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公路路基土石方施工技术探索

 论文栏目:施工技术论文     更新时间:2018/4/12 9:35:48   

摘要:公路路基土石方施工技术一直以来都是公路路基研究所关注的重点话题,如何最科学地安排施工,是每个管理者都要考虑的,而对于一名技术者来说,施工技术贯穿整个施工过程。文章结合笔者多年施工经验,重点探讨了路基土石方计算方法,并就施工过程中常见的施工技术要点展开了细节性的介绍,为公路路基施工提供一定的理论参考。

关键词:公路路基;土石方;施工技术

引言

我国经济的持续增长推动着我国公路工程的高速发展,公路作为连接不同地区的纽带,不仅增加了人们沟通交流的频率,同时也打开了致富渠道。公路的建设离不开技术的支持,同样,技术的运用使如今的公路建设呈现出一片繁华的景象。在公路建设中,路基的施工尤为重要,其质量好坏直接影响整个公路的质量与使用寿命。路基施工工程量大,耗费时间多,资金需求大,尤其是路基土石方开挖回填,因此,在保证路基质量的前提下,如何快速且耗费少地进行路基施工,一直以来都是路基研究者所要思考的问题。笔者根据多年施工经验,依据当前施工技术,重点介绍路基土石方计算方法,并以几个常见的公路路基施工为例,概括总结了公路路基土石方施工技术中的几个关键点,同时也展望了公路路基土石方施工技术的发展前景。

1公路路基土石方计算方法

公路路基,是依托具体路线位置和一定的技术要求修建的带状构造物,它是路面的基础,承受着来自路面所传递的行车荷载,是公路不可或缺的重要组成部分。公路路基的施工主要包括土石方开挖回填、防排水系统设置等,而如何计算路基土石方是路基计量重要的一步,计算方法的合理性将影响整个路基工程的造价成本。公路路基土石方计算依托的是纵横断面设计图纸,主要涉及的参数有:路基中心设计与地面高程、路基的坡度、挖方的深度、填方的高度及里程桩号等。而路基土石方的工程数量其实就是若干个连续性里程桩号之间土石方数量的总和。两个里程桩之间距离与土石方横断面积相乘得出的便是土石方数量,但里程桩横截面通常是不规则的曲面。而我们在计算时,基本都是简化处理,即将曲线当作直线处理,这势必会有一定的误差,但在计算土石方时,我们可以忽略不计,而计算路基土石方的方法主要有零起点计算法与横断面面积计算法两种。

1.1零起点计算法

以往传统的横截面土石方计算法中,直接将原地面看作直线来计算,但是在实际公路工程中,两桩号并不可能都是直线连接,且桩号与构造物起终点并不重叠在一起,因此计算过于简单化。而零点计算法是将计算的土方量向着两端外延伸直到靠近两个桩号,填筑的高度与面积始终都为零,把这两个零点都设成起点和终点。由于零起点计算法是多次计算,因此可以更加精准地计算出土石方量,而且零起点计算法也使得整个计算过程有条有序。

1.2横断面面积计算法

假设在某一个桩号横断面上,路基的宽度为B,路基高度为h,路基土石方没有施工的横截面积为A0,而第1层到第n层路基土石方的横截面积分别为A1、A2、A3、A4、......、An-1、An。当边坡坡率没有变化,即恒定不变时,第n层横截面积的计算公式为:An=A0-A-(A1+A2+…+An-1)。由于横截面积法是考虑中期计量,并不考虑路基横坡因素,这就要求A1计算必须精确,同时还要保证原地面平整度达到设计要求,另外采用标高测量,多测几组数据,以保证A1的准确性,从上述公式可以看出A1影响着An的大小。

1.3方格网计算法

方格网计算法是一种在竖向布置场地平整工程量计算中较为常见的方法,它将绘有等高线的现场地形图划分为若干个方格,并按设计标高和自然标高计算挖填高程,进而计算挖填方工程量。其计算步骤为:首先,划分方格并确定施工高程,通常以20m×20m或者30m×30m、40m×40m等尺寸进行方格确定,施工高程以“+”表示挖方,“—”表示填方,施工高程计算公式:施工高程=自然高程—设计高程;其次,求解零线(挖填方边界线),其求解方法主要包括公式法和图解法;最后,土石方量计算,即施工面积与施工高度之积,其计算方法有三角棱柱体积计算法和四角棱柱体积计算法,前者是沿着地形等高线将方格划成三角形状,而后者沿着地形等高线将方格划成四角形状,然后根据体积计算公式求解即可。

2施工技术要点

2.1石质路埑爆破施工技术要点

如下:①路基中线重新确定,复测边线,并稳固边桩;②根据具体现场施工情况,选择合适的开挖爆破方法,并制定爆破方案和施工组织设计,同时报相关部门审批;③根据炮眼深度,确定施工机械、药包位置、药量等参数;④爆破应确保相关人员安全,考虑建筑物受到的影响,切实做好药量的计算,如单孔药量Q=e×q×Ht×Wd,其中,e为炸药换算系数,q为梯段爆破单位耗药量,Wd为最小抵抗线;⑤爆破前,应周密考虑爆破过程中所发生线路短路或者爆破二响重叠问题。

2.2土质路堤压实施工技术要点

如下:①压实过程中要尽量放慢压实速度,除羊足碾或者凸块式碾外,其余碾压方式以2~4km/h速度为最好,并且在碾压前,应作试验段确定相关参数;②全宽压实以纵向分行进行最好,直线部分由两边向中间碾压,曲线部分由曲线内侧向外侧碾压,若曲线部分半径大于200m,那么可以将其按照直线部分方式进行碾压,同时,两行接头通常应重叠1/4~1/3轮迹;③第一遍碾压结束,最好纵向退行进行第二遍碾压,尽量掉头碾压,以免造成压实土体二次损被翻松。

2.3土质路埑冬季施工技术要点

如下:①当开挖至未冻土层时,应连续作业且分层开挖,若施工间隔时间过长,应在土层表面通过覆盖雪来进行保温;②在边坡开挖过程中不宜一次性挖至设计高程,最好预留30cm厚度的台阶,待冬季过后或者有气候合适时再行施工,此时应消去30cm厚的预留台阶;③冬季施工土质路埑严格按照从上向下的原则进行开挖,禁止从下往上开挖;④开挖后,弃土应远离路埑边坡坡顶,避免堆载过大,造成边坡失稳。弃土高度不宜高于3m,且弃土坡脚距离路埑坡顶应超过3m。

2.4土石路堤施工技术要点

如下:①土石路堤必须分层填筑,分层压实,不准倾填,且松浦厚度不超过40cm为宜,当接近设计高程时,应采用土方填筑;②选用18t振动压路机压实土石方最好,且在布料前,大粒径石料应均匀分散,并在间隙里填充小粒径石料、土之类材料;③对于中或者硬质石料,每压实一层后,应做试验段确定工艺流程和工艺参数,使得土石路堤压实达到要求;④对高路堤或者粉煤灰路基施工,应增设包边土和边坡盲沟等,且填筑材料宜选用强度高、水稳定性、透水性好的材料。

3结论

路基施工在整个公路建设过程中至关重要,虽然目前我国公路发展形势较好,但是在具体施工过程中会出现许多问题,这些问题很大一部分原因是由于施工技术要点没有掌握或者没有引起高度重视,施工人员习惯用一些经验来处理相关施工问题,比较常见就是土石方施工。文章以土石方作为讨论背景,阐述了三种不同计算土石方的方法,并着重探讨了一些常见的公路路基土石方施工技术要点。此外,公路路基施工能够安全有序且科学地施工在一定程度上推动着公路建设行业的可持续发展,未来公路路基所面临的施工技术问题将会越来越多,同时,新的工艺、新的技术、新的材料、新的方法的应用将使得公路路基施工更加安全稳定。

参考文献:

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作者:杨操 单位:中国路桥工程有限责任公司

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