公路設(shè)計(jì)與施工中存在的常見(jiàn)問(wèn)題淺析

摘 要：近年來(lái)國(guó)內(nèi)公路工程建設(shè)事業(yè)快速發(fā)展，雖然在服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面起到了非常重要的作用，但是公路設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中依然存在問(wèn)題與不足，本文對(duì)此進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：公路工程；項(xiàng)目設(shè)計(jì)；施工；問(wèn)題；對(duì)策

中圖分類號(hào)：U412.36 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）17-0160-02

公路是帶狀的三維空間結(jié)構(gòu)，跨環(huán)境要素以及地域要素非常顯著，在公路工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)立足實(shí)際，不斷改進(jìn)和創(chuàng)新公路設(shè)計(jì)與施工思路，以此來(lái)確保公路工程質(zhì)量。

1 公路設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題及其原因

1.1 曲線橋梁與路基的放樣存在誤差的原因分析

在曲線橋的施工放樣時(shí)，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)所放樁位與路基上的有較大的誤差，這就會(huì)造成橋的兩端與路基的連接不順。造成這種誤差的原因?yàn)椋壕徍颓€坐標(biāo)計(jì)算公式中的極數(shù)展開(kāi)取項(xiàng)項(xiàng)數(shù)的不同所造成的誤差。因?yàn)樵诼肪€設(shè)計(jì)圖紙上未明確說(shuō)明該極數(shù)展開(kāi)取幾項(xiàng)的情況下，原設(shè)計(jì)計(jì)算取用的項(xiàng)數(shù)、施工單位路線復(fù)測(cè)計(jì)算所用的項(xiàng)數(shù)、橋梁施工放樣計(jì)算所用的項(xiàng)數(shù)（一般情況下施工單位的路基施工隊(duì)伍與橋梁施工隊(duì)伍是相互獨(dú)立的，各有各的計(jì)算程序及測(cè)量?jī)x器）這三者之間的不同，就造成了計(jì)算坐標(biāo)的誤差，尤其是在偏角較大而曲線半徑較小的情況下，誤差尤為突出。因此，建議在路線設(shè)計(jì)圖紙及橋梁設(shè)計(jì)圖紙上應(yīng)注明緩和曲線坐標(biāo)計(jì)算公式中的極數(shù)展開(kāi)項(xiàng)的項(xiàng)數(shù)，即可消除這種誤差（儀器和測(cè)量者造成的系統(tǒng)誤差除外）。

1.2 鉆孔摩擦樁改挖孔摩擦樁需加長(zhǎng)樁長(zhǎng)的原因分析

鉆孔摩擦樁樁身于土體接合較緊密，產(chǎn)生的摩擦力也較大。鉆孔改挖孔后，為保證挖孔人員的安全和預(yù)防坍孔，孔中需做混凝土護(hù)壁，在護(hù)壁的施工時(shí)由于：①護(hù)壁的體積較小，當(dāng)其為半流體時(shí)對(duì)外沿土體的側(cè)壓力較鉆孔樁灌樁時(shí)的混凝土對(duì)外沿土體的側(cè)壓力小，從而導(dǎo)致護(hù)壁與土體的接合沒(méi)有鉆孔樁體與土體的接合緊密；②護(hù)壁施工時(shí)混凝土的振搗主要用人工進(jìn)行，由于振搗的不密實(shí)亦會(huì)造成護(hù)壁與外沿土體接合的緊密度及護(hù)壁的強(qiáng)度。而樁則是通過(guò)護(hù)壁和土體接合，因上述原因，必將導(dǎo)致樁的承載力的減少，故為保證樁的承載力，就必須加長(zhǎng)樁長(zhǎng)。

1.3 目前部分薄壁橋臺(tái)開(kāi)裂的原因分析

部分薄壁橋臺(tái)，當(dāng)臺(tái)背填土完成后，臺(tái)身有不同程度的開(kāi)裂。在設(shè)計(jì)無(wú)誤的前提下，其主要原因?yàn)椋孩倥_(tái)背填土?xí)r振動(dòng)碾壓，強(qiáng)大的激振力使臺(tái)身的變形超過(guò)容許直而開(kāi)裂；②同一側(cè)臺(tái)背填土左右不對(duì)稱，當(dāng)臺(tái)身較寬時(shí)，臺(tái)背左右兩側(cè)填土高差較大時(shí)，兩側(cè)受力不均會(huì)造成臺(tái)身的受扭而產(chǎn)生裂紋；③未按設(shè)計(jì)要求在臺(tái)背填土前將梁（板）吊裝就位，而是在臺(tái)背填土填了一定高度或填完后在吊梁（板），由于沒(méi)有梁（板）所產(chǎn)生的摩擦力的阻礙，造成臺(tái)身在臺(tái)背土壓力的作用下變形教大而開(kāi)裂；④由于橋臺(tái)放樣或梁（板）預(yù)制時(shí)誤差較大，梁（板）吊裝就位后橋臺(tái)處的伸縮縫寬度遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)要求或幾乎沒(méi)有，當(dāng)臺(tái)背填土?xí)r，臺(tái)身作為柔性結(jié)構(gòu)所允許的變形位移受到限制，在梁（板）頂端抵死在橋臺(tái)背墻上所形成的反作用力的彎矩作用下，亦會(huì)產(chǎn)生裂紋；⑤由于臺(tái)身、承臺(tái)的或樁基的質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，強(qiáng)度和剛度不滿足設(shè)計(jì)要求而產(chǎn)生裂紋。

1.4 部分較高的重力式U型橋臺(tái)產(chǎn)生臺(tái)帽與胸墻連接處45度角的裂紋的原因分析

產(chǎn)生這種裂紋的主要原因?yàn)椋孩贅蚺_(tái)放樣或梁（板）預(yù)制誤差較大，當(dāng)梁（板）吊裝就位后，橋臺(tái)處的伸縮縫寬度遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)要求，當(dāng)橋臺(tái)前墻在梁（板）重量，較大的臺(tái)身自重和活載的作用下，產(chǎn)生微小的沉降，就會(huì)使橋臺(tái)胸墻產(chǎn)生較大的前傾位移，從而造成梁（板）端抵死在胸墻上形較大推力而開(kāi)裂；②橋臺(tái)基底承在力不滿足設(shè)計(jì)要求，橋臺(tái)前墻基礎(chǔ)就會(huì)產(chǎn)生較大的沉降，使得橋臺(tái)胸墻比較大的前傾位移，既使橋臺(tái)處伸縮縫寬度滿足設(shè)計(jì)要求，亦會(huì)產(chǎn)生梁（板）頂端抵死胸墻的情況，進(jìn)而產(chǎn)生裂紋。

2 公路設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)

2.1 跨徑較大的橋梁的梁、板預(yù)拱度施工要點(diǎn)

在設(shè)計(jì)時(shí)，橋梁的梁、板都有預(yù)拱度，理論上講當(dāng)梁、板架好并運(yùn)營(yíng)后，該預(yù)拱度會(huì)慢慢消除，當(dāng)事實(shí)上絕大部分橋梁（主要是簡(jiǎn)支梁）的預(yù)拱度幾乎就不會(huì)消除。這種情況下墩、臺(tái)處的支座標(biāo)高仍按理論設(shè)計(jì)施工，就會(huì)造成跨中的橋面標(biāo)高高于設(shè)計(jì)高，若要保證橋面標(biāo)高，則跨中的橋面鋪裝層厚度就無(wú)法保證。否則，橋面縱面就會(huì)形成波浪形，高低起伏，影響行車的舒適。因此，在實(shí)際施工中，往往采用將墩、臺(tái)處的支座標(biāo)高比設(shè)計(jì)壓低梁、板的預(yù)拱度高度，最后在用橋面鋪裝層來(lái)調(diào)整橋面標(biāo)高，這既能保證鋪裝層厚度不低于設(shè)計(jì)厚度，又能保證橋面標(biāo)高和橋面的平順。

2.2 挖（鉆）孔樁挖（鉆）時(shí)的實(shí)際地質(zhì)情況的記錄與及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)代表

在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，由于受測(cè)設(shè)成本等因素的限制，不可能橋梁的每一棵樁基礎(chǔ)都搞地質(zhì)鉆探，只是有代表性的鉆探一部分，而橋梁的樁基設(shè)計(jì)就只能以這代表性的地質(zhì)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是，在地質(zhì)變化較大的地方（尤其是在巖溶較發(fā)達(dá)的石灰?guī)r地帶），往往有一部分樁基的地質(zhì)情況和設(shè)計(jì)的不一樣，這就影響到樁的承載力。所以，樁基挖（鉆）孔時(shí)施工人員應(yīng)認(rèn)真記錄孔的實(shí)際地質(zhì)情況，若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)與設(shè)計(jì)不相符的要及時(shí)反映給設(shè)計(jì)代表，以便根據(jù)實(shí)際地質(zhì)及時(shí)調(diào)整樁長(zhǎng)，以免造成隱患或浪費(fèi)。

2.3 軟基淺層處理時(shí)應(yīng)用片石墊層與低矮灌木防護(hù)邊坡

軟基多數(shù)情況下是由于土壤含水量較高或地下水豐富所造成，由于碎石層是一個(gè)松散體，碾壓時(shí)整體變形較大，在軟基上無(wú)法形成一個(gè)穩(wěn)定的持力層。而片石墊層，由于其體積較大，碾壓后部分嵌進(jìn)土里，擠壓土體后能形成一個(gè)較強(qiáng)且穩(wěn)定的持力層，而且片石墊層比碎石墊層經(jīng)濟(jì)。若地下水位較高，則可在片石墊層之上設(shè)一定厚度的碎石墊層，以隔絕毛細(xì)水浸蝕之上的填土。目前的綠化防護(hù)多用植草的辦法，但該方法尚有一些不足之處，其主要為：①草根伸入土內(nèi)較淺，對(duì)邊坡僅較淺的表層防護(hù)。②部分土石邊坡由于地表水分較少，草無(wú)法存活或存活較少（有時(shí)需人工澆水才能存活）。就云南而言，有很多根系較發(fā)達(dá)、耐寒且耐旱的底矮灌木（如：小黃連），它們的根能夠扎得很深，比草更容易在各類邊坡上生長(zhǎng)，而且可用其種子大面積培育。因此，不論從邊坡防護(hù)程度，還是從后期的養(yǎng)護(hù)而言，該種灌木防護(hù)均優(yōu)于植草。

2.4 土質(zhì)邊坡防護(hù)應(yīng)充分考慮坡面水的組織與排除

土質(zhì)邊坡一般情況下都是坡比較緩的，雨水較容易滲入地下，飽水后就會(huì)形成滑坍。因此，對(duì)此類邊坡不論采用何種防護(hù)方式，除設(shè)置坡頂截水外，均應(yīng)將坡面劃分為小塊單元，每個(gè)單元都要考慮排水措施，且所有的單元水均應(yīng)分段匯總后排除到坡面外。這樣才能保證土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定。

2.5 高、緩且具有一定透水性的土質(zhì)邊坡的挖方路基的隔、排水處理

由于挖方邊坡高、緩且具有透水性，雨季部分坡面水會(huì)滲入路基內(nèi)，使路基軟化。為了充分隔絕此滲透水，一般采用在路基邊溝下設(shè)置復(fù)式盲溝（土工布包裹的碎石，靠路基一測(cè)的土工布需涂瀝青作隔水處理），路槽下設(shè)一層片碎石墊層，且盲溝溝底標(biāo)高應(yīng)低于片碎石墊層底面標(biāo)高，從而使盲溝和片碎石墊層連成一個(gè)大的盲溝系統(tǒng)，即可將該滲透水隔絕并排出。

2.6 地下水位較高的一般路基的隔、排水處理

常用的方法為：①路基所在地方的地下水在一定深度可以從別的地方排出，則可在路槽下設(shè)置縱橫向盲溝，將地下水排出，然后在地下水位線及盲溝以上設(shè)一片碎石隔毛細(xì)水層（振動(dòng)壓實(shí)該層亦能增強(qiáng)路基強(qiáng)度）即可。②當(dāng)路基所在地方的地下水無(wú)法排出，則只能用在路基底部設(shè)一厚層的片石墊層并振動(dòng)壓實(shí)，使其成為一個(gè)帶水工作的較穩(wěn)定的持力層，其頂面標(biāo)高應(yīng)高于地下水位，之上再設(shè)一定厚度的碎石層嵌縫并隔絕毛細(xì)水，這樣即可路基的穩(wěn)定和不受地下水的浸蝕。

2.7 橋臺(tái)、涵洞或擋墻的圬工擴(kuò)大基礎(chǔ)的軟基淺層處理

①當(dāng)?shù)鼗惶洉r(shí)，只需將基底加深后設(shè)一片石墊層（片石墊層厚度視地基的軟弱程度而定）并振動(dòng)壓實(shí)即可；②當(dāng)?shù)鼗^軟時(shí)，可在基底先用片石作拋石擠壓，基本穩(wěn)定后在設(shè)一片石墊層（片石墊層厚度視地基的軟弱程度而定）并振動(dòng)壓實(shí)，同時(shí)將原設(shè)計(jì)的圬工基礎(chǔ)改為片石混凝土或單層的鋼筋混凝土基礎(chǔ)（用片石混凝土或鋼筋混凝土視基礎(chǔ)將來(lái)可能沉降的大小而定）即可。

2.8 下穿道路凈空受限時(shí)可采用人車分流的錯(cuò)臺(tái)路基

高速公路在經(jīng)過(guò)城鎮(zhèn)或村莊時(shí)，總會(huì)有一些行車和人行并用的地方道路與之立交，但由于工程造價(jià)等原因，往往出現(xiàn)橋下地方道路的凈空高度預(yù)留小于規(guī)范要求。這就要求將地方路下挖以達(dá)到凈空要求。在地勢(shì)較平坦的地方，下挖改地方所形成的凹形豎曲線兩側(cè)的縱坡比較大，自行車和畜力車上坡較困難。另外，該凹曲線底部一般較難排出路面水，下雨天經(jīng)常會(huì)積水，造成小型汽車，自行車和行人等沒(méi)法通過(guò)。因此，在橋下凈寬滿足時(shí)，改地方路宜采用錯(cuò)臺(tái)路基，將地方路路基分為兩臺(tái)，較低的一臺(tái)主要作為車輛通行用（車行道），其凈空需不小于相應(yīng)的規(guī)范要求；較高的一臺(tái)主要供行人、自行車及畜力車通行（人行道），寬度不小于2.5m，凈空高度只需2.5m，由于人行道的凈空要求較小，改地方路所形成的縱坡也不會(huì)太大，下雨天的積水影響較小，不會(huì)阻礙行人，自行車及畜力車的通行。同時(shí)，由于車行道積水較深時(shí)，大車仍然能過(guò)，無(wú)法通過(guò)的小型汽車則可從人行道通過(guò)。

2.9 關(guān)于高液限粘土地段高速公路路基土石方設(shè)計(jì)

①利用方為高液限粘土且其中含孤石較多，應(yīng)考慮將孤石解小和高液限粘土摻配作土石混填，這比將高液限粘土全部丟棄而重新借土填方經(jīng)濟(jì)。②利用方為高液限粘土且其中含石較少，當(dāng)就近能借著含石量較多的碎石土?xí)r，應(yīng)考慮將碎石土與之摻配填筑；當(dāng)就近能借好土（含石較少）填筑時(shí)，應(yīng)作將高液限粘土全部丟棄并就近借土填筑的方案和到遠(yuǎn)處借部分碎石土來(lái)和高液限粘土摻配使用的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，誰(shuí)經(jīng)濟(jì)用誰(shuí)。③高液限粘土地段的石方全部利用一般情況下是不可能的，往往有20～30%的設(shè)計(jì)利用石方不得不丟棄。因?yàn)閬G棄高液限土?xí)r，土石無(wú)法完全分離，必然有小部分石頭會(huì)隨高液限土一起被丟棄。另外，部分較大的孤石解小較困難，亦被迫丟棄。④高液限粘土段挖方路槽底需考慮換填一定厚度的好填料，否則土基強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，公路工程設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中涉及到很多方面的影響因素，實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)重視，做好各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)要點(diǎn)控制，這樣才能確保公路工程施工質(zhì)量，同時(shí)這也是實(shí)現(xiàn)公路工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益的有效路徑。

參考文獻(xiàn)

[1]趙天明，曹永瀟.基于生態(tài)環(huán)保理念的生態(tài)公路設(shè)計(jì)研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2015（04）.

[2]鄭忠影.基于環(huán)保理念的生態(tài)公路設(shè)計(jì)研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（01）.

[3]喻仕君.公路建設(shè)的生態(tài)影響與生態(tài)公路建設(shè)分析[J].交通世界，2017（15）.

[4]白曉峰.我國(guó)生態(tài)公路的建設(shè)及展望[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2016（03）.

[5]李世勇.公路建設(shè)的生態(tài)影響與生態(tài)公路建設(shè)[J].四川水泥，2016（09）.

收稿日期：2018-5-14

作者簡(jiǎn)介：鄭朝林（1971-），男，高級(jí)工程師，本科，主要從事道橋勘測(cè)設(shè)計(jì)工作。