黄土地区公路路基雨季施工技术分析

2021-03-21 07:05李刚
中国建材科技 2021年4期
关键词:黄土降雨含水量

李刚

(甘肃路桥建设集团有限公司,甘肃 兰州 730030)

0 引言

近年来,甘肃的公路建设规模逐渐增加,“十三五”的前四年,甘肃的公路建设如表1所示。公路建设过程中,虽然新工艺、新技术及新材料有了一定的应用,但最关键的还是要确保公路路基施工的稳定性、可靠性,特别是对于黄土地区来说,要加强雨季施工相关影响因素的控制,确保路基施工质量。

表1 “十三五”前四年甘肃省公路建设情况

1 黄土结构特性及路基施工要点

1.1 黄土结构特征分析

通过黄土土质分析可知,其主要是粒径在0.05mm以下的粉粒(含量在50%之上),其中相对较粗的粉粒含量偏大,总的来说,黄土是以粗粉粒作为骨架的结构,其中嵌有较大的砂粒,同时在较粗粉粒的表面附着有细粉粒、腐质胶体等,能和碳酸钙等共同形成胶结性联结,一定程度上提升了黄土结构的稳定性[1]。

1.2 黄土路基的施工关键点

1)松铺厚度的有效控制。一般情况下,黄土路基施工的松铺厚度要遵照表2所示要求。为了确保松铺厚度,在完成土摊铺后要实施挖深检测。2)含水量的有效控制。黄土对含水量有较高的敏感性,施工时务必注意含水量情况,随时进行含水量测定,注意其损失情况,一旦发现含水量缺失要及时补水。洒在黄土表层的水会逐渐深入内部,使得内部含水量均衡。在对黄土实施碾压过程中,含水量的有效控制是施工中的关键问题之一。通过大量施工调查可知,土体最佳含水量一般控制在±2%左右,此时土体压实度能满足标准要求。若含水量较小,会造成压实难度增加,若含水量较大,压实相对容易,原因在于含水量较大时,随着施工过程中的水分流失,含水量接近最佳含水量,另外含水量较多时会在土体颗粒表面形成有效“润滑”水膜,能有效促使土体颗粒的移动,使得土体颗粒能挤压密实。同其他土体类似,含水量不能过高,一般不超过3%。

表2 黄土路基松铺厚度标准

2 黄土地区公路路基雨季施工技术分析

2.1 预防性措施

1)项目管理部门要及时对工程所在地的天气情况进行查询,并将天气变化及时告知工程管理及作业人员,保证施工人员能合理安排施工情况。2)若施工中无法避开雨季,为了确保黄土地区路基施工质量,要尽量做到:减小工作面铺设长度;工作面铺设完后要马上作业;保证各工序的有效衔接,最大程度保证施工连续性[2]。3)路基开挖作业时,施工管理人员要明晰后续几天的天气变化,推动现场施工人员加快施工效率,防止开挖后路基基底受雨水影响。4)路基施工要做好充分的防水、排水准备,包括防水覆盖物(如土工布、塑料薄膜、彩条薄膜等)、抽水设备、管道等,同时通过防水帆布对运输物料的车辆进行覆盖,防止雨水的影响。5)增强料场的防排水措施,特别是对于细集料,更要设置防雨棚来避水,同时要提升拌和站的生产效率,防止受雨水影响。

2.2 黄土地区路基设计

1)坡面防护。黄土容易受雨水冲蚀,但是含水量较小也会受到风蚀,在很大程度上影响路基坡面稳定性。为了避免出现此问题,需在路基边坡实施植被防护,同时要加强路堑边坡防护设计。2)排水设计。黄土地区的排水可采取集中排水方式,如设置集水槽、挡水石、急流槽等。3)路堤高度控制。提升路堤的高度会增大工程量,因此要有效控制黄土地区路堤高度,减小工程量,保证施工质量。4)砂砾层。通过砂砾层的设置能大大提升黄土地区路基的施工效果,原因在于黄土具有湿陷性属性,通过砂砾层设置能阻隔地下水对路基的影响,改善地下水位较高的软土地基,提升路基底层承载力。

2.3 加强黄土土质分析

黄土土质很大程度上影响其压实度。通过试验可知,相同粒径的颗粒含量较高会影响级配效果,要确保土粒表层水膜厚度适宜(含水量达到最佳含水量)才能达到压实度的相应要求。同时,其塑性指数相对较低,很难形成有效的粘结力,无法形成较稳定的压实体。因此对于黄土地区来说,在实施路基填筑前需要对土质情况实施分析,如塑性较小就要充分考量其可用性。需采取CBR试验来判定土质是否满足路基填筑标准要求。

2.4 完善机具及施工工艺

对黄土地区来说,路基施工时要采取光轮自行式压路机+拖式凸轮振动压路机的方式实施压实,要通过平地机实施摊铺整平。平地机整平检测厚度后,用压路机完成一次静压,之后实施5-6次振动碾压,之后通过平地机整平,再通过光轮振动碾压2次。为确保路肩的有效压实,需对边缘位置多次碾压。

2.5 雨季施工的防排水措施

要按照施工时降雨强度等级、降雨持续时间等采取针对性的防排水措施,具体如下:1)对于降雨持续时间<24小时、降雨强度<中等强度的情况,可通过抽水机直接实施排水,要注意排水效率,尽早完成排水工作。2)对于降雨持续时间>24小时、降雨强度≥中等强度的情况,为了避免对路基施工质量造成影响,要通过塑料膜对施工区域实施覆盖,确保在降雨情况下形成较大面积集水槽,要通过铣刨料对塑料膜周边进行压实,避免雨水顺塑料膜边渗入内部。在保证施工安全的基础上,通过抽水泵实施抽水,若降雨过大(达到暴雨等级以上),需停止路基施工[3]。

2.6 突发性降雨的应对措施

1)一旦遭遇突发性降雨,要马上暂停开挖施工作业,并及时合理安排施工现场人员撤离施工区域,同时启动工程应急预案。2)若黄土地区路基已开挖施工,那么需安排现场施工人员在横纵断面低洼区域开挖出尺寸合理的集水井,在其中设置抽水机进行排水,要控制开挖面不能过大,并在开挖后在其表面覆盖塑料膜。一般情况下突发性降雨的强度较高,要按照具体情况实施全断面覆盖,在降雨的同时及时进行抽水,避免大量积水存在。3)若某些施工区域需采取混凝土施工,那么在出现降雨情况下要立即停止施工,且要覆盖塑料膜或土工布。4)对于某些沥青混凝土施工区域,一旦遭遇突发性降雨,要立即停止摊铺作业,并进一步提升压实效率。5)如成品料受到雨水影响,需将其当作废料进行处理。完成成品料的摊铺后,在未压实的情况下受降雨影响时,要对其实施返工处理,有效处理之前不能实施碾压施工。

2.7 雨停后的施工处理

1)一旦施工区域受到中等及以上强度降雨影响超过一天,要按照路基受雨水浸泡的具体情况,根据工程参与各方商定的方案实施处理。如路基受到雨水的影响较严重,需要和路基设计机构共同制定处理方案。2)降雨停止后若积水相对较少,那么工程施工方、现场监理方共同制定处理方案进行处理。3)降雨结束后要第一时间对集水井实施处理,要按照雨水对集水井影响时间来采取针对性措施。若集水井受雨水短时间影响,只造成上部土质疏松,需要在集水井表层浮尘清理干净、晾晒干燥后进行混合料回填;若集水井受雨水长时间影响,造成大多数土质疏松,雨水渗入较深,需要在对上部软弱层彻底清理后通过素混凝土进行回填。4)降雨停止并恢复施工后,路基工程甲方、监理方、施工方等要按照路基的具体情况制定处理对策,要根据影响程度判定有否必要安排设计方参与处理。要保证施工面彻底晾干后才可实施后续施工[4]。

2.8 雨季施工注意事项

1)若不能避免在雨季实施路基施工,那么要以“快速施工”为原则,有效控制作业面长度,进一步提升关键工作面施工速度,防止开挖后受到雨水影响。2)若在雨季进行施工,在完成基层施工后要立即对面层实施铺筑。若是所在区域的路段存在较大的交通量,要严格控制交通影响。在完成中面层铺筑后要避免开放交通,防止由于提前开放交通造成面层水损坏。

3 结语

甘肃存在大量的黄土地区,黄土地区路基施工有其特殊性,一旦受雨水影响会发生严重质量问题。本文主要分析黄土地区路基雨季施工技术,对这些区域雨季施工提供参考。

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