文/廣東省長大公路工程有限公司 劉志川
廣東省的廣佛肇高速公路C段K83+400-K90+350段、K90+800-K98+350段、K108+100-K120+889段為燕山期花崗巖分布區(qū)。因該花崗巖體風(fēng)化帶厚度大,受風(fēng)化構(gòu)造、土質(zhì)、雨水、氣溫等影響,自然斜坡形成了典型的沖溝、水毀破壞型地貌。在花崗巖分布區(qū),該路路堤主要采用花崗巖殘積土填料修筑。常規(guī)氣候條件下,按常規(guī)做好壓實和排水的花崗巖殘積土路堤邊坡,除在坡面綠化前會出現(xiàn)部分坡面沖刷現(xiàn)象外,并不會發(fā)生嚴重的路基水毀破壞。2015年春節(jié)前夕,受厄爾尼諾災(zāi)害性氣候的影響,廣東省德慶縣在旱季出現(xiàn)了連降4天大暴雨的極端天氣。暴雨致使該路段發(fā)生了邊坡大面積沖溝、坡面溜坍及坍肩等嚴重的路基水毀病害。
采用花崗巖殘積土修筑的路堤,透水系數(shù)接近砂性土,在降雨作用下,雨水入滲,造成花崗巖殘積土含水量增大,抗剪強度下降。在持續(xù)降雨下,花崗巖殘積土修筑的路堤坡面淺表土體可形成連續(xù)飽和層,形成管涌,造成路堤邊坡坡面出現(xiàn)部分坍滑,增強了坡面沖刷效果,進一步促使路堤坍肩及淺層滑坡等嚴重路堤水毀病害的發(fā)生。因此,設(shè)置封水平臺、排水邊溝、預(yù)防坡面溜塌,是預(yù)防花崗巖殘積土路堤水毀病害的關(guān)鍵措施。通過反復(fù)摸索,發(fā)現(xiàn)采用土工格柵加筋土結(jié)構(gòu),并結(jié)合花崗巖殘積土路堤平臺及邊溝復(fù)合結(jié)構(gòu),對花崗巖殘積土路堤水毀破壞的修復(fù)具有良好效果。在2016年4月至7月,該方法在廣佛肇高速公路C標(biāo)段15段花崗巖殘積土路堤邊坡水毀病害快速修復(fù)工程,得到大量的應(yīng)用。
該方法是通過使用疏排結(jié)合、表面徑流排水與滲流排水相結(jié)合的方法,就近利用附近土源,快速修復(fù)水毀路堤,形成路堤平臺及邊溝的復(fù)合防排水結(jié)構(gòu)。步驟如下:
每50cm至60cm高設(shè)置土工格柵反包,形成土工格柵加筋土結(jié)構(gòu),快速修復(fù)路堤邊坡,同時可預(yù)防后期降雨時坡面的沖溝及溜塌。
擺放滲漏溝渠、擱置防滲土工布及軟式透水管去除滲透,于修建完工的排水邊溝和封水平臺,與此同時還要完成平臺小滲溝的施工,可進一步減少降雨入滲量對路堤邊坡的不利影響
充分發(fā)揮花崗巖殘積土水泥改性土半封水材料不易開裂、強度高等特性,采用8%路拌花崗巖殘積土水泥改性土,同時修筑平臺和平臺邊溝。由于排水邊溝和封水平臺采用同一種材料和施工工序,有利于兩種結(jié)構(gòu)的整體性以及在地表氣候變化條件下干縮變形的一致性,系統(tǒng)地提高防排水結(jié)構(gòu)的總體質(zhì)量。
施工流程:測量放樣→路堤邊坡修復(fù)→小滲溝施工→平臺與邊溝施工→平臺邊溝砂漿抹面施工→植草施工
圖1 花崗巖殘積土路堤水毀破壞快速治理斷面圖
根據(jù)批復(fù)的測量控制網(wǎng),使用全站儀實行精確放樣;并使路堤平臺的中樁、邊樁和路堤邊坡坡度線,水準(zhǔn)測量儀標(biāo)示記錄的坡面標(biāo)高和平臺標(biāo)高,印記出平臺邊溝、小滲溝的施工開挖線。
測量放樣后,利用就近土源,每50cm至60cm高設(shè)置土工格柵反包,形成土工格柵加筋土結(jié)構(gòu),快速修復(fù)路堤邊坡。
測量放樣后,按設(shè)計完成下一級邊坡1(如圖1所示)修坡后,填修反向坡率3%的臺階,還要在所筑臺階離下一層邊坡坡頂?shù)?m處,用挖掘機開挖一個寬20cm、深20cm的三角形滲溝,并采用人工修整;在挖掘小滲溝的開挖層面上放置防滲土工布;把4根5cm直徑的軟式透水膠管放在小滲溝下面;小滲溝基槽挖掘做到以5m一節(jié)逐次反復(fù)延續(xù)。
按水泥與濕土的重量比為8%的比例用挖掘機路拌。路拌時,濕土的含水量應(yīng)控制在軟可塑狀態(tài),路拌完成的水泥改性土處于硬可塑狀態(tài)為準(zhǔn)。
鋪設(shè)一層厚度為70cm厚的路拌花崗巖殘積土水泥改性土,壓實后厚度應(yīng)保證不小于50cm。
在距下一級邊坡0.8m處至2m處的平臺上,反開挖一個30cm深的平臺邊溝,挖掘時要確保水泥改性土的最低厚度12(如圖1所示)不低于20cm。
平臺和邊溝的施工時,要把小滲溝基槽挖掘成一個樣子,以5m為一節(jié)逐次地反復(fù)延續(xù),挖掘完一段,就要迅速用挖掘機跟進平整、搗實,用人工修整。
施工過程應(yīng)注意對路堤邊坡采取臨時防護措施,防止雨水沖刷。如受雨水沖刷,應(yīng)及時修補。
使用人工操作水泥砂漿抹面工序時,應(yīng)時刻關(guān)注水泥砂漿抹面層的厚度不低于3cm,澆水養(yǎng)生應(yīng)不低于7天。
使用泥漿泵噴濺(或人工傾泄)種填泥土增添營養(yǎng)泥調(diào)制成的泥漿,要一邊噴濺(傾泄)一邊人工碾壓,使泥漿全部淹沒在平臺上。操作時要密切監(jiān)視營養(yǎng)泥的稠度,如果過稀,噴后易流失;如果過濃,失水后會出現(xiàn)收縮開裂的情況。
用液壓噴播機,將摻有草種、植草肥料、土壤改良劑、種子黏結(jié)劑、保水劑與水的混合物一致地噴灑于護坡上。
遮蓋的無紡布(應(yīng)做到單位面積質(zhì)量≥14g/m2),還要毫不延遲地澆水養(yǎng)生,直到植上草皮。
養(yǎng)生階段要注意區(qū)別前、中、后期的養(yǎng)生。前期的養(yǎng)生為2個月左右,主要以定時定量的噴灌水為主,應(yīng)注意經(jīng)常保持土壤的濕潤,把關(guān)注種子發(fā)芽與盡快生長覆蓋作為重心;中期養(yǎng)生主要依賴天然雨水,若偶遇干旱,應(yīng)人工每月噴水1次到2次;后期養(yǎng)生,每月噴水2次即可,這一時期應(yīng)注意追施適量氮肥,促進苗圃轉(zhuǎn)青生長。這個階段要特別注意,發(fā)現(xiàn)病蟲害時要迅速噴藥治理,杜絕蟲害蔓延。
花崗巖殘積土路堤水毀破壞的快速治理方法,采用花崗巖殘積土水泥改性土為主要建筑材料,以形成的花崗巖殘積土路堤平臺及邊溝的復(fù)合防排水結(jié)構(gòu)。與使用外借黏性土所修筑的平臺及邊溝結(jié)構(gòu)相比,具有強度高、剛度大等優(yōu)點;與使用混凝土所修筑的平臺及邊溝結(jié)構(gòu)相比,具有避免設(shè)置變形縫、可保持在一定的微裂狀況下具有良好的防排水功能等優(yōu)點,從而避免了使用混凝土修筑的平臺及邊溝結(jié)構(gòu)因局部開裂,導(dǎo)致地表水沿裂縫下滲而造成路堤局部水毀破壞的狀況。該方法適用于多雨地區(qū)花崗巖殘積土路堤邊坡及類似土質(zhì)的路堤邊坡的施工,主要采用挖掘機作為主要施工機械,主要工程量為現(xiàn)場路拌花崗巖殘積土水泥改性土的施工,因此,具有施工速度快、質(zhì)量易于控制的優(yōu)點。