(jìn)行分析與探討具有十分重要的意義。
一、公路路基施工技術(shù)
1、公路路基施工前的準(zhǔn)備工作
1.1仔細(xì)勘察現(xiàn)場(chǎng)，科學(xué)制定施工方案
現(xiàn)代公路路基施工前，必須做好準(zhǔn)備施工相關(guān)的準(zhǔn)備工作，以便為施工的順利進(jìn)行提供良好的保障。現(xiàn)代公路路基施工前的準(zhǔn)備工作主要有以下幾方面：一是，設(shè)計(jì)單位應(yīng)仔細(xì)勘察施工現(xiàn)場(chǎng)，充分了解現(xiàn)場(chǎng)水文、地質(zhì)、環(huán)境、氣候等條件，并結(jié)合公路預(yù)計(jì)通車(chē)量，科學(xué)制定施工方案，合理編制施工組織設(shè)計(jì)；二是，在施工方案及施工組織設(shè)計(jì)制定后，必須進(jìn)行嚴(yán)格的審核，且審核工作應(yīng)由工程各參與方聯(lián)同設(shè)計(jì)人員共同進(jìn)行；三是，對(duì)設(shè)計(jì)方案的每一個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行認(rèn)真核實(shí)。若是核實(shí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，則應(yīng)再次進(jìn)行實(shí)地考察。將這次考察結(jié)果與設(shè)計(jì)方案相對(duì)比，以此解決設(shè)計(jì)方案問(wèn)題，從而確定最終設(shè)計(jì)方案。
1.2測(cè)量
現(xiàn)代公路路基施工前應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量工作，對(duì)施工導(dǎo)線(xiàn)精度進(jìn)行測(cè)量，確保其導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)符合施工要求。若是不能滿(mǎn)足施工要求，則應(yīng)采取加設(shè)附合導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)的方法。且加設(shè)的附合導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)精度必須符合施工要求，還要采取對(duì)不符合施工要求的導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)進(jìn)行固定或是改移的方式?？傊?，從開(kāi)工到竣工都必須確保導(dǎo)線(xiàn)精度符合施工要求。另外，在公路路基施工前，應(yīng)采取坐標(biāo)法對(duì)放樣進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)放樣施工進(jìn)行合理控制。但是應(yīng)注意，路段中線(xiàn)與結(jié)構(gòu)物中心及相鄰施工段的中線(xiàn)閉合情況。
1.3技術(shù)交底
公路路基施工前準(zhǔn)備工作的最后環(huán)節(jié)就是技術(shù)交底。技術(shù)交底是一項(xiàng)較為繁瑣復(fù)雜的工作，要求對(duì)工程施工中的所有技術(shù)進(jìn)行總結(jié)規(guī)劃。例如，施工人員配置、施工材料的施工順序及具體時(shí)間、機(jī)械設(shè)備的具體使用、路基施工時(shí)的質(zhì)量監(jiān)管等。對(duì)于易發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題的施工環(huán)節(jié)，應(yīng)特別注意，必須認(rèn)真、仔細(xì)的做好技術(shù)交底工作，從而確保路基基礎(chǔ)質(zhì)量。
2、路基填壓
路基填料及其壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)
2.1路基填料
路基填料規(guī)范中規(guī)定了對(duì)路基填料應(yīng)有條件的選用。對(duì)路基填料的最小強(qiáng)度和最大粒徑給了量化的標(biāo)準(zhǔn)，采用CBR值表征路基土的強(qiáng)度，引入了路床的概念。對(duì)上路床的的填料提出了限制的條件，高速公路和一級(jí)公路路面底以下0～30cm的路床填料cbr值應(yīng)＞8，下路床及其下面的填土，也都給出相應(yīng)的規(guī)定值。當(dāng)路基填料達(dá)不到規(guī)定的最小強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)采取摻合粗粒料、或換填、或用石灰等穩(wěn)定材料處理，改變其性能。并規(guī)定對(duì)其他等級(jí)公路鋪筑高級(jí)路面時(shí)，也要采用高速公路和一級(jí)公路的規(guī)定值。
2.2路基碾壓
在路基壓實(shí)方面，當(dāng)前路基施工普遍采用了大噸位的壓路機(jī)，碾壓效果有了明顯的改善，對(duì)于提高路基土的壓實(shí)度起了很好的作用。規(guī)范規(guī)定，高速公路和一級(jí)公路路面底面以下80～150cm部分的上路堤，其壓實(shí)度必須≥95%。對(duì)其他的等級(jí)公路，當(dāng)鋪筑高級(jí)路面時(shí)，其壓實(shí)度亦應(yīng)按高速公路和一級(jí)公路的標(biāo)準(zhǔn)采用。此外，還增加了對(duì)路堤基底的壓實(shí)度不宜＜93%的規(guī)定。隨著路基施工技術(shù)進(jìn)步，對(duì)于特殊路基的處理技術(shù)也日漸成熟和完善。針對(duì)處理軟土地基的施工技術(shù):(1)灰土擠密樁。(2)輕質(zhì)路堤。(3)土工合成材料加固。淺層(一般＜3m厚)的軟土地基可采用先在地表鋪筑上工布，再填筑路堤。土工布起分隔、過(guò)濾、排水和加速固結(jié)等作用，從而取代常規(guī)的置換方法。軟土層厚度3～5m，采用土工布與砂墊層聯(lián)合處治，排水砂墊層的厚度可由50cm減薄至30cm。也有在路堤下面與地表之間鋪設(shè)多層土工織物，利用材料的高抗拉強(qiáng)度克服地基的滑動(dòng)變形來(lái)保持穩(wěn)定，通過(guò)控制填土速率，配合超載予壓，使地基迅速固結(jié)。采用聚丙烯或聚乙烯土工格柵，以及采用網(wǎng)箱席墊處理軟土地基，其主要作用是使地基土和填料向上和向兩側(cè)的位移受到限制，減少局部荷載。采用網(wǎng)箱席墊可減少總沉降量40%左右。
3、路基排水
公路排水設(shè)計(jì)應(yīng)包含以下兩個(gè)方面的內(nèi)容:其一是要考慮如何減少地下水、農(nóng)田排灌水對(duì)路基穩(wěn)定性及其強(qiáng)度的影響，一般稱(chēng)之為第一類(lèi)排水;其二是要考慮如何將路表水迅速排出路基之外，最大限度地減少雨水對(duì)路基、路面質(zhì)量的影響，減少因路表水排水不暢或路表水下滲，對(duì)路基、路面結(jié)構(gòu)和使用性能產(chǎn)生的損害，這稱(chēng)為第二類(lèi)排水。第一類(lèi)排水設(shè)計(jì)，通常采用適當(dāng)提高路基最小填土高度或在路基底部設(shè)置隔水墊層等辦法。施工期間一般都考慮在施工前開(kāi)挖臨時(shí)排水邊溝，排除施工期地表水并降低地下水，同時(shí)在路基底部摻加低劑量石灰處理，設(shè)置40cm厚的穩(wěn)定層等。采用這一系列措施可起到事半功倍的效果。第二類(lèi)排水設(shè)計(jì)，一般包括:(1)通過(guò)路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等，將路表水迅速排出路基以外;(2)設(shè)計(jì)中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管，將施工期進(jìn)入中央分隔帶的雨水及運(yùn)營(yíng)期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外;(3)設(shè)計(jì)泄水孔以迅速排除橋面水;(4)設(shè)計(jì)中采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管，將滲入路面面層的水引出路基之外。路面滲水的排水設(shè)計(jì):沿路面邊緣設(shè)置由透水性填料、集水溝、橫向出水管和過(guò)濾織物(土工布)組成的路面邊緣排水系統(tǒng)。通過(guò)設(shè)置瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝和排水管，將滲入路面面層的水引出路基之外。由于通過(guò)瀝青面層下滲的水量有限，考慮到排水路徑的限制，在設(shè)計(jì)中采用每10m左右設(shè)置一道φ5cm橫向排水管，以確保路面下滲水的排除。
4、路基防護(hù)
4.1坡面防護(hù)
坡面防護(hù)的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風(fēng)化剝落以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)。近年來(lái)，隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，高等級(jí)公路的邊坡，多采用種草防護(hù)，邊坡較高時(shí)，采用砌石框格種草防護(hù)。由于西部干旱缺水，邊坡種草防護(hù)類(lèi)型的選擇很重要，現(xiàn)大多采用草坪植生帶，即將草籽、肥料和土均勻拌和裹于土工物內(nèi)，當(dāng)草籽發(fā)芽也長(zhǎng)成草起到固土作用后，無(wú)紡布纖維自然腐爛，不會(huì)污染環(huán)境，效果很好。石砌圬工防護(hù)仍較普遍使用，混凝土預(yù)制塊護(hù)坡多用在路堤邊坡，連片的及帶窗孔的護(hù)面墻，用于路塹邊坡。破裂的或易于風(fēng)化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網(wǎng)或高強(qiáng)塑料網(wǎng)格噴漿或噴射混凝土以及噴射纖維混凝土防護(hù)也有較好的效果。但由于石砌圬工及混凝土防護(hù)造價(jià)高、易破損等諸多問(wèn)題，從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，建議大力推廣既能改善生態(tài)環(huán)境，美化景觀，又一勞永逸的種草防護(hù)。
4.2沖刷防護(hù)
防護(hù)沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護(hù)。傳統(tǒng)的砌石、拋石、鐵絲石籠、擋土墻等有所改進(jìn)，用高強(qiáng)土工格柵代替鐵絲做石籠，用聚脂或聚胺脂類(lèi)土工織物混凝土護(hù)坡模袋做成的護(hù)面板防護(hù)受水沖浪擊的邊坡，很能適應(yīng)土體不均勻沉降。
4.3支擋防護(hù)
在公路工程建設(shè)中，支擋防護(hù)擋土墻用于支擋防護(hù)目前仍占主要。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場(chǎng)合;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理，墻身圬工體積小，也已廣泛應(yīng)用于公路路基的防護(hù)。垛式擋土墻易于調(diào)整墻的高度，并采用預(yù)制構(gòu)件拼裝，是一種特殊型式的擋土墻。
二、公路路基檢測(cè)手段
1、現(xiàn)場(chǎng)CBR檢測(cè)及回彈模量檢測(cè)
路基現(xiàn)場(chǎng)CBR檢測(cè)和回彈模量檢測(cè)是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)挖坑至特定層位，將基坑表面整平，然后在其表面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。通過(guò)檢測(cè)可獲得路基不同層位土體的測(cè)試指標(biāo)，可作為判定路基強(qiáng)度最直觀的一個(gè)指標(biāo)。采用這兩種方法檢測(cè)路基強(qiáng)度準(zhǔn)確，但測(cè)試過(guò)程較復(fù)雜，完成單點(diǎn)測(cè)試的時(shí)間長(zhǎng)，且費(fèi)用較高，一般不宜大量采用。
2、深層核子密度濕度儀檢測(cè)
利用核子密度濕度儀可以檢測(cè)路基的密實(shí)度和含水量，其原理是通過(guò)測(cè)量γ射線(xiàn)在經(jīng)物質(zhì)散射前后強(qiáng)度的變化和測(cè)試快中子的散射能量來(lái)確定被測(cè)物質(zhì)的密度和含水量的?，F(xiàn)行路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程中的方法僅適用于路基路面表層檢測(cè)，深層核子密度濕度儀可以通過(guò)對(duì)既有路基開(kāi)孔檢測(cè)深層路基。此類(lèi)方法其優(yōu)點(diǎn)在于檢測(cè)指標(biāo)可以參考現(xiàn)行規(guī)范直接用于路基評(píng)價(jià)，但需局部開(kāi)挖，檢測(cè)效率較低，對(duì)行車(chē)有干擾，由于儀器普及度不高，檢測(cè)方法難以有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此，深層核子密度濕度儀檢測(cè)應(yīng)用的范圍較小。
3、動(dòng)力觸探、標(biāo)貫試驗(yàn)等地基深層原位測(cè)試方法
原位測(cè)試可在原位的應(yīng)力條件、天然含水量下進(jìn)行，克服了鉆孔及室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)土的擾動(dòng)，對(duì)難以取原狀樣的土（如路基常采用的碎石土）測(cè)試優(yōu)勢(shì)明顯。原位測(cè)試可用于土層劃分、承載力確定、密實(shí)狀態(tài)判斷等方面。
4、路基鉆探取芯檢測(cè)
路基鉆探取芯檢測(cè)主要是抽取路基不同層位的土樣，進(jìn)行含水量、密度、干密度、塑液限等試驗(yàn)，得出相應(yīng)路基土密實(shí)程度、稠度狀況、土性狀況，并通過(guò)經(jīng)驗(yàn)判斷路基強(qiáng)度指標(biāo)。采用鉆探取芯檢測(cè)的方法獲得的是最原始物理檢測(cè)數(shù)據(jù)，這種評(píng)價(jià)方法直觀、準(zhǔn)確、可靠性好，但鉆芯取樣及后期試驗(yàn)過(guò)程由于很多因素對(duì)土樣有一定的影響、試驗(yàn)操作誤差、設(shè)備精度不夠等問(wèn)題，造成試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性降低，這是路基鉆探取芯檢測(cè)方法的不足之處。
結(jié)束語(yǔ)
公路路基的施工在公路建設(shè)中發(fā)揮重要的作用，路基的施工水平直接關(guān)系到整個(gè)公路工程的質(zhì)量。在公路路基施工中，對(duì)其質(zhì)量起到重要作用的因素便是公路路基的施工技術(shù)施工要點(diǎn)的掌握。所以，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)模式下的公路施工企業(yè)，在完成公路施工的時(shí)候一定要結(jié)合最新的施工技術(shù)，對(duì)施工要點(diǎn)要熟練掌握，并不斷學(xué)習(xí)新的技術(shù)和方法。
