公路路基工程質(zhì)量通病防治措施初探

深圳高速工程顧問有限公司 李曉鵬

公路路基工程質(zhì)量通病防治措施初探

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僅就多種類型路基工程質(zhì)量的一些通病根據(jù)形成原因,從設(shè)計(jì)、施工方面提出了一些防治措施。

路基工程質(zhì)量通病防治

路基是路面的基礎(chǔ),一條公路的使用品質(zhì)不僅與公路的線形和路面的質(zhì)量有關(guān),同時也與路基的品質(zhì)有重要關(guān)系。當(dāng)路基松軟不穩(wěn)定,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。下面對公路路基工程質(zhì)量通病防治措施提出幾點(diǎn)看法,僅供同行參考。

一、路基工程質(zhì)量通病的特征

(1)填方路堤完工后沉降或不均勻沉陷,路面橫縱坡變化、行車顛簸;

(2)路面出現(xiàn)縱向裂縫,嚴(yán)重時裂縫變寬,裂縫向土路肩邊緣伸展,裂縫處呈現(xiàn)錯臺,形成滑裂面;

(3)路面出現(xiàn)橫向通縫,裂縫處出現(xiàn)錯臺。

二、路基工程質(zhì)量通病的形成原因分析

1.設(shè)計(jì)方面

(1)地質(zhì)勘測資料不全,特別是一些需要進(jìn)行地基處理的原溝塘地段沒有勘查清楚,對橫向地層分布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)設(shè)計(jì)擬采取的軟基或濕陷性黃土處理方法不當(dāng),設(shè)計(jì)處理深度不夠,處理效果不明顯;

(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;

(4)等載或超載預(yù)壓路段預(yù)壓期預(yù)計(jì)不足;

(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,造成填筑過程及運(yùn)營過程中產(chǎn)生較大的地面?zhèn)认蜃冃?強(qiáng)度降低甚至導(dǎo)致滑動破壞;

(6)高填土路段,特別是嚴(yán)重缺土路段,對填料的調(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,造成旅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;

(7)路基排水設(shè)計(jì)不完善。

2.施工方面

(1)軟基處理未達(dá)到設(shè)計(jì)深度,原材料進(jìn)場未按產(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)軟土地基路段路堤填土速度過快;

(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;

(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;

(5)填挖交界或非全寬填筑或分段填筑時交接面未作妥善處置形成的沉降差;

(6)施工中不注意路基排水,遇雨浸泡路基,后續(xù)施工中又未能及時復(fù)壓;

(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;

(8)分層填土碾壓時虛鋪厚度過厚,壓實(shí)機(jī)具不到位,壓實(shí)度、厚度不能滿足規(guī)范要求;

(9)分層填土未經(jīng)仔細(xì)整平,平整度差,造成坑洼出現(xiàn),壓實(shí)不均勻;

(10)施工檢測取樣未按規(guī)程操作,實(shí)測壓實(shí)度存在虛假現(xiàn)象;

(11)巨粒土或粗粒土中所含漂石粒徑過大難以壓實(shí)均勻;

(12)高塑性黏性土填筑路堤工序不連續(xù),造成施工后壓實(shí)度下降;

(13)特殊地區(qū)的路基施工未按規(guī)范操作。

三、路基工程質(zhì)量通病的防治措施

1.設(shè)計(jì)方面

(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,尤其必須對特殊路基的設(shè)計(jì)提供更為詳實(shí)的資料;

(2)軟土地基處理設(shè)計(jì)必須根據(jù)不同高度(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)過多方案比選確定滿足穩(wěn)定和施工后沉降標(biāo)準(zhǔn)要求的方案。軟土地基處理設(shè)計(jì)必須設(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,并需對側(cè)向變形做出考慮;

(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);

(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;

(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);

(6)為減少黏性土路堤結(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。

2.施工方面

(1)施工單位必須根據(jù)交通部相關(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(jì),對施工全過程實(shí)施有效的質(zhì)量控制和管理,完成規(guī)范要求的自檢頻率,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;

(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(jì)進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)查,并采取相應(yīng)的隔水,疏水措施;

(3)地基處理要點(diǎn):

①施工順序:無論何種處理方法,都應(yīng)按設(shè)計(jì)要求先設(shè)置排水設(shè)備,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)合地基處理時,宜在原地面整平后,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。

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、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(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,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(jì)量裝置,并準(zhǔn)確記錄水泥的瞬時噴入量和累計(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426 mm,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內(nèi)。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(bào)告監(jiān)理;

(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1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10mm/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(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)定期測定沉降量,并向監(jiān)理報(bào)告。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(jiān)持正常觀測記錄;

(5)細(xì)粒土(含粉土、黏性土等)易受降雨及氣溫等的綜合影響,在施工組織設(shè)計(jì)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);

(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)行分析并采取路邊設(shè)土埂,邊坡設(shè)臨時急流槽等臨時排水措施;

(7)路基施工過程應(yīng)針對不同性質(zhì)的填料及碾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,羊足碾則需與鋼輪壓路機(jī)配合使用,對細(xì)粒土的壓實(shí)效效果較佳,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)粒土的碾壓則效果相對較差;

(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)果做出適量調(diào)整;

(9)過濕黏性土的處理推薦使用生石灰粉替代塊灰改良土性,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;

(10)對采用粗?；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10cm,以利于路床頂面平整度的控制。

四、結(jié)束語

公路路基工程通病的形成從設(shè)計(jì)與施工方面均有相應(yīng)的原因,針對原因,本文分別從設(shè)計(jì)與施工兩方面對其進(jìn)行了分析,在防治措施方面進(jìn)行了一些探討,從目前各條大型的高速公路路基施工情況來看,這些防治措施還是可行的。

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