公路路基土石方工程常見質(zhì)量通病及防治研究

【摘要】本文重點分析公路路基土石方工程常見質(zhì)量通病以及防治策略，目前比較常見的質(zhì)量通病集中在路堤沉降以及地基沉陷等方面，要結(jié)合目前質(zhì)量通病的程度，采取有針對性的對策，實現(xiàn)對公路路基土石方工程質(zhì)量病害問題的妥善處理，以此來為公路路基土石方工程質(zhì)量提供保證。

【關(guān)鍵詞】公路路基；土石方；工程質(zhì)量；質(zhì)量通病；防治策略

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.099

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國交通運輸量一直在不斷增加，由于受到自然因素等多方面帶來的影響，路基在具體應(yīng)用中，經(jīng)常會出現(xiàn)各種不同類型的病害問題，如路基隆起、下陷、滑移或坍塌。如果無法在實際施工過程中確保路基質(zhì)量，那么勢必會導(dǎo)致公路的使用壽命大大降低，同時道路的穩(wěn)定性也會受到影響。因此，在路基填筑過程中，保證其施工質(zhì)量顯得尤為重要。以此為基礎(chǔ)，有利于實現(xiàn)對路基質(zhì)量的管理和控制，保證路基使用率的提升，這樣不僅有利于延長公路使用壽命，而且還能夠推動公路事業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。根據(jù)本人多年的施工和檢測經(jīng)驗，總結(jié)了公路路基土石方有以下一些質(zhì)量通病以及相應(yīng)的防治措施。

1、公路路堤沉降的原因以及防治策略

1.1 公路路堤沉降原因

結(jié)合目前導(dǎo)致路堤沉降的諸多原因展開深入分析時，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致路堤出現(xiàn)沉降的原因主要為：（1）選料不當(dāng)，填料自身的質(zhì)量無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求；（2）在施工過程中無法保證路基壓實度，進(jìn)而在降雨入滲、干濕循環(huán)等多因素的影響下，導(dǎo)致其出現(xiàn)嚴(yán)重的塌陷。如圖1所示。

1.2 針對公路路堤沉降問題的防治策略

近年來，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，車輛數(shù)量以及車輛載荷一直在不斷增加，無形中促使道路交通運輸壓力有所增加。久而久之，勢必會導(dǎo)致公路在運營時的質(zhì)量、安全穩(wěn)定性受到影響。目前公路路基土石方工程項目的路堤經(jīng)常會出現(xiàn)嚴(yán)重的沉降問題。結(jié)合導(dǎo)致該問題出現(xiàn)的原因，提出有針對性的解決對策。在我國目前現(xiàn)有的施工制度當(dāng)中，在對路基填充材料方面有明確的規(guī)定要求，如淤泥、種植土、腐殖土、沼澤土、有機(jī)土及強(qiáng)膨脹土等劣質(zhì)土嚴(yán)禁直接用于填筑路基。地表植被、樹根、垃圾、不良土質(zhì)必須予以清除。此外，用于路基填筑土質(zhì)的含水量應(yīng)均勻，保證土質(zhì)含水量在最佳含水量之內(nèi)。另外，搗碎后的種植土可用于路堤邊表層。路基原地面翻漿，根據(jù)情況必須用灰土或換填片石、砂礫處理，穩(wěn)定性滿足要求時，才能向上填土。因此，在針對路基材料進(jìn)行選擇和具體應(yīng)用時，要結(jié)合公路工程項目在規(guī)劃和建設(shè)時的基本要求，結(jié)合周圍地質(zhì)條件、地形地貌以及當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂虻?，只有實現(xiàn)與諸多因素條件相互之間的高度融合，才能夠保證路基材料在選擇時的科學(xué)性、合理性。

在施工時，在路基填筑施工完成后，可以采取有針對性的對策比如進(jìn)行超載預(yù)壓處理或進(jìn)行強(qiáng)夯處理，這樣做的根本目的是為了促使其路基充分的沉降，降低后續(xù)質(zhì)量通病的發(fā)展。在針對路堤沉降問題進(jìn)行具體處理時，要在結(jié)構(gòu)層并沒有開始施工之前，對已經(jīng)出現(xiàn)局部沉降的問題展開深入分析?；诖?，保證施工人員能夠?qū)F(xiàn)有的填筑材料全部都進(jìn)行有效的開挖和換填處理，以此為關(guān)系，有利于實現(xiàn)再次有效的填筑施工[2]。強(qiáng)夯處置深度盡量宜控制在六米以內(nèi)，并做平板載荷試驗和鉆探（取樣分析土的物理力學(xué)指標(biāo)、直剪等試驗），根據(jù)試驗結(jié)果評價強(qiáng)夯影響深度，保證處理深度滿足設(shè)計要求。

2、公路地基沉陷的原因以及防治策略

2.1 公路地基沉陷的原因

針對公路地基沉陷問題展開深入分析時，發(fā)現(xiàn)在部分具有一定特殊性特征的地質(zhì)工程項目當(dāng)中，由于這種類型的項目在建設(shè)時，其自身面臨的自然環(huán)境大多數(shù)都比較惡劣，譬如沼澤、軟土地基、濕陷性黃土地質(zhì)。或者在路基填筑之前，整個路基區(qū)域范圍內(nèi)有較厚的欠固結(jié)的垃圾回填土。在填筑施工時，并沒有將該段區(qū)域開挖換填到位，最終導(dǎo)致地基出現(xiàn)嚴(yán)重的沉陷問題。如圖2所示。

2.2 針對地基沉陷原因提出的防治措施

在路基原地面的處理中，首先，保證伐樹的科學(xué)性、合理性，對樹根進(jìn)行清除處理。路基在填筑施工時，要對目前路基表面現(xiàn)有的草木雜物等進(jìn)行徹底有效的清除，如果無法實現(xiàn)及時有效的清除處理，那么路堤在形成之后，現(xiàn)有的這些雜物勢必會出現(xiàn)不同程度的腐爛、變質(zhì)等問題，對地基的使用將會造成非常嚴(yán)重的威脅和影響[3]。長此以往，地基勢必會變得相對比較松軟，最終導(dǎo)致的結(jié)果就是地基很容易就會出現(xiàn)不均勻沉降的問題。所以在整個填施工開始之前，要結(jié)合現(xiàn)實要求，積極采取有針對性的對策，保證路基填筑高度得到有效控制，如果整個高度相對比較低，那么要直接將四周的花草樹木展開有針對性的清理處理。其次，在砍樹以及草叢、樹根的清理過程中，如果清理作業(yè)量相對比較少，那么可以以人工方式進(jìn)行妥善處理，如果作業(yè)量相對比較大，那么可以結(jié)合現(xiàn)實要求，對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理的選擇和利用，以此來達(dá)到良好的處理效果。除此之外，在針對草叢進(jìn)行處理時，切忌不能夠利用火來進(jìn)行處理，否則稍有不慎，勢必會造成嚴(yán)重的火災(zāi)事故。

2.3 路基壓實度的控制

路基壓實度是檢驗路基質(zhì)量最重要的指標(biāo)，是檢測的重點。壓實度不足將直接導(dǎo)致路基出現(xiàn)不均勻沉降的病害。加強(qiáng)對壓實度檢測，尤其是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)物臺后回填的壓實度檢測，為業(yè)主單位合理控制路基總體施工質(zhì)量提供檢測數(shù)據(jù)。

對符合現(xiàn)實要求的壓路機(jī)械設(shè)備型號進(jìn)行選擇和利用，以此為基礎(chǔ)，有利于最大限度保證壓路機(jī)質(zhì)量、壓實遍數(shù)等能夠滿足目前在建設(shè)時提出的基本要求。壓路機(jī)相互之間要建立良好的配合關(guān)系，與其他機(jī)械設(shè)備之間建立良好的組合關(guān)系，在碾壓輪跡方面，相互之間的搭接寬度不小于半個輪寬。填筑土的整個含水率一般都會直接控制在最佳含水率±2%的范圍內(nèi)。對于各種不同類型的土質(zhì)而言，要對其進(jìn)行分別有效的填筑、混填施工等，在填筑施工之前，需要對填料CBR以及液限等進(jìn)行填筑，對其中涉及到的各種參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行確定，保證參數(shù)可以滿足現(xiàn)實要求。

3、坡面基地的處理

在公路路基土石方工程項目的設(shè)計以及具體建設(shè)中，如果基地是以坡面狀態(tài)存在，那么在受到高壓負(fù)荷的影響下，很容易就會導(dǎo)致粒料本身的穩(wěn)定性無法得到有效保證，最終導(dǎo)致的結(jié)果是坡面很容易就會出現(xiàn)嚴(yán)重的滑移問題。因此，對于施工人員而言，要結(jié)合現(xiàn)實要求，積極采取有針對性對策，促使基底坡面在實踐中得到有效處理，然后對其填筑工作進(jìn)行完善和優(yōu)化，以此來為施工質(zhì)量提供保證。

4、路基施工工藝控制要點

路基填筑的工藝流程如下：施工測量→清理現(xiàn)場→填前碾壓→施工放樣→土的挖裝運→攤鋪整平→碾壓→填層檢測、驗收→下一層施工。

主要施工工序包括：

（1）施工測量

施工單位應(yīng)在開工之前對導(dǎo)線、中線、水準(zhǔn)點進(jìn)行復(fù)測、橫斷面測量與繪制等。橫斷面測量應(yīng)逐樁施測，斷面布置數(shù)量和橫向測點原則上應(yīng)與設(shè)計對應(yīng)，或密于設(shè)計。

施工單位應(yīng)對所有的測量進(jìn)行記錄并整理這些資料。每段測量完成后，測量記錄本及成果資料由施工單位的測量員及其主管技術(shù)人員共同簽字，送交監(jiān)理工程師核查。

在監(jiān)理工程師核準(zhǔn)測量成果后，施工單位應(yīng)按圖紙要求現(xiàn)場設(shè)置路基用地界樁和坡腳、邊溝、護(hù)坡道、取土坑、棄土堆等的具體位置樁，標(biāo)明其輪廓，報請監(jiān)理工程師檢查批準(zhǔn)。

公路路基施工開始前應(yīng)先進(jìn)行控制性樁點的現(xiàn)場交樁，并保護(hù)好交樁成果。各級公路的平面控制測量、水準(zhǔn)測量的等級以及施工放樣應(yīng)符合《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定。

（2）場地清理

1）基本要求

①施工單位應(yīng)按設(shè)計文件進(jìn)行用地界樁放樣，確定路基施工界線，保護(hù)監(jiān)理工程師指定所要保留的結(jié)構(gòu)物。

②在原地表未被擾動之前，施工單位應(yīng)重新測地面標(biāo)高及橫斷面，并將填挖斷面及土方調(diào)配方案提交監(jiān)理工程師審核。

③施工單位應(yīng)按工程量大小，合理劃分施工段落，清理和拆除工作完成后，應(yīng)報監(jiān)理工程師驗收。

2）地表清理

①路基用地范圍內(nèi)的樹木、灌木叢等應(yīng)在清表前砍伐或移植，砍伐的樹木應(yīng)堆放在路基用地之外，并妥善保管。

②路基用地范圍內(nèi)的垃圾、有機(jī)物殘渣及農(nóng)作物根系應(yīng)予以清除，原地表以下至少10-30cm的草皮、表土應(yīng)予以清除并有序堆放，以供中央分隔帶內(nèi)填土或綠化使用。

③路基范圍內(nèi)的坑穴應(yīng)填平夯實，并進(jìn)行填前碾壓，達(dá)到規(guī)定的壓實度。

3）拆除與挖除

①路基用地范圍內(nèi)的舊橋梁、涵洞、路面等結(jié)構(gòu)物應(yīng)予以拆除，對正常使用的道路設(shè)施及結(jié)構(gòu)物，應(yīng)對其做出妥善安排后，才能拆除。

②原有結(jié)構(gòu)物的地下部分，其挖除深度和范圍應(yīng)符合設(shè)計文件或監(jiān)理工程師要求。

③對所有指定為可利用的材料，應(yīng)有序堆置于指定區(qū)域。對廢棄材料，施工單位應(yīng)按監(jiān)理工程師指示妥善處理。對于因拆除施工造成的坑穴，必須回填夯實，并達(dá)到規(guī)定的壓實度。

（3）施工放樣

基底經(jīng)驗收合格后，進(jìn)行路基填筑施工放樣，用石灰灑出中線和填土邊線。根據(jù)試驗段確定的松鋪系數(shù)計算出每個施工段落每層填土的松方量，同時依據(jù)每車容量計算出堆土間距，在施工路段用石灰打出方格網(wǎng)，均勻卸土。

（4）攤鋪整平及翻曬

土運抵施工現(xiàn)場后，應(yīng)根據(jù)土的含水率情況合理安排完成攤鋪整平作業(yè)，如填土含水量較大，應(yīng)采用鏵梨翻起晾曬，采取薄填勤翻的方式，以確保土的含水率滿足施工要求和加快施工進(jìn)度。攤鋪時先用推土機(jī)初平，再用平地機(jī)精平，表面平整，縱橫坡符合要求；如原地面不平，應(yīng)由最低處分層填筑；對粉土保水性差，初平與精平要同時穿插進(jìn)行，以節(jié)約時間，減少水分損失。精平后檢測土的松鋪厚度是否與試驗段確定的松鋪厚度相吻合，在確認(rèn)一致后準(zhǔn)備實施碾壓作業(yè)。

（5）碾壓

1）用振動壓路機(jī)碾壓時直線段由兩邊向中間，曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)，縱向進(jìn)退式進(jìn)行碾壓；碾壓程序為：LT220單鋼輪雙振幅振動壓路機(jī)先強(qiáng)振2～4遍、弱振2～3遍，靜碾壓2遍，碾壓成型含水率控制合適并在最佳含水率至最佳含水率±3%的范圍時，壓實度應(yīng)滿足施工規(guī)范要求。

為提高路基的整體性和穩(wěn)定性，增加強(qiáng)化壓實，每填筑2M后，即采用YT16系列三邊形沖擊壓路機(jī)進(jìn)行沖擊碾壓補(bǔ)強(qiáng)，碾壓遍數(shù)根據(jù)試驗段確定，沖擊碾壓后，平地機(jī)整平，振動壓路機(jī)靜壓2遍，保證表層密實。

2）采用沖擊壓路機(jī)碾壓前攤鋪完成后先用推土機(jī)穩(wěn)壓1-2遍，使表面初步密實。沖擊碾壓時壓路機(jī)從一側(cè)邊緣開始，到端部轉(zhuǎn)彎后沿中心線的另一側(cè)碾壓，行駛至出發(fā)端后，從第一輪往路中心方向錯一個輪至兩輪中間，輪跡之間不重疊，整個場地壓完一次為一遍。沖擊壓路機(jī)碾壓時保證兩側(cè)的超寬1-2米，沖擊壓實按規(guī)定的走向和排列模式進(jìn)行，沖擊壓路機(jī)的行駛速度在10-15km/h之間。當(dāng)路基表面波浪起伏過大時，停止沖壓，用平地機(jī)刮平后再壓實，當(dāng)表層土的含水率過小，揚塵嚴(yán)重時，用灑水車噴灑后再施工，壓實過程中表層產(chǎn)生波浪起伏將產(chǎn)生谷峰和波谷，碾壓每一遍后在調(diào)頭端向內(nèi)錯一車位調(diào)整轉(zhuǎn)彎半徑、沖擊波峰，進(jìn)行錯峰壓實，每遍錯輪1/6，三遍錯峰完成，即四遍為一輪回。為達(dá)到壓實質(zhì)量的均勻性和較好的滿壓效果，每4遍后調(diào)整為反方向沖擊碾壓。

（6）填層檢測、驗收

每一填層碾壓完成后，要按照施工規(guī)范項目進(jìn)行壓實度和填層頂高程檢測，壓實度采用灌砂法檢測。填層頂高程采用水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行檢測。

結(jié)語：

新時期背景下人們出行需求多樣化，無形中不斷加大公路自身的承受壓力?；诖?，要在施工時，保證路基土石方施工質(zhì)量的管理和控制，促使公路可以實現(xiàn)正常、穩(wěn)定有效的運行，保證公路質(zhì)量的有效提升，以此來延長公路的使用壽命，為人們出行安全提供保證。

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作者簡介：

黎凱（1984.02-），男，湖南益陽人，大專，工程師，研究方向：公路試驗檢測。