山區(qū)高速公路小型構(gòu)造物常見問題及處理方法

黃 淼

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，安徽 合肥 230088)

0 引言

山區(qū)高速公路地形復(fù)雜，地質(zhì)情況千變?nèi)f化，與路線相關(guān)的水系、路系較為復(fù)雜，與平原微丘區(qū)有較大區(qū)別，在工程實施的過程中會出現(xiàn)一些設(shè)計中難以預(yù)見的問題，而后續(xù)服務(wù)工作正是設(shè)計的延續(xù)，主要內(nèi)容就是及時、準(zhǔn)確地掌握工程實施的過程中出現(xiàn)的問題，動態(tài)地根據(jù)實際進行調(diào)整從而使設(shè)計更合理、完善。山區(qū)高速公路小型構(gòu)造物實施過程中常出現(xiàn)的問題主要有以下幾個方面。

1 出現(xiàn)的主要問題

1)小型構(gòu)造物基礎(chǔ)實際承載力不足;2)構(gòu)造物的位置與實際或地方需要有矛盾;3)設(shè)計縱坡限制，無法設(shè)置構(gòu)造物;4)接線、改溝與實際或地方需要有矛盾。

2 主要解決方法

2.1 小型構(gòu)造物基礎(chǔ)實際承載力不足的解決方法

2.1.1 動態(tài)掌控了解

山區(qū)高速公路的小型構(gòu)造物(常見的為涵洞、通道和倒虹吸)基底驗槽承載力不足有以下幾種情況:

1)不及時驗槽。大多數(shù)承包人在開挖到基底高程后，由于種種原因，不及時進行基底驗槽承載力試驗，致使基坑被水浸泡，待基底承載力驗槽時，試驗數(shù)據(jù)比實際偏低，難以滿足圖紙設(shè)計要求的虛假現(xiàn)象。

2)原設(shè)計考慮采用了基底換填工程措施，但實際深度不足或深度不均。原設(shè)計圖紙設(shè)計采用了一定厚度的換填措施，承包人施工時，在基坑開挖至設(shè)計基底高程后，未進行基底高程處驗槽試驗和原設(shè)計進行比對，而是繼續(xù)下挖至原設(shè)計換填層底深度的高程后再做驗槽基底承載力試驗，試驗的結(jié)果發(fā)現(xiàn)基底的承載力仍然不滿足要求，這樣給現(xiàn)場方案調(diào)整帶來很大的被動。因為承包人應(yīng)該在開挖至基底高程就立刻驗槽，而不應(yīng)開挖至原設(shè)計換填層底部再做試驗，一旦發(fā)現(xiàn)卻因地質(zhì)變化承載力存在不足，現(xiàn)場方案調(diào)整就陷入被動。這種情況下，如果繼續(xù)下挖換填，換填深度較大，實際效果較差，同時產(chǎn)生較大的工程量，如果考慮改變原來構(gòu)造物基礎(chǔ)形式或位置，原來超挖破壞的基坑處理也產(chǎn)生較大的工程量和施工困難。

以上兩種常見情況就需要動態(tài)的掌握了解好小型構(gòu)造物施工進展和工序，要求承包人在基坑開挖前熟悉設(shè)計圖紙，充分領(lǐng)會原設(shè)計意圖，在開挖基坑到基底高程及時進行驗槽承載力試驗。一旦發(fā)現(xiàn)驗槽承載力不滿足設(shè)計要求時，及時通知監(jiān)理和設(shè)計方，這樣就為現(xiàn)場處理方案贏得主動，因地制宜采用綜合方式處理。

2.1.2 因地制宜，合理調(diào)整

若出現(xiàn)驗槽承載力不足時，首先要進行現(xiàn)場查看，根據(jù)試驗資料數(shù)據(jù)，因地制宜，靈活處理，有以下幾種常見方法:

1)若承載力略低于要求，并不太低，可考慮將分離式基礎(chǔ)改為整體式;2)若承載力很低，與要求相差較大，不滿足整體式基礎(chǔ)要求，考慮對基底進行換填，換填深度根據(jù)換填計算，考慮到換填效果，一般不宜大于2 m;3)若現(xiàn)場驗槽，軟弱基層較深，可考慮將構(gòu)造物位置進行適當(dāng)調(diào)整，結(jié)合必要的改路、改溝，位置調(diào)整至承載力較高、地質(zhì)條件較好的合適的位置。

2.2 構(gòu)造物的位置與實際或地方需要有矛盾時的解決方法

山區(qū)小型構(gòu)造物常常設(shè)置在山?jīng)_內(nèi)，一般山?jīng)_內(nèi)有重要排水溝和通行的重要道路，設(shè)計時常常將通道和涵洞分開設(shè)計，使兩構(gòu)造物較近，路基施工較困難。通道往往在較高處，兩側(cè)接線很長撇開了老路，這與地方老百姓平時生產(chǎn)、生活習(xí)慣不同，老百姓往往很難接受。

考慮山區(qū)通行和山?jīng)_匯水特點，在滿足以上要求情況下可以對改路、改溝進行必要處理，把涵洞、通道合二為一，在山?jīng)_水較大的地方，可設(shè)計為雙孔涵洞;在山?jīng)_水較小的地方，可把通道兼排溝加大尺寸，在通道內(nèi)增加漿砌鋪砌，或者把通道設(shè)計成上下雙層的構(gòu)造，即下層過水，上層加蓋板行車、行人，這樣既滿足了功能需要又方便了施工，還避免了兩側(cè)的較長接線占用山區(qū)稀有的耕植地。根據(jù)施工實踐，地方群眾對此種設(shè)計方案較為認(rèn)同。

2.3 總體設(shè)計方案縱坡控制，難以原位設(shè)置構(gòu)造物的主要解決方法

由于總體設(shè)計方案縱坡控制部分原有老路、水渠被挖方段切斷，對地方群眾出行、灌溉有一定影響，主要有以下幾種常見情況:

1)在淺挖或零填地段。由于總體設(shè)計方案縱坡控制，在縱面較低的淺挖或零填地段路線常常切斷了原有的溝渠，而這些溝渠常常是兼有排洪、灌溉兩種功能的，設(shè)計時常常只從排水考慮，在原位下挖設(shè)置了圓管涵，這樣由于涵底下挖較低，使溝渠底高程降低，無法實現(xiàn)原有的灌溉功能，從而引起地方不滿。鑒于這種情況，一般有兩種解決方案:a.與地方充分協(xié)調(diào)，在圓管涵內(nèi)設(shè)置一道PVC管穿過，考慮灌溉功能，一般管徑不需要太大，管的兩頭分別接于原溝處，形成一個簡易小型的倒虹吸，同時由于PVC管在圓管涵內(nèi)不存在滲水問題，且方便檢修更換，造價較低，這種方式實用經(jīng)濟;b.結(jié)合實際地形，與當(dāng)?shù)貐f(xié)商，如出口處受灌溉影響田地面積較小，可考慮把部分高田進行取土，使其高程取低后對其進行復(fù)耕，與下游田地連成一片大田以滿足灌溉，同時便于小型機械化生產(chǎn)。以上兩種做法地方群眾均較為認(rèn)可。2)在較深挖方地段。在山區(qū)地形、地貌與平原差別較大，地形起伏變化大是其重要的特點，因此結(jié)合實際地形，挖方段也可以下挖設(shè)置小型構(gòu)造物，現(xiàn)實工程中，常常僅在路線中心處是一個小山包，四周都很低，而且路幅范圍基本將其挖平，這種情況就可以根據(jù)地形特點進行必要的開溝處理措施滿足通道排水需要，在此挖方段增設(shè)通道，并適當(dāng)設(shè)計人行踏步或必要的改線滿足當(dāng)?shù)匦腥撕屯ㄜ嚨男枨蟆?/p>

2.4 解決接線、改溝與實際或地方需要有矛盾的方法

山區(qū)高速公路地形復(fù)雜，山區(qū)道路和排水溝的特點與平原微丘區(qū)有較大差別，設(shè)計調(diào)查時不可能完全了解地方路系出行方式和習(xí)慣，往往對排洪了解較透徹而對水系的灌溉了解不全面，這就需要我們在設(shè)計及后續(xù)服務(wù)中做到以下幾點:

1)設(shè)計中對改路、改溝方案有充分理解，給出方案的同時要對可能出現(xiàn)的與方案矛盾的可能進行說明，并給出解決方法。2)人行通道、機通的接線常常是當(dāng)?shù)厣仙叫÷坊驕贤▋?nèi)外的機耕通道，這些道路等級往往不高但對于地方來講很重要。這就需要我們設(shè)計時要根據(jù)實際情況來確定接線長度和接線方式，有時往往一個通道需要一個以上的接線。3)山區(qū)高速公路人行通道、機通的接線道路從寬度、線形指標(biāo)、路面結(jié)構(gòu)比平原微丘區(qū)的等級要低，主要是地方自修道路，以土路為主，其特點是靠近村民聚居地，方便出行、耕作，但一般寬度較窄，縱坡較陡。接線工程設(shè)計時不必用過高的指標(biāo)，造成很大的填挖，增大工程造價。接線在兩側(cè)的長度是有限的，在通道兩側(cè)使用的線形指標(biāo)再高對于整條道路來說意義不大。另外，根據(jù)已建成通車的高速公路經(jīng)驗，沒有設(shè)置兼排水通道，如果通道底設(shè)計為平坡，往往在使用過程中通道內(nèi)部的積水難以排出，常年陰濕。建議通道設(shè)計時盡量設(shè)置兼排溝，若確實無需設(shè)置兼排溝則建議在通道底部略微設(shè)置坡度。

3 結(jié)語

山區(qū)高速公路遇到的情況多種多樣，小型構(gòu)造物設(shè)置時遇到的情況也多種多樣，后續(xù)服務(wù)過程中處理原則就是根據(jù)實際情況滿足功能需要，最大可能地降低對地方的不利影響，最大限度地為設(shè)計積累實踐經(jīng)驗、反饋重要且有價值的信息。

[1] JTJ 024-85，公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

[2] 顧克明，蘇清洪，趙嘉行.公路橋涵設(shè)計手冊——涵洞[M].北京:人民交通出版社，1997.

[3] JTG D60-2004，公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范[S].

[4] 高冬光，王亞玲.橋涵水文[M].北京:人民交通出版社，2008.

[5] JTG C30-2002，公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范[S].