宋志清 陳 銘
摘要:本文對公路工程路基通病特征及病害成因進(jìn)行了分析,就路基工程質(zhì)量通病的防治進(jìn)行了探討,提出了具體的防治措施,以保證公路路基工程的質(zhì)量,延長公路的使用壽命。
關(guān)鍵詞:公路路基;質(zhì)量通病;防治措施
1 前言
在公路建設(shè)中,路基工程不僅工程量大,而且投資大。路基是公路工程的重要組成部分,是路面的基礎(chǔ),路基質(zhì)量的好壞直接影響路面的使用效果和使用年限。當(dāng)路基松軟不穩(wěn)定時,在行車荷載的反復(fù)作用下,不僅會引起路面的不均勻沉陷,影響路面的平整度,導(dǎo)致車速降低,促使路面過早破壞,而且當(dāng)路基發(fā)生塌方或滑坡時,往往會發(fā)生重大的交通事故。因此,路基工程的質(zhì)量至關(guān)重要,是公路工程施工的關(guān)鍵?;谝陨蠁栴},本文對公路路基工程質(zhì)量通病問題進(jìn)行病因分析并提出防治措施。
2 路基工程質(zhì)量通病的特征及成因
2.1 特征
路基整體或局部不均勻沉降;路基縱橫向開裂;路基滑動或者邊坡滑坍。
2.2 成因
工程地質(zhì)條件不良,原地面比較軟(如泥沼地段等)若填筑前未經(jīng)換土或軟基處理,易形成壓縮下沉或擠壓位移;工程地形條件復(fù)雜,當(dāng)路堤穿過溝谷時,溝谷中心填土最大,向兩端逐漸減低,由于填土高度不同而產(chǎn)生不均勻下沉;水文氣候等因素,降雨量過大、洪水、冰凍、積雪或溫差過大,都可能使高填路堤產(chǎn)生不均勻下沉;路堤填料,若填料中混入種植土、腐殖土或泥沼等劣質(zhì)土,或土中含有未經(jīng)打碎的大塊土或凍土等,填石路石料規(guī)格不一,質(zhì)地不勻,亂石中空隙很大,在一定荷載下可能產(chǎn)生局部明顯下沉。
設(shè)計方面,如斷面尺寸不合理,邊坡取值不當(dāng),排水、防護(hù)與加固不妥,未對高填路堤進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算,且施工工藝、填料未作特別要求說明;施工方面,填筑順序不當(dāng),未在全寬范圍內(nèi)分層填筑,填筑厚度不符合規(guī)范規(guī)定,填料質(zhì)量不符合技術(shù)規(guī)范要求,穩(wěn)定性差,原路邊坡沒有去除植被、樹根,未做臺階處理;不同性質(zhì)的填料混填,因不同土類的可壓縮性和抗水性差異,形成不均勻沉降,路基填料含水量控制不嚴(yán),又無大型整平和碾壓設(shè)備,使壓實(shí)達(dá)不到要求;施工過程中未注意排水,遇雨天時,路基積水嚴(yán)重,無法自行排水,有的積水浸入路基內(nèi)部,形成水囊,晴天施工時,也未排除積水控制含水量就繼續(xù)填筑,以致造成隱患,施工單位責(zé)任心不強(qiáng),自檢控制不到位。
3 質(zhì)量通病的防治措施
3.1 設(shè)計方面
3.1.1 對路線經(jīng)過的地形、地貌、水文地質(zhì)條件應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)探查,尤其對特殊路基的設(shè)計提供更為詳實(shí)的資料。
3.1.2 軟土地基處理設(shè)計:必須根據(jù)不同的路堤高度(折算成附加荷載),不同的軟土埋深、層厚和土性,分段計算分析在天然地基狀態(tài)下的穩(wěn)定與沉降情況。進(jìn)行計算分析經(jīng)過多方案比選確定滿足穩(wěn)定和工后沉降標(biāo)準(zhǔn)要求的方案;軟土地基處理設(shè)計必需設(shè)置漸變段以避免路基沉降突變,漸變段的設(shè)計應(yīng)按特殊設(shè)計要求進(jìn)行,并需對側(cè)向變形作出考慮。
3.1.3 基底設(shè)計:為利于實(shí)行填前壓實(shí),若遇地表濕軟,設(shè)計可考慮換土或摻石灰、水泥或鋪設(shè)土工布等措施;地下水位高或常年積水路段,除需完善降、排水設(shè)施外,還應(yīng)設(shè)置隔水層(如用砂礫、碎石等滲水材料)。
3.1.4 路基填料的采用應(yīng)對擬定取土坑或借土料場沿深度方向的土層分布、土性、含水量進(jìn)行調(diào)查,并列表說明,避免不同土質(zhì)填料的混填或分段填筑。
3.1.5 避免使用不宜于填筑路堤的填料,確有困難時必須提出改性措施及技術(shù)質(zhì)量指標(biāo),但不能用于易產(chǎn)生穩(wěn)定問題和下沉等敏感的部位。
3.1.6 高填土路堤設(shè)計應(yīng)考慮采用土路肩及邊坡防護(hù)或用急流槽將水引離路堤,保證高填土路堤邊坡穩(wěn)定,護(hù)坡道的寬度應(yīng)依照有無軟土地基、填料的性質(zhì)、取用的邊坡坡率進(jìn)行綜合設(shè)計。
3.1.7 為減少粘性土路堤結(jié)構(gòu)的壓縮變形,在采用摻灰處理的基礎(chǔ)上可再摻加少量水泥(摻灰劑量宜適當(dāng)調(diào)整),設(shè)計工藝上采用先摻灰(提倡采用生石灰粉)改良土性,再摻水泥進(jìn)一步改良土性,以提高路堤結(jié)構(gòu)剛度。
3.2 施工方面
3.2.1 施工單位必須根據(jù)交通部有關(guān)施工規(guī)范、規(guī)程、工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)及建設(shè)單位招標(biāo)文件要求,編制施工組織設(shè)計,提出自檢要求,對施工全過程實(shí)施有效的質(zhì)量控制和管理。在交工驗(yàn)收時,施工單位應(yīng)提交完整真實(shí)的施工原始記錄、試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)、分項(xiàng)工程自檢數(shù)據(jù)等質(zhì)量保證資料。
3.2.2 對于地下水的埋置深度和地面水對填方路基的穩(wěn)定性及施工影響,施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)查,并采取相應(yīng)的隔水,疏水措施。
3.2.3 地基處理要點(diǎn):①施工工序:無論何種處理方法,都應(yīng)按設(shè)計要求先開溝排水,再清表整平原地面,做好填前壓實(shí),并整出一定的橫坡度;設(shè)計豎向排水體處理的地基,應(yīng)在鋪設(shè)下半層砂或砂礫墊層后,方可打設(shè)排水體。排水體頂端應(yīng)按設(shè)計預(yù)留一定的長度(30cm左右),最后再鋪設(shè)上半層砂或砂礫層;設(shè)計采用復(fù)合地基處理的地基,應(yīng)在原地面整平后,采用輕型碾壓機(jī)械適當(dāng)碾壓,使之符合規(guī)范和設(shè)計要求后,再作地基處理;溝塘必須在清淤換填分層碾壓至相鄰地面高程后,方可進(jìn)行地基處理。②所有用于地基處理的材料,都必須按規(guī)范和設(shè)計要求的質(zhì)量指標(biāo)采購、堆放和使用。③保證施工質(zhì)量的措施要求:軟基采用塑料排水板處理時,其機(jī)械設(shè)備性能應(yīng)符合接地壓力與處理地基的承載力相適應(yīng);打設(shè)塑料排水板嚴(yán)禁出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象。剪斷板體時,要預(yù)留足夠的外露長度。施工中,應(yīng)按設(shè)計要求嚴(yán)格控制板體的打設(shè)標(biāo)高。土工織物鋪設(shè)時,要求做到繃?yán)瓱o皺折。水泥攪拌樁處理時,其施工機(jī)械應(yīng)按水泥噴入的形態(tài)(即粉噴法或濕噴法),采用不同的施工機(jī)械組合。采用粉噴法,其粉體發(fā)送器必須配有粉料計量裝置,并準(zhǔn)確記錄水泥的瞬時噴入量和累計噴入量,施工前應(yīng)先以實(shí)際使用的水泥,進(jìn)行室內(nèi)配方試驗(yàn),符合設(shè)計要求后應(yīng)進(jìn)行不少于5根的成樁工藝試驗(yàn),取得滿足設(shè)計噴入量的鉆進(jìn)速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴灰量等技術(shù)參數(shù);確定攪拌的均勻性;掌握下鉆樁提升的阻力情況,選擇合理的技術(shù)措施;根據(jù)地層、地質(zhì)情況確定復(fù)噴范圍。復(fù)攪深度必須保證大于6m,粉噴樁的檢測可采用靜力觸探或鉆芯取樣試驗(yàn)法。擠密碎石樁處理時,需采用DE40~60系列管式振動沉樁機(jī),內(nèi)置平底活頁式樁尖,樁管直徑一般為377mm或426mm,并設(shè)有二次投料口,最大沉樁深度能達(dá)20m。施工順序從四周邊開始向中心進(jìn)行,相鄰兩根樁必須跳躍間打。施工過程中,應(yīng)及時挖除樁管帶出的泥土,孔口泥土不得掉入孔口。施工中應(yīng)記錄沉樁深度、制樁時間、每次碎石灌入量、反插次數(shù)等,并按規(guī)定作質(zhì)量自檢記錄,施工中如發(fā)現(xiàn)土層有較大變化,投料量或沉樁速度異常應(yīng)立即停工,并報告監(jiān)理。
3.2.4 路堤填筑要點(diǎn):①路堤填筑與速率控制:地基處理完成后,應(yīng)適時進(jìn)行路堤填筑。對于豎向排水體處理地基完成后,即可填筑;對于水泥攪拌樁處理的地基,應(yīng)在一個月后填筑。其填筑速率要動態(tài)控制,當(dāng)日變形量沉降不大于l0mm/d、水平位移不大于3mm/d時,一般可以正常填筑;若日變形(沉降和位移)陡增,就必須增加測次,分析原因,并及時采取必要的措施(如停止加載或減緩填土速率或卸載等)。②填筑寬度:應(yīng)按設(shè)計施工坡率超寬碾壓要求控制。攤鋪厚度,要拉線控制,并經(jīng)常檢查。③堆載預(yù)壓與沉降補(bǔ)方:堆載預(yù)壓時間越長,工后沉降就越小。因此,對有預(yù)壓要求的路段,在施工中應(yīng)盡可能早地安排堆載。堆載頂面要平整密實(shí)有橫坡。沉降后應(yīng)及時補(bǔ)方,一次補(bǔ)方厚度不應(yīng)超過一層填筑的厚度,并適當(dāng)壓實(shí)。施工單位每月均應(yīng)測定沉降量,并向監(jiān)理報告一次。嚴(yán)禁在預(yù)壓期不補(bǔ)填,而在預(yù)壓后期或在路面施工時一次補(bǔ)填的做法,以免引起過大的沉降發(fā)生。④位移觀測:對于路堤施工的安全穩(wěn)定,位移的觀測比沉降觀測更重要。施工時必須按規(guī)定埋設(shè)位移觀測樁,并堅持正常觀測記錄。
3.2.5 細(xì)粒土(含粉土、粘性土等)易受降雨及氣溫等的綜合影響,在施工組織設(shè)計中應(yīng)合理安排工期,組織連續(xù)施工,雨后必須復(fù)壓,過冬要注意覆蓋,后續(xù)施工前必須復(fù)驗(yàn)。
3.2.6 應(yīng)針對粉性土在填筑過程中的穩(wěn)定性(如雨水沖刷等)進(jìn)行分析,并采取臨時排水措施。
3.2.7 路基施工過程應(yīng)針對不同性質(zhì)的填料及輾壓工具性能選用不同的壓實(shí)厚度。如輕型鋼輪壓路機(jī)適用于各種填料的預(yù)壓整平;重型鋼輪壓路機(jī)適用于細(xì)粒土、砂類土和礫石土;重型輪胎壓路機(jī)適用于各類土,尤其是細(xì)粒土;羊足碾則需與鋼壓路機(jī)配合使用,對細(xì)粒土的壓實(shí)效果較佳;振動壓路機(jī)則宜于用作砂類土、礫(碎)石土和巨粒土,若用于細(xì)粒土的輾壓則效果相對較差。
3.2.8 填料的含水量對壓實(shí)效果影響極大,施工前應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)取得的數(shù)據(jù),按照施工氣候條件及試壓結(jié)果作出適量調(diào)整。
3.2.9 過濕粘性土的處理推薦使用生石灰粉替代粉煤灰改良土性,另摻2%-3%的水泥(需由試驗(yàn)確定,石灰摻量可適當(dāng)調(diào)整)以增加壓實(shí)層的早期強(qiáng)度和剛度,減少壓縮沉降。
3.2.10 采用粗?;蚓蘖M撂钪坊鶗r,應(yīng)根據(jù)壓實(shí)機(jī)械的性能合理確定分層壓實(shí)厚度,并需對最大粒徑加以控制,一般路床下層最大粒徑以不大于壓實(shí)層厚的2/3為宜,超過限定粒徑的巨粒料應(yīng)在出料場前先加以剔除,路床最上層應(yīng)控制粒徑小于lOcm,以利于路床頂面平整度的控制。
4 結(jié)束語
防治公路路基質(zhì)量通病,一是要切實(shí)提高對質(zhì)量重要性的認(rèn)識;二是要提高建設(shè)各方的業(yè)務(wù)和管理素質(zhì);三是強(qiáng)化質(zhì)量管理保障體系;四是要推行投資體制改革,實(shí)行項(xiàng)目法人責(zé)任制,工程招投標(biāo)制,工程監(jiān)理制和合同管理制,建立起“嚴(yán)格監(jiān)理、幫監(jiān)結(jié)合”的工程監(jiān)理體系;五是要認(rèn)真執(zhí)行批準(zhǔn)實(shí)行質(zhì)量一票否決權(quán)制度,使公路的建設(shè)質(zhì)量上一個新臺階。