随着我国公路交通建设的蓬勃发展,公路工程质量也日益被重视起来,公路路基是承受汽车荷载及路面受力的基础,其施工质量好坏,关系到整个公路使用寿命。特别是在高等级公路的建设方面,路基填土高度非常高的情况下,路基施工质量的优劣,直接影响高等级公路使用和效益。
    在路基施工完成后,路基一般都会有一定的自然沉降(填石路基不明显),考虑路基自然沉降的因素,为了保证工程质量,通常在完成路基后停止施工3~ 12个月以稳定路基,虽然有一定效果,但影响了进度和提前工期效益,而且并不一定完全完成自然沉降。况且沉降会延续数年,只是沉降量较小而已。为了减少路基自然沉降对工程质量的影响,加速路基自然沉降,提前工期,故提出路基灌水加速自然沉降的施工方案。
    路基自然沉降成因
    路基施工完成后,压实度检测是以实测容重实验室内击实试验最大干容重对比而言。一方面,最大干容重是实验室内数据,另一方面规范规定压实要求并不是完全100%,有一定的剩余偏差,所以路基按规范和验收标准检查合格后,必然会有沉降,况且就是完全符合最大干容量即压实度100%,在地下水及地上水的共同作用下,随着时间推移,也必然会有自然沉降。而路基路面(路床)弯沉指标只是检测反映路基的强度情况,平整度、标高、宽度、偏位等指标反映路基外观及形状的检测指标。
    考虑到路基如果自然沉降整体下降,且下沉数据一致的话,则并不会影响路面使用。事实上经过多数公路(包括高速公路)观察测量并非如此,下沉量是不一致的,这就会影响路面使用质量,引起路面平整度、标高指标变化,而且甚至会引起路面开裂网裂等病害。
    施工方案与工艺
    路基完成一段或某个高度后,在路基顶面(或路床顶)路肩上封土埂,相当于先进行培路肩(路床顶)然后灌水的施工方法。施工中应注意以下几点:
    1、路肩上封土埂宽度可为路肩宽度,厚度考虑路面横坡,宜在20cm~ 50cm之间。
    2、路基长度上横向要每隔5~10m打一横隔土坝(最后清理施工路面基 层)。
    3、考虑路基宽度较大时纵向打一土坝形成方格网状。
    4、在土坝方格上灌水时,防止冲刷路基。
    5、灌水时间控制15~90天为宜(保证工期效益),并且保证始终有水状态,然后放水凉干。待路基顶面 0~30cm含水量接近最佳含水量时进行修正,再次上压路机充分压实并再次检测验收。
    6、为了保证灌水彻底渗透形成水压,可在路基每层施工时开挖长10~ 25m宽5~10m的方格沟槽,沟槽内灌砂压实,并且上层下层形成犬牙交错状态,直至路床顶。这样路床顶灌水时,保证了利用水渗透作用下使整个路基全部渗透,加速自然沉降,沟槽厚度为该层填土厚度,宽度宜为20~50cm.另外沟槽延伸路基外侧时,注意在外侧形成喇叭口,且口内撒砂,防止灌水时冲刷路基边坡。
    试验段比较
    在2000年3~10月,河南省省道商周路K47+100~K56+825段改建工程施工中,我们作了试验段。该路设计标准为平原区二级公路,路基填土高度120cm,试验段共分为6段,第一段与第二段开挖沟槽灌砂并在整个路基顶面灌水15天,第三段与第四段未做沟槽直接完成路基后顶面放水,灌水时间为15天和30天,放水晾干,第五段与第六段为正常施工段,检测指标对比如右表:
    费用与工期比较:
    1、第一段采取开挖沟槽施工,路基填土高度120cm,分4层填筑,沟槽宽度按30cm施工开挖,由于路基设计宽度15m,故考虑7.5m*20m设置沟糟(每个实验段长度均为300M长)。该段费用:人工费1392元,中砂13860元,土方(土埂)3168元,抽水台班4500元,共计费用19752元。第二段因采取7.5*10m设置沟槽,费用为25820元,比第一段多些。第三段灌水时间15天费用仅为6610 元。第四段由于时间延长为30天故费用为9225元。第五段与第六段正常施工,费用不变。
    2、第一段灌水时间为15天,开挖沟槽共计2.5天,放水时间3天共计影响工期20.5天时间;第二段共计影响21.5天时间;第三段灌水时为15天,放水时间为3.5,共计影响18.5天时间;第四段灌水时为30天,放水时间为4天,共计影响34天时间;第五及第六段不影响工期。
    从以上两项目标综合来看,第一段与第二段开挖沟槽,影响工期相近,第二段所花费用较多,且效果不太明显;第三段与第四段比较,第四段效果比较明显,当然第四段影响工期较长。第一、二段与第三、四段比较,前段费用较多,效果有一定作用,但从经济考虑按后段施工为宜。
    结语
    在路基施工中采用灌水自然沉降方法,会收到一些明显效果,经过试验段与正常相比较,在竣工后立即检测多项指标,并且一年后对原段进行了检测,证明效果比正常段施工大有改观,自然沉降几乎没有(设置了沉降观测点即纵段高程)。对以上方案选择,要根据工程特点,土质情况以及要求工期的影响综合考虑采用之