路基工程病害原因分析及防治措施

張連成

（新疆伊吾公路段，新疆 伊吾 839300）

路基工程質(zhì)量的好壞，直接影響到公路使用品質(zhì)、旅客的舒適和正常的行車交通，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要意義。對(duì)路基質(zhì)量的影響因素很多，公路病害問(wèn)題也經(jīng)常發(fā)生，但其中絕大多數(shù)還是由施工質(zhì)量問(wèn)題引起的。公路病害不僅加大了營(yíng)運(yùn)期養(yǎng)護(hù)維修的費(fèi)用，影響道路暢通，嚴(yán)重時(shí)還危及行車安全，使旅客生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失。

1 路基工程主要病害分析

1.1 填方路堤工后沉降迅速或不均勻沉陷，路面縱橫坡變碎、行車顛簸。

1.2 路面出現(xiàn)縱向裂縫，嚴(yán)重時(shí)裂縫變寬，裂縫向土路肩邊緣伸展，裂縫處呈現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)，形成滑裂面。

1.3 路面出現(xiàn)橫向通裂，裂縫處出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)。

2 病害形成原因

2.1 設(shè)計(jì)方面

2.1.1 地質(zhì)勘測(cè)資料不全，特別是一些需要進(jìn)行地基處理的原溝塘地段沒(méi)有堪查清楚，對(duì)橫向地層分布情況也鉆孔較少或靜力觸探布點(diǎn)不足，設(shè)計(jì)依據(jù)不充分。

2.1.2 設(shè)計(jì)擬采取的軟基處理方法不當(dāng)，設(shè)計(jì)處理深度不夠，處理效果不明顯。

2.1.3 軟土地基處理設(shè)計(jì)不設(shè)漸變段造成處理路段與非處理路段交界處形成沉降突變。

2.1.4 等載或超載預(yù)壓路段預(yù)壓期預(yù)計(jì)不足。

2.1.5 軟土地基路段高填土路基未按規(guī)范規(guī)定設(shè)置反壓護(hù)道或反壓護(hù)道寬度不足，造成填筑過(guò)程及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生較大的地面?zhèn)认蜃冃危瑥?qiáng)度降低甚至導(dǎo)致滑動(dòng)破壞。

2.1.6 高填土路段，特別是嚴(yán)重缺土路段，對(duì)填料的調(diào)查選擇欠周到，設(shè)計(jì)取土坑沿深度方向土質(zhì)變化未能列明，造成施工中不同土類的填料混填或分段填筑，且因不同土類的可壓縮性和抗水性能的變異，形成不均勻沉降。

2.1.7 高填土路堤設(shè)置的暗埋式通道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度不足，不能滿足超寬碾壓要求。

2.1.8 路基排水設(shè)計(jì)不完善。

2.2 施工方面：

2.2.1 軟基處理未達(dá)到設(shè)計(jì)深度，原材料進(jìn)場(chǎng)未按產(chǎn)品質(zhì)量要求嚴(yán)格檢驗(yàn)，導(dǎo)致處理效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

2.2.2 軟土地基路段路堤填土速度過(guò)快。

2.2.3 使用不適宜的填料又未采取相應(yīng)的改良措施或措施不到位。

2.2.4 不同土類的填料混填或分段填筑形成抗水性、壓縮性的變異。

2.2.5 填挖交界或非全寬填筑或分段填筑時(shí)交接面未作妥善處置形成的沉降差。

2.2.6 施工中不注意路基排水，遇雨浸泡路基，后續(xù)施工中又未能及時(shí)復(fù)壓。

2.2.7 路堤填料含水量控制不嚴(yán)，填土壓實(shí)度達(dá)不到要求。

2.2.8 分層填土輾壓時(shí)壓實(shí)層厚度偏厚，壓實(shí)質(zhì)量差等。

3 防治措施

3.1 設(shè)計(jì)方面

3.1.1 對(duì)路線經(jīng)過(guò)的地形、地貌、水文地質(zhì)條件應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)探查，尤其必須對(duì)特殊路基的設(shè)計(jì)提供更為詳實(shí)的資料。

3.1.2 軟土地基處理設(shè)計(jì)

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(jì)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(jì)算分析經(jīng)過(guò)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(jì)必需設(shè)置漸變段以避免路基沉降突變，漸變段的設(shè)計(jì)應(yīng)按特殊設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，并需對(duì)側(cè)向變形作出考慮。

3.1.3 基底設(shè)計(jì)

為利于實(shí)行填前壓實(shí)，若遇地表濕軟，設(shè)計(jì)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)施外還宜設(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(duì)擬定取土坑或借土料場(chǎng)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(shuō)明，避免不同土性填料的混填或分段填筑。

避免使用不宜于填筑路堤的填料，確有困難時(shí)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(wèn)題和下沉等敏感的部位。

3.1.5 高填土路堤設(shè)計(jì)應(yīng)考慮采用土肩及邊坡防護(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(wú)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(jì)。

3.1.6 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(jì)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(píng)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(jì)，提出自檢要求，對(duì)施工全過(guò)程實(shí)施有效的質(zhì)量控制和管理，在交工驗(yàn)收時(shí)，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(cè)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(duì)于地下水的埋置深度和地面水對(duì)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(jì)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)

3.2.3.1 施工順序：無(wú)論何種處理方法，都應(yīng)按設(shè)計(jì)要求先開(kāi)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(jì)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(jì)預(yù)留一定的長(zhǎng)度（30cm 左右），最后再鋪設(shè)上半層砂或砂礫層。

設(shè)計(jì)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(jì)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。

3.2.3.2 所有用于地基處理的材料，都必須按規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量指標(biāo)采購(gòu)、堆放和使用。

3.2.3.3 保證施工質(zhì)量的措施要求

軟基采用塑料排水板處理時(shí)，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(shí)，要預(yù)留足夠的外露長(zhǎng)度。施工中，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制板體的打設(shè)標(biāo)高。土工織物鋪設(shè)時(shí)，要求做到繃?yán)瓱o(wú)皺折。

水泥攪拌樁處理時(shí)，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(jì)量裝置，并準(zhǔn)確記錄水泥的瞬時(shí)噴入量和累計(jì)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(jì)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(jì)噴入量的鉆進(jìn)速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時(shí)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(cè)可采用靜力觸探或鉆芯取樣試驗(yàn)法。擠密碎石樁處理時(shí)，需采用DE40-60 系列管式振動(dòng)沉樁機(jī)，內(nèi)置平底活頁(yè)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(kāi)始向中心進(jìn)行，相鄰兩根樁必須跳躍間打。施工過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)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(shí)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(bào)告監(jiān)理。

3.2.4 路堤填筑要點(diǎn)

3.2.4.1 路堤填筑與速率控制：地基處理完成后，應(yīng)適時(shí)進(jìn)行路堤填筑。對(duì)于豎向排水體處理地基完成后，即可填筑；對(duì)于水泥攪拌樁處理的地基，應(yīng)在一個(gè)月后填筑。其填筑速率要?jiǎng)討B(tài)控制，當(dāng)日變形量沉降不大于10mm/d，水平位移不大于3mm/d 時(shí)，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(cè)次，分析原因，并及時(shí)采取必要的措施（如停止加載或減緩填土速率或卸載等）。

3.2.4.2 填筑寬度，應(yīng)按設(shè)計(jì)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。

3.2.4.3 堆載預(yù)壓與沉降補(bǔ)方：堆載預(yù)壓時(shí)間越長(zhǎng)，工后沉降就越小。因此，對(duì)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(shí)補(bǔ)方，一次補(bǔ)方厚度不應(yīng)超過(guò)一層填筑的厚度，并適當(dāng)壓實(shí)。施工單位每月均應(yīng)測(cè)定沉降量，并向監(jiān)理報(bào)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(shí)一次補(bǔ)填的做法，以免引起過(guò)大的沉降發(fā)生。

[1]皮振益.道路工程施工便攜手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社，1999.

[2]李陽(yáng)初，袁金明.施工質(zhì)量控制[J].湖南交通科技，1998，24(3):24－25.

[3]JTG B01-2003.道路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].