公路路基施工質(zhì)量通病成因與處理策略研究

王徐銘

摘 要：本文針對(duì)公路路基施工中質(zhì)量通病的主要特征進(jìn)行介紹，從地質(zhì)條件、路基設(shè)計(jì)、路基施工3個(gè)方面研究了產(chǎn)生質(zhì)量通病的主要原因，最后對(duì)路基設(shè)計(jì)以及路基施工方面防范處理各類質(zhì)量通病的策略進(jìn)行分析，望引起業(yè)內(nèi)重視。

關(guān)鍵詞：公路；路基；質(zhì)量通??；處理策略

中圖分類號(hào)：U213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.公路路基施工質(zhì)量通病特征分析

既往報(bào)道中顯示，公路路基施工常受到地質(zhì)條件、路基設(shè)計(jì)、以及路基施工等多個(gè)方面因素影響而出現(xiàn)不同類型的質(zhì)量缺陷與問題，嚴(yán)重影響公路路基工程的建設(shè)質(zhì)量以及公路工程整體建設(shè)效益的發(fā)揮。具體來說，公路路基施工期間所出現(xiàn)的質(zhì)量通病多具有以下幾個(gè)方面的特征：

第一，在公路填方路堤施工后常常有迅速沉降現(xiàn)象或路堤整體不均勻性沉降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致公路路面縱橫坡支離破碎，影響路堤結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。

第二，公路路面施工后常出現(xiàn)縱向裂縫缺陷，多數(shù)情況下裂縫寬度隨時(shí)間延長而增加并有向路肩邊緣延伸的趨勢，裂縫缺陷部位呈現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)缺陷，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致滑坡裂面的產(chǎn)生。

第三，公路路面除呈現(xiàn)縱向裂縫以外還有橫向裂縫產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，裂縫區(qū)域還可能發(fā)生錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。

2.公路路基施工質(zhì)量通病成因分析

既往工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中表明，公路路基施工質(zhì)量通病的產(chǎn)生是多個(gè)方面因素共同作用的結(jié)果，地質(zhì)條件、路基設(shè)計(jì)、以及路基施工等多個(gè)方面因素均是導(dǎo)致路基施工質(zhì)量通病產(chǎn)生的原因。具體可分析如下：

（1）地質(zhì)條件因素

公路路基所處地區(qū)地質(zhì)條件不良是導(dǎo)致路基施工期間質(zhì)量通病產(chǎn)生的關(guān)鍵原因之一。例如，公路路基工程處于沼澤地質(zhì)條件下，且路基填筑施工前未換土或做其他軟土地基處理，直接施工后會(huì)造成擠壓位移、壓縮下沉等缺陷產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)增加。又例如，公路路基工程所處區(qū)域地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，路堤穿過溝谷、中心的填土量大，兩側(cè)遞減，造成路基填土高度不一致，誘發(fā)公路路基不均勻沉降問題。除此以外，洪水、溫度差異過大、冰凍、以及降水量大等因素均是造成公路路基不均勻沉降的主要因素。

（2）路基設(shè)計(jì)因素

公路路基設(shè)計(jì)方面存在缺陷同樣會(huì)導(dǎo)致路基施工質(zhì)量通病的產(chǎn)生。例如，公路路基邊坡取值不合理、斷面尺寸不合理、排水設(shè)施不合理、防護(hù)加固措施不合理、高填路堤未進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算等均是導(dǎo)致路基施工出現(xiàn)質(zhì)量通病的主要原因。除此以外，在公路路堤設(shè)計(jì)方案中對(duì)填料、施工工藝的說明不合理或完善同樣是誘發(fā)質(zhì)量通病的重要因素。

（3）路基施工因素

路基施工過程中的不恰當(dāng)操作是導(dǎo)致質(zhì)量通病產(chǎn)生的最主要原因。例如，路基施工過程中所采取的填筑順序不恰當(dāng)，填筑范圍不完全，填筑厚度不合理，上述因素均可能導(dǎo)致公路路基出現(xiàn)下沉缺陷。又例如，施工人員對(duì)公路路基邊坡的處理不恰當(dāng)，將不同性質(zhì)的填料混合填實(shí)處理，同樣是導(dǎo)致公路路基下沉的主要原因之一。除此以外，路基施工人員對(duì)填料含水量控制不夠恰當(dāng)，填料后未及時(shí)進(jìn)行碾壓均可能導(dǎo)致路基壓實(shí)度不符合設(shè)計(jì)要求，最終導(dǎo)致一系列質(zhì)量通病與缺陷的產(chǎn)生。圖1為不同土質(zhì)路堤填筑的示意圖。

3.公路路基施工質(zhì)量通病處理策略分析

公路路基施工期間為避免質(zhì)量通病的產(chǎn)生，不斷提高路基施工質(zhì)量，確保公路工程的良好運(yùn)行，因重點(diǎn)從設(shè)計(jì)以及施工兩個(gè)方面入手，制定科學(xué)可行的處理策略，以及時(shí)應(yīng)對(duì)公路路基各類質(zhì)量通病，確保路基穩(wěn)定良性運(yùn)行。具體可分析如下：

（1）路基設(shè)計(jì)策略

在公路路基設(shè)計(jì)前應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)勘探與調(diào)查工作，針對(duì)公路工程設(shè)計(jì)路線沿線地形條件、地貌特征以及水文條件進(jìn)行合理調(diào)查，以不良地質(zhì)路段為調(diào)查重點(diǎn)，通過試驗(yàn)的方式以摻入一定比例的水泥、石灰或換土的方式達(dá)到加固地層的目的。同時(shí)，設(shè)計(jì)方案中應(yīng)當(dāng)確保公路路基最小填筑高度，避免受地下水、地面水或凍脹等因素導(dǎo)致路基穩(wěn)定性受到影響。若公路路基填筑高度無法滿足預(yù)期要求，則應(yīng)通過換填法（如石渣、砂礫等）或修筑地下滲透溝的方式避免路基內(nèi)部浸入積水，進(jìn)而達(dá)到提高公路路基土體強(qiáng)度以及穩(wěn)定性水平的目的。在此基礎(chǔ)之上，還應(yīng)對(duì)公路路基排水設(shè)計(jì)方案進(jìn)行完善，綜合考慮路基排水方案以及排水效能，避免因雨水或地表水長期浸泡導(dǎo)致路基出現(xiàn)沉降變形的缺陷。若公路路基路段偏低，則在排水方案設(shè)計(jì)時(shí)候可通過增設(shè)砂礫層、滲水盲溝、加大加深邊溝等方式提高路基排水性能。最后，在公路路基設(shè)計(jì)中還應(yīng)加強(qiáng)路基防護(hù)方面的措施。若公路工程路基施工屬于高填路堤，則應(yīng)在設(shè)計(jì)階段針對(duì)路基穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確驗(yàn)算，參考邊坡高度、地質(zhì)條件以及填料性質(zhì)等影響因素，通過工程防護(hù)+植物防護(hù)的方式強(qiáng)化路基保護(hù)，以增強(qiáng)穩(wěn)定性。

（2）路基施工策略

首先，在路基施工過程中必須遵循分層填筑與碾壓的基本原則，嚴(yán)禁在路改工程中采用滾填法施工，一般路段壓實(shí)度按照≤30.0cm標(biāo)準(zhǔn)控制，構(gòu)造物兩側(cè)（包含橋涵頭處理部位）松鋪厚度應(yīng)按照≤20.0cm標(biāo)準(zhǔn)控制。填筑環(huán)節(jié)不同選用性質(zhì)不同土體混合填筑，同一類型土體填筑厚度應(yīng)達(dá)到50.0cm（兩層）以上。填筑作業(yè)必須全幅進(jìn)行，一次到位，嚴(yán)禁出現(xiàn)幫寬現(xiàn)象。并且碾壓期間應(yīng)當(dāng)對(duì)含水量進(jìn)行合理控制，壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)入后續(xù)施工作業(yè)。在壓實(shí)過程中，應(yīng)根據(jù)工程所處區(qū)域土體性質(zhì)選擇合理的壓實(shí)機(jī)械，如對(duì)于砂礫土而言，則應(yīng)優(yōu)先選用振動(dòng)式壓路機(jī)，同時(shí)發(fā)揮滾壓與振動(dòng)功效，以達(dá)到滿意的壓實(shí)效果。

其次，在公路路基施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)施工場地以及周邊區(qū)域臨時(shí)排水設(shè)施的建設(shè)，確保排水通暢，以保證路基經(jīng)常處于穩(wěn)定、干燥且堅(jiān)固的理想狀態(tài)。同時(shí)，路基頂面應(yīng)形成橫坡（坡度在1.5%～4.0%之間），以確保地表水能夠及時(shí)排出。

最后，在公路路基填筑施工前，應(yīng)當(dāng)對(duì)兩側(cè)縱橫向排水系統(tǒng)進(jìn)行疏通，避免地表水長期浸泡路基。特別是針對(duì)以黏土、黃土為主的地基土工程，在干燥狀態(tài)下結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，承載能力大，長期浸泡容易導(dǎo)致路基基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降或翻漿問題。同時(shí)，工作人員還應(yīng)通過對(duì)土質(zhì)、CBR、標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)等參數(shù)的深入分析，合理確定路基填料用途，以確保路基填筑效果的理想。

4.工程實(shí)例分析

某高速公路連接A、B兩市，觀察顯示該高速公路K18+145～460以及K27+908～K28+010區(qū)段內(nèi)主線左幅出現(xiàn)兩條縱向裂縫?，F(xiàn)場勘查數(shù)據(jù)顯示該區(qū)域原地面橫坡坡度在40.0°～50.0°范圍內(nèi)，巖性結(jié)構(gòu)以強(qiáng)化紅砂巖為主，公路路基為半填半挖方式，邊坡填土高度在16.0m～22.0m范圍內(nèi)。參考該裂縫的分布情況以及該高速公路地形情況來看，形成縱向裂縫的主要原因是陡坡路基填筑過程中對(duì)填挖交界部位的處理不夠到位，三角區(qū)未壓實(shí)棄方且產(chǎn)生沉降牽引作用力，導(dǎo)致裂縫缺陷進(jìn)一步發(fā)展。除此以外，該高速公路項(xiàng)目工期緊張，為趕工期導(dǎo)致填筑環(huán)節(jié)施工速度過快，孔隙水不平衡，工后不均勻沉降明顯，同樣導(dǎo)致了裂縫缺陷的產(chǎn)生與發(fā)展。

本工程在處理該缺陷時(shí)采用無砂砼小樁基礎(chǔ)，并配合預(yù)壓排水固結(jié)、灌漿膠結(jié)、以及灌漿排水固結(jié)等一系列技術(shù)措施，以降低荷載水平以及附加應(yīng)力，從而提高樁間土以及復(fù)合土層變形模量，使工后沉降能夠明顯降低并穩(wěn)定。在對(duì)縱向裂縫缺陷進(jìn)行處理的過程中，所采取施工工藝如下：本工程中選用直徑為150.0mm鉆孔。首先于現(xiàn)有路面頂面架設(shè)鉆機(jī)并對(duì)路基地基進(jìn)行加固。然后洗刨裂縫處面層，基層裂縫處灌人瀝青進(jìn)行封縫處理后，重新鋪筑面層。小樁施工前按照5.0m的間隔距離于公路路面設(shè)置監(jiān)測斷面，同一斷面中路基邊緣以及中央分隔帶邊緣分別埋設(shè)2根1.0m以上鋼筋，施工期間每日測量兩次，若路基邊緣與中央分隔帶邊緣鋼筋間距超過初始讀數(shù)±0.5cm則應(yīng)立即停止施工，待恢復(fù)穩(wěn)定后方可繼續(xù)施工。為了確保路基不會(huì)因小樁施工而失穩(wěn)，要求自土路肩邊部向路基中部逐排實(shí)施?？p外靠路肩一側(cè)不少于2.0m，縫內(nèi)側(cè)不少于1.0m，樁長至原地面以下1.0m，施工時(shí)自外向內(nèi)，并隔樁壓漿。小樁施工必須嚴(yán)格按照邊成孔邊喂料注漿成樁的方式，嚴(yán)禁先批量成孔而后注漿成樁的施工方式。現(xiàn)場注漿選用壁厚4.0mm，直徑50.0mm的無縫鋼管。注漿管安裝完成后，采用1次跳躍式注漿法，完成1次注漿后將壓漿頭擰下并用清水沖洗，然后將壓漿嘴更換至另外點(diǎn)位，按照同樣方法的完成注漿作業(yè)。注漿過程中還應(yīng)當(dāng)對(duì)水泥漿初凝時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般建議控制在45.0min～60.0min范圍內(nèi)。

結(jié)語

公路工程路基施工雖然技術(shù)難度不大，但階段性施工工藝復(fù)雜，并且在公路工程建設(shè)中占據(jù)著非常重要的地位。目前我國正處于公路工程大力建設(shè)的階段，公路里程不斷增加，工程建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，公路工程建設(shè)覆蓋區(qū)域也日趨完善。在這一背景下，受到地質(zhì)條件、路基設(shè)計(jì)、以及路基施工等多個(gè)方面因素影響，導(dǎo)致公路路基施工期間頻頻出現(xiàn)各種缺陷與問題，誘發(fā)一系列質(zhì)量通病。本文即以此為背景，針對(duì)公路路基施工中質(zhì)量通病的主要特征進(jìn)行介紹，從地質(zhì)條件、路基設(shè)計(jì)、以及路基施工3個(gè)方面研究了產(chǎn)生質(zhì)量通病的主要原因，最后對(duì)路基設(shè)計(jì)以及路基施工方面防范處理各類質(zhì)量通病的策略進(jìn)行分析，望引起業(yè)內(nèi)重視。

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