山區(qū)二級公路路基施工質(zhì)量控制分析

黃志春

摘要：文章結(jié)合工程實(shí)例，從邊坡開挖與防護(hù)控制、路床質(zhì)量控制、路基填方質(zhì)量控制、排水系統(tǒng)控制等方面，分析了山區(qū)公路為確保路基穩(wěn)定而需要特別重視的一些路基施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)，為山區(qū)公路路基施工提供參考。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路;路基;質(zhì)量控制

中圖分類號：U412.363 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.10.019

文章編號：1673-4874（2019）10-0064-03

0引言

近年來，隨著行業(yè)人員對工程質(zhì)量監(jiān)測水平以及安全意識的不斷提高，公路工程整體質(zhì)量有了長足提升，特別是涉及結(jié)構(gòu)安全的橋梁、隧道等重要部位，各參建單位給予了足夠重視，從原材料、施工工藝、工序驗(yàn)收等方面加強(qiáng)了監(jiān)管。而相對于橋梁、隧道等重要部位來說，路基施工質(zhì)量的重視程度則稍顯不足，路基質(zhì)量通病仍然存在。本文以G321線三江縣良口至梅林公路二期工程為例，分析山區(qū)二級公路路基施工質(zhì)量控制要點(diǎn)。

1項目概況及特點(diǎn)

G321線三江縣良口至梅林公路二期工程全長43.756km，均為新建路段。線路穿越山嶺重丘區(qū)，地形復(fù)雜，高填深挖路段較多（最深挖方70m，最高填方38m），土石方量大（全線土石方數(shù)量為569萬m），填挖段交錯連續(xù)，填挖工作面連續(xù)長度短，作業(yè)區(qū)域小，施工難度大。沿線土質(zhì)以黏土或強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)巖為主，土體天然含水量大，路基填筑質(zhì)量不易保證。

2 路基施了質(zhì)量控制要點(diǎn)

路基是整條線路的基礎(chǔ)，大部分路面斷板、開裂等質(zhì)量病害是由路基的差異性沉降引起的。提高路基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，是保證路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、耐久的前提條件。與路面施工相比，路基施工具有“三多一長”的施工特點(diǎn)：即分項多、工序多、作業(yè)人員多、施工周期長。項目特點(diǎn)和路基施工特點(diǎn)決定了本項目路基施工質(zhì)量控制難度遠(yuǎn)超過路面?！叭绾伪ＷC路基施工質(zhì)量，減少工后沉降，避免路面早期破壞”是本項目質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

2.1 邊坡開挖與防護(hù)控制

邊坡開挖是破壞山體穩(wěn)定的一種人為活動，是造成山體失穩(wěn)坍塌的主要原因。確保開挖邊坡穩(wěn)定特別是高邊坡穩(wěn)定是山區(qū)公路路基開挖施工控制的重點(diǎn)工作。（1）要嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙放樣、拉線開挖，保證挖方邊坡坡率，避免不規(guī)則開挖造成邊坡失穩(wěn);（2）在開挖過程中要隨時觀察邊坡土質(zhì)，發(fā)現(xiàn)邊坡土質(zhì)不穩(wěn)定且防護(hù)方案不適用時應(yīng)及時通知設(shè)計方，重新設(shè)計有效的防護(hù)方案;（3）嚴(yán)格遵循邊開挖邊防護(hù)的施工原則，開挖一級防護(hù)一級，嚴(yán)禁一挖到底，避免邊坡裸露過久增加坍塌風(fēng)險。

2.2路床質(zhì)量控制

路床是路面底面以下80cm范圍的路基部分，需要承受路面?zhèn)鬟f的較大荷載應(yīng)力，是路基的重要部位，要求具備均勻、密實(shí)、強(qiáng)度高、變形小的特性。

（1）一般填方段的路床（95區(qū)）主要從填料上控制，盡可能采用液限和塑指指標(biāo)較低、CBR值較高的土質(zhì)。本項目95區(qū)路床采用CBR值>20%、液限<40%、塑指<16的填料。填料來源在全線挖方段進(jìn)行調(diào)查，擇優(yōu)選用，由監(jiān)理工程師進(jìn)行確認(rèn)。在施工過程中預(yù)留95區(qū)填料挖方段，全線統(tǒng)一調(diào)配，路床填筑前必須經(jīng)過監(jiān)理工程師認(rèn)可。

（2）低填淺挖和零填挖路段的路床控制。本項目的低填淺挖是指路面結(jié)構(gòu)層底面以下，填高（挖深）<80cm的路基。由于低填淺挖和零填挖路段路床范圍的天然土體靠近地表，天然密實(shí)度較低，含水量較大，需對這部分路床范圍的天然工體進(jìn)行（最大值為80cm）翻挖晾曬、重新壓實(shí)處理。當(dāng)土體CBR不符合規(guī)定值時，應(yīng)進(jìn)行挖除換填處理，換填材料宜采用水穩(wěn)性好、強(qiáng)度高的填料，如砂礫石土等。

（3）普通挖方段的路床控制。挖方路床頂面以下0-80cm范圍內(nèi)的壓實(shí)度應(yīng)≥95%，不符合要求時應(yīng)做翻挖壓實(shí)處理。實(shí)際上，在對該部位路床驗(yàn)收時往往只檢測經(jīng)整修壓實(shí)后靠近路床頂面部位的壓實(shí)度，數(shù)據(jù)并未能反映路床其余部位的壓實(shí)度是否能滿足要求。因此需加強(qiáng)對路床頂面以下0-80cm范圍內(nèi)各部位壓實(shí)度的檢測，壓實(shí)度不合格的應(yīng)做翻挖壓實(shí)處理，土體CBR值不符合規(guī)定的應(yīng)做換填處理。

（4）鑒于路床的重要性，在路床（特別是挖方段路床）的整體質(zhì)量控制上，不宜簡單地以技術(shù)指標(biāo)來判斷。特別是對于一些液限和塑指指標(biāo)臨界的土質(zhì)（如黏土），雖然各項指標(biāo)也符合規(guī)范要求，但土體本身仍具有較大的變形空間，受荷載、地下水的影響作用，容易產(chǎn)生路基差異沉降變形，誘發(fā)路面破壞，不宜作為路床部分。挖方段路床換填好的填料是保證路床整體質(zhì)量的有效措施，當(dāng)缺少適宜的填料而資金又允許時，可以考慮采用碎石進(jìn)行40-60cm的換填。采用碎石換填實(shí)際上是加厚了路面結(jié)構(gòu)碎石層。碎石層作為柔性結(jié)構(gòu)層，具有一定的變形調(diào)節(jié)能力，當(dāng)路基出現(xiàn)較小的差異沉降時，碎石層會通過自身的二次松散能力重組碎石層，填充因路基的差異變形造成的碎石結(jié)構(gòu)層空隙，確保碎石層頂面不會出現(xiàn)大的沉降出面，從而有效地延緩水泥混凝土面板的破壞，而且透水性良好的碎石層還可以降低地下（毛細(xì)）水位，確保路面干燥。

2.3 路基填方質(zhì)量控制

2.3.1臺階開挖控制

路基填筑時，地面自然橫坡陡于1：5或縱坡陡于12%時，應(yīng)將原地面挖成臺階，臺階寬度≥2m，內(nèi)傾4%斜坡。影響填方路基穩(wěn)定的主要變形有豎向沉降變形和橫向（水平向）位移。橫向位移變形相對來說對路基的破壞性更大，修復(fù)的難度和花費(fèi)也更大;豎向沉降變形則可以通過填料（選擇好的填料）、施工工藝（采用增壓補(bǔ)強(qiáng)、注漿固結(jié)等）等進(jìn)行有效控制或修復(fù)。通過開挖臺階，可以改變路基變形位移矢量主要方向，由橫向改為豎向，變成以豎向沉降變形為主。同時，可改善新舊路基結(jié)合面的狀況，使新填路基沿結(jié)合面的抗滑能力增強(qiáng)，降低橫向位移風(fēng)險，從而達(dá)到增加填筑體穩(wěn)定性的目的。據(jù)研究，通過開挖臺階填筑的路基，穩(wěn)定性可以提高30%以上。所以臺階開挖是確保路基填筑質(zhì)量的一道關(guān)鍵工序。

2.3.2 路基補(bǔ)強(qiáng)壓實(shí)控制

本項目高填路段較多，土質(zhì)較差，工期緊張，存在高填路基工后沉降大的質(zhì)量風(fēng)險，解決措施之一是對高填路基進(jìn)行增強(qiáng)補(bǔ)壓。高填路基增強(qiáng)補(bǔ)壓效果比較好的方法主要有沖擊碾壓和強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)，因本項目處于山嶺重丘區(qū)，填方工作面小，沖擊碾壓無法開展，適宜采用的是強(qiáng)夯方式。強(qiáng)夯法又稱動力固結(jié)法，是利用大型履帶式強(qiáng)夯機(jī)將重錘從一定的高度自由落下，對土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)。在夯能的作用深度內(nèi)使土體孔隙壓縮、迅速固結(jié)，從而提高地基的承載力及降低土體壓縮性，形成比較均勻、密實(shí)的地基。經(jīng)過強(qiáng)夯作用的地基強(qiáng)度可提高2-5倍，壓縮性可降低2-10倍。強(qiáng)夯的有效固結(jié)深度根據(jù)單擊夯擊能和土質(zhì)確定（見下頁表1）。

結(jié)合項目特點(diǎn)和土質(zhì)情況，本項目對高填路基每填高4m進(jìn)行強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)。單擊夯擊能為1000kN·m，夯錘重10t，落距10m，夯實(shí)遍數(shù)3遍，前2遍以1000kN·m夯擊能跳夯，第三遍滿夯。滿夯采用輕錘或低落距錘多次夯苗，錘印搭接。

2.3.3 路基加筋補(bǔ)強(qiáng)控制

本項目填挖交界、半填半挖路段較多，為保證新舊路基結(jié)合穩(wěn)定，采用土工格柵進(jìn)行區(qū)域補(bǔ)強(qiáng)。土工格柵采用的是標(biāo)稱每延米抗拉強(qiáng)度≥50kN·m，標(biāo)稱抗拉強(qiáng)度下伸長率≤13%的雙向拉伸土工格柵，具有良好的抗撕裂性能。兩層格柵之間采用級配較好的礫類土、砂類土進(jìn)行填筑。通過填料與格柵網(wǎng)格互相嵌鎖，形成穩(wěn)定的平面，防止填料下陷，并分散垂直荷載，從而達(dá)到減少新舊路基搭接處產(chǎn)生的不均勻沉降而形成的裂縫現(xiàn)象的目的。鋪設(shè)土工格柵重點(diǎn)在于施工工藝控制，在平整的下承層上鋪平、拉直、固定，不得出現(xiàn)扭曲、褶皺、重疊，否則會影響土工格柵的使用功能。

2.3.4 特殊部位質(zhì)量控制

對“三背”回填、推堆區(qū)等易出現(xiàn)質(zhì)量通病的特殊部位，通過建立施工臺賬，加強(qiáng)監(jiān)督，實(shí)行銷號制度。

（1）“三背”回填控制。圬工強(qiáng)度達(dá)到70%以上方可進(jìn)行回填，重點(diǎn)加強(qiáng)填料、工藝、指標(biāo)控制。填料控制：采用透水性好的填料，如砂礫土、碎石土、級配碎石等材料。工藝控制：對條件允許的地方采用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓或液壓夯進(jìn)行夯實(shí);對區(qū)域較小部位，采用小型夯實(shí)機(jī)具進(jìn)行夯實(shí)。指標(biāo)控制：松鋪厚度≤15cm，壓實(shí)度≥96%。

（2）項目特點(diǎn)決定了本項目大量臨時施工便道占用主線路基范圍，形成較多推堆區(qū)。推堆區(qū)處理不徹底會造成今后路基下沉、路面斷板等質(zhì)量問題。根據(jù)路基填筑進(jìn)度，及時、徹底地對推堆區(qū)進(jìn)行處理也是路基質(zhì)量控制的一個重點(diǎn)。

2.4 排水系統(tǒng)控制

水是造成公路病害頻發(fā)，縮短公路使用壽命的主要因素之一。本項目地處桂北山區(qū)，雨量豐富，因項目建設(shè)造成了地貌環(huán)境的較大改變，破壞了原有地表的排水功能，降雨時大量地表水因道路阻隔而形成集中匯流，對路基構(gòu)成水毀、沖刷破壞的威肋、。而完善項目的排水系統(tǒng)對減少水土流失、保護(hù)環(huán)境、延緩公路病害發(fā)生具有重要意義。（1）要統(tǒng)籌調(diào)查，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際地形合理設(shè)置涵洞位置和孔徑，確保集中匯水能及時排出;（2）增加必須的急流槽、排水溝等，彌補(bǔ)設(shè)計缺漏，引導(dǎo)水流排至天然溝渠，完善排水系統(tǒng);（3）邊坡防護(hù)（草皮防護(hù)、結(jié)構(gòu)防護(hù)等）也是組成排水系統(tǒng)的一部分，宜盡早施工，可減少邊坡沖刷，降低路基損壞的幾率。

3 結(jié)語

山區(qū)地形環(huán)境復(fù)雜多變，公路路基施工點(diǎn)多面廣，抓住施工質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)才能確保路基整體質(zhì)量。本項目通過對路基邊坡開挖防護(hù)、路床處理、高填路基補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)、特殊部位處理（如半填半挖、填挖交界加筋補(bǔ)強(qiáng)，“三背”回填，推堆區(qū)處理等）以及完善排水系統(tǒng)等施工關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行有效把控，保證了路基完成后沒有出現(xiàn)明顯的沉降、開裂現(xiàn)象，邊坡穩(wěn)定少沖刷，整體質(zhì)量穩(wěn)定，取得了良好的效果，為建設(shè)優(yōu)質(zhì)公路奠定了堅買的基礎(chǔ)。

未來仍有大量的山區(qū)公路需要建設(shè)，把山區(qū)公路打造成優(yōu)質(zhì)工程，是推動山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，助力國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迫切需要，也是每一個公路建設(shè)者的職責(zé)所在。