路基是公路的基礎,是按照設計要求的高度、寬度用土、石構筑的帶形構造物。路基的強度和穩定性,不僅要通過設計予以保證,而且還要通過施工得以實現。施工質量和速度涉及到一條公路的質量優劣、工期長短和效益的高低。本文提出在高寒地區不良路段修筑路基如何應用融前填筑法,提出融前填筑法應該注意的幾個技術問題。
【關鍵詞】融前填筑法,高寒地區,不良路段,修筑路基
內蒙古自治區興安盟在修筑路基時,一些公路必須在永凍層、塔頭地、涎流冰或稻田地中不良地質條件通過時,需要處理軟土路基,施工難度大,往往受到工期的制約。興安盟的工程技術人員對這些不良地質條件地區的路基如何設計和修筑取得了許多成功經驗。其中之一是融前填筑法。
一、 融前填筑法的概念
融前填筑法是在地基春季沒有融化前(解凍)就進行分層(每層30厘米)填筑,嚴格控制壓實度,使軟基與填料接觸處填料的密實度達到97%以上,靠路基的自重及行車作用,使路基隨著原土基的融化而整體沉降,待路基穩定后繼續其他工序的施工。這種方法是在因為地質條件不良,在正常季節里施工工期無法保證或施工難度太大時所采取的一種施工方法。
二、具體施工方法
舉例說明:
(一) 2001年,興安盟建堃公路工程公司在國道111線1447公里900米~1448公里400米段進行路基施工,此段屬山前淤積地帶,地勢平緩,是一塊稻田地。地質情況為表層為0.6米腐殖土,0.6~3.6米為淤泥質亞泥土,3.6米以下為砂礫。屬特殊地質不良地段,原設計為80厘米砂礫隔離層,每側設2米護坡道。
如直接用清淤法施工,必須等到土基完全融化后才能開始施工,該路段淤泥層過厚,清除淤泥量較大,淤泥層含水量也很大,此施工方案工期無法保證,無法實施。如用滾填法施工,必須等到土基完全融化后才能開始施工,第一層填筑必須達50厘米以上,否則,施工設備無法正常操作,壓實度也不能夠達到要求,容易對原有土基造成破壞而產生不均勻沉降。工程質量無法保證,而且工期同樣無法保證。經工程技術人員反復研究,采用融前填筑法施工,克服了以上兩種方法的缺陷。在地基春季沒有融化前(解凍),分層(每層30厘米)填筑,嚴格控制壓實度,使軟基與填料接觸處填料的密實度達到97%以上,靠路基的自重及行車作用,使路基隨著原土基的融化而整體沉降,待路基穩定后繼續施工。
時間選在4月初,地表才開始解凍,全部清除地面的雜質,并進行粗略整平。施工材料的選擇為大塊碎石(粒徑在8~15厘米),放在底層起穩定及隔離淤泥的作用,要求材料含土量在5%以內。路基填料采用天然級配砂礫,最大粒徑不大于5厘米,且小于0.074毫米的顆粒含量不大于3%。
實踐證明,融前填筑法解決了在路基施工中其他方法難以解決的難題,在軟土基尚在凍結時施工,使路基整體均勻地在土壤解凍和融化中沉降,路基高度0.8~1.0米,路基整體在淤泥層上沉降均勻,不產生變形和位移。
2004年,興安盟建堃公路工程公司承擔交通部的科研項目-《北方地區高性能瀝青混凝土路面裂縫成因及預防的研究》一基層材料類型對反射裂縫影響及預防措施時對這段路進行裂縫調查,裂縫比其它路段少11道。另一方面,融前填筑法施工方便易行、經濟,在500米路段內減少了工程成本1.5萬元,(2001年的工程造價)因為提前施工,增加了有效工期45天。到2004年,路基仍然穩定,除正常的反射裂縫和溫縮裂縫外,沒有其他病害。
(二)2002年,國道111線興安盟音德爾支線全長17.91公里,二級公路標準,路基有300米在稻田和魚塘附近穿過。一是處理這一段軟土層的難度大,二是也無法保證工期。工程技術人員在四月初,土基剛一化凍,備好含土量<10%的山皮碎石,掃清現場作業面,用大型推土機將路基表面層融化淤泥清除至凍層。集中運輸車輛,快速將山皮碎石運到現場,各道工序銜接迅速、緊密,做到快清底、快回填、快碾壓的三快相結合,使作業面第一層(厚30厘米)鋪開。
然后將路基作業面兩側用挖掘機順路方向挖掘兩條排水溝,以保證公路基底融化水下滲,順排水溝方向排除,路基頂面用較好的碎石粘土封頂。由于在土基沒有化凍時填筑路基,施工速度快,路基很快按要求高度、壓實度完成,隨著土基解凍,隨均勻下沉。粒料有棱角、嵌擠力大,起到了骨架的作用,具有很好的強度,碾壓后形成一個板體,增加了承載力。到2012年,此路經過10個凍融期的考驗,路基穩定,路面平整,使用狀況良好,沒有出現坑槽、沉陷、車轍等病害。
三、結語
采用融前填筑法進行路基施工要保證做好以下幾個關鍵問題:
(一)時間的選擇
在地表剛開始解凍能夠進行清表時即可,施工方便。
(二)材料的選擇
施工材料選擇粒徑在8~15厘米的大塊碎石放在底層起穩定及隔離淤泥的作用,含土量要控制在5%以內;第二層以上填料采用天然級配砂礫或碎石,最大粒徑不大于5厘米,且小于0.074毫米的顆粒含量不大于3%。
(三)壓實度的要求
要保證壓實度達到97%以上,否則,路基的質量會有問題,影響整個工程質量。
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