公路工程中高填方路基質(zhì)量病害問題探討

【摘要】高填方路基相比普通公路路基，具有更高的填方高度和較大的填方體積，因此其整體穩(wěn)定性和施工質(zhì)量控制難度較大。為了保證工程質(zhì)量和提高施工效率，工程人員需要對(duì)高填方路基的各種質(zhì)量問題進(jìn)行綜合分析，并制定合理的技術(shù)應(yīng)用方案。本文將簡(jiǎn)要分析高填方路基常見的質(zhì)量問題及相應(yīng)的控制措施，并對(duì)高填方路基施工技術(shù)進(jìn)行深入探討，以供參考。

【關(guān)鍵詞】公路工程；高填方路基；質(zhì)量病害控制；施工技術(shù)應(yīng)用

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.02.019

Discussion on Quality Defects of High-Fill Roadbeds in Highway Engineering

GAO Yun

（Gansu Communication Construction Co.， Ltd.， Lanzhou 730060， China）

Abstract： Compared to ordinary highway roadbeds， high fill roadbeds have higher fill heights and larger fill volumes， making their overall stability and construction quality control more difficult. In order to ensure engineering quality and improve construction efficiency， engineering personnel need to comprehensively analyze various quality issues of high fill subgrade and develop reasonable technical application plans. This article will briefly analyze the common quality problems and corresponding control measures of high fill roadbed， and conduct in-depth discussions on the construction technology of high fill roadbed for reference.

Keywords： ultrasonic non-destructive testing； standard body； lead model covering method

高填方路基施工是現(xiàn)代公路工程建設(shè)中極為重要的一道施工環(huán)節(jié)，但在實(shí)際施工過程中，卻經(jīng)常因?yàn)楣こ痰刭|(zhì)、施工技術(shù)、施工過程質(zhì)量控制不合理等因素而影響整體工程施工質(zhì)量。因此，相關(guān)人員必須結(jié)合工程實(shí)際情況，采取具有針對(duì)性質(zhì)量病害控制措施，保障整體施工符合工程質(zhì)量控制要求。

1高填方路基的常見病害

1.1路基開裂

路基開裂病害主要分為縱向與橫向兩種，雖然大部分開裂病害多見于公路路面，但就高填方路基而言，此種病害也極為常見，路基開裂病害會(huì)嚴(yán)重影響到整體路面結(jié)構(gòu)承載能力，進(jìn)而威脅到公路行人及車輛的通行安全。通常來講，開裂病害主要是因公路區(qū)域路基邊坡過陡、交通負(fù)荷過大、壓實(shí)度過低等原因所導(dǎo)致。1.2不均勻沉降

公路路基產(chǎn)生區(qū)域性不良沉降及局部塌陷等質(zhì)量病害，主要表現(xiàn)為以下兩點(diǎn)：橫向沉降，其多數(shù)是因路基自身過重、地下水及交通量過大所導(dǎo)致；縱向沉降，其主要為路基縱向挖填處因施工不當(dāng)產(chǎn)生的錯(cuò)臺(tái)所形成[1]。

1.3邊坡坍塌

公路路基邊坡塌陷分為崩坍、滑坍和路面剝落三種形式。其中，崩坍主要是指在重力和交通荷載作用下，路基填料材料整體透水性能較差、頂面區(qū)域排水不良、清淤工作不到位等原因?qū)е碌膮^(qū)域性破壞；滑坍主要指在公路使用過程中，工程路基土體或巖石結(jié)構(gòu)沿著滑動(dòng)面整體向下移位，最終對(duì)路基主體結(jié)構(gòu)造成破壞；剝落主要是由于長期的冷熱循環(huán)和濕潤作用等因素導(dǎo)致邊坡上的零碎薄層剝落滑落，進(jìn)而引發(fā)不良事故。

2高填方路質(zhì)量病害控制措施

2.1處理不良地質(zhì)

實(shí)際調(diào)查結(jié)果顯示，國內(nèi)現(xiàn)有不良路基土結(jié)構(gòu)主要包括巖溶土、膨脹土、松散飽和砂土、充填土、雜填土和軟黏土等，這些土層結(jié)構(gòu)對(duì)高填方路基的施工質(zhì)量有很大影響，因而必須采取合理的控制方法。以軟填土層處理為例，該土質(zhì)結(jié)構(gòu)整體承載能力較差、黏粒含量相對(duì)較低、空隙大且含水量高。因此，可以根據(jù)工程實(shí)際情況綜合運(yùn)用注漿法、預(yù)壓法、加筋法、夯實(shí)法和置換法等控制方法來增強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)的承載力和密實(shí)度，從而降低公路質(zhì)量問題的發(fā)生率。除此之外，在實(shí)施填筑作業(yè)之前，還應(yīng)該合理處理路基基底區(qū)域。例如，在回填坑洞時(shí)要充分進(jìn)行砂性土壓實(shí)工作，并將底部的有機(jī)土、樹根和雜草等徹底清除。如果施工路線經(jīng)過水塘區(qū)域，就要提前將積水抽干，并徹底清理腐殖土和淤泥，然后對(duì)其進(jìn)行全面加固和壓實(shí)處理，為后續(xù)工程打下良好的施工基礎(chǔ)。

2.2嚴(yán)格控制施工質(zhì)量

施工質(zhì)量控制主要涉及工程排水、整平、壓實(shí)、填筑和上料等。其中以壓實(shí)作業(yè)工序最為關(guān)鍵，其主要質(zhì)量控制過程如下：1）嚴(yán)格按照工程項(xiàng)目工藝參數(shù)要求，實(shí)施路徑壓實(shí)處理。直線路段應(yīng)先從兩邊區(qū)域施工，再實(shí)施中間區(qū)域的壓實(shí)處理，而曲線路段則與直線路段施工順序相反。2）在實(shí)施縱向碾壓作業(yè)時(shí)，應(yīng)將輪跡重疊度距離設(shè)計(jì)為50 cm。在橫向碾壓作業(yè)時(shí)，輪跡重疊度必須基于路面實(shí)際寬度而綜合設(shè)定[2]。

2.3沉降觀測(cè)

為防止高填方路基在整體施工作業(yè)完成后產(chǎn)生沉降病害，則必須合理布設(shè)相應(yīng)的沉降觀測(cè)點(diǎn)。1）在監(jiān)測(cè)路基高度變化方面，可采用各種樁基監(jiān)控設(shè)施和沉降板來實(shí)施。而在監(jiān)測(cè)路基橫向位移方面，則采用布設(shè)水平位移樁的方式來實(shí)施。2）應(yīng)嚴(yán)格遵循合同文件及設(shè)計(jì)圖紙來布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)位數(shù)量和位置，并科學(xué)制定操作人員、觀測(cè)條件及觀測(cè)工藝應(yīng)用方案。3）全面記錄監(jiān)測(cè)信息，將其整理存儲(chǔ)，以為后續(xù)工程驗(yàn)收提供信息依據(jù)。此外，當(dāng)路基結(jié)構(gòu)每日沉降量超過1 cm或坡腳結(jié)構(gòu)每日水平位移量超過0.5 cm時(shí)，應(yīng)立即停止填筑作業(yè)并及時(shí)找出原因加以解決。

2.4排水設(shè)施建設(shè)

在排水設(shè)施建設(shè)方面主要包括以下兩點(diǎn)：1）地面排水方面。通常采用排水溝與地表水?dāng)r截方式實(shí)施，如在路塹與路堤邊2 m左右布設(shè)相應(yīng)的排水邊溝，并基于地層含水量及其余降雨量來設(shè)計(jì)排水溝尺寸。在實(shí)際排水溝建設(shè)方面，路基邊溝結(jié)構(gòu)截面建設(shè)主要以矩形和梯形為主。2）地下排水方面。可通過建設(shè)地下盲溝方式來解決地表滲水等問題，從而在最大程度上穩(wěn)定邊坡和路基結(jié)構(gòu)。

3高填方路基施工技術(shù)分析

3.1項(xiàng)目概況

在高填方路基施工技術(shù)應(yīng)用方面，本文主要以某公路工程路基建設(shè)施工項(xiàng)目為例，對(duì)整體施工技術(shù)工藝實(shí)施過程進(jìn)行重點(diǎn)闡述。該工程公路雙向6車道，公路兩側(cè)設(shè)有人行橫道，最大寬度為30 m、最小寬度為32 m，路基工程挖填方總量分別為1，510，500 m3和237，600 m3[3]。

3.2前期準(zhǔn)備

在正式施工開始之前，工程人員選擇區(qū)域公路200 m3路段作為填方試驗(yàn)區(qū)，并基于試驗(yàn)結(jié)果來明確路基施工設(shè)備及壓實(shí)工藝，從而保障后續(xù)施工順利進(jìn)行。此外，工程人員在全面了解施工場(chǎng)地詳細(xì)情況后，安排專門人員對(duì)區(qū)域地面樹木、雜草、雜物和垃圾等進(jìn)行全面清理，在坡度區(qū)域布設(shè)1 m高度的施工臺(tái)階采用工程專用壓路設(shè)備實(shí)施碾壓處理。在實(shí)際碾壓過程中嚴(yán)格按照“直線段由外向內(nèi)、曲線段由外向內(nèi)”的施工順序?qū)嵤?，并將輪跡重疊設(shè)定約為0.45 m，以每小時(shí)4 km的靜壓施工方式向前推進(jìn)（特殊路段除外），待完成初壓后實(shí)施整體振動(dòng)壓實(shí)作業(yè)，具體壓實(shí)作業(yè)次數(shù)則主要結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果執(zhí)行，進(jìn)而保障整體壓實(shí)作業(yè)質(zhì)量。

3.3具體技術(shù)應(yīng)用

3.3.1基底處理

本次案例工程施工路段主要有3條沖溝重疊區(qū)域，為U型與V型沖溝交界段。依據(jù)溝河沖擊的基本原理，凹岸結(jié)構(gòu)區(qū)域主要為沖擊區(qū)，凸岸區(qū)域成為沖擊物在沖擊作用后的堆積區(qū)域。因此，相關(guān)人員采用“拋石擠淤”路基處理方式來增強(qiáng)軟基區(qū)域結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。具體操作方式如下：1）將工程路段分為前、后兩個(gè)基底處理區(qū)，先將5 m×8 m×5 m的淤泥擠出基坑外部，并采用專用工具開挖至前區(qū)基底處理區(qū)，隨后向后區(qū)基底處理區(qū)填筑石料，使前區(qū)域基底處理區(qū)的淤泥便于通過力學(xué)作用由后區(qū)基底處理區(qū)冒出，相關(guān)人員便可上前清理基坑淤泥。2）通過如此往復(fù)操作，待前區(qū)基底處理區(qū)淤泥不再從后區(qū)冒出方可停止施工作業(yè)，并利用反壓回填方式擠出前區(qū)基底處理區(qū)殘留的淤泥即可。

3.3.2路基填筑

在本次案例項(xiàng)目工程中針對(duì)無擋墻結(jié)構(gòu)的路基施工區(qū)，相關(guān)人員會(huì)先以從低到高的方式逐漸施工臺(tái)階，采取分層開挖的方式實(shí)施填筑作業(yè)。具體施工方式如下：1）從最底端邊坡結(jié)構(gòu)逐漸向上實(shí)施填筑作業(yè)，將邊坡填筑高度與邊坡平臺(tái)填筑寬度分別設(shè)定為3.75 m和6 m。2）臺(tái)階結(jié)構(gòu)的開挖施工階段以機(jī)械施工為主、人工輔助為輔的方式實(shí)施，整體坡度建設(shè)為3%、邊坡結(jié)構(gòu)最小建設(shè)寬度為2 m、臺(tái)階建設(shè)高度為1 m。此外，需將每次臺(tái)階開挖作業(yè)距離設(shè)定為20 m，采用邊開挖邊填筑方式實(shí)施整體挖填作業(yè)，并做后續(xù)的碾壓處理。3）上述工作完成后，為杜絕邊坡臺(tái)階結(jié)構(gòu)在施工過程中引起坍塌等不良現(xiàn)象發(fā)生，在距離臺(tái)階結(jié)構(gòu)開挖作業(yè)2 m時(shí)，應(yīng)從路基結(jié)構(gòu)頂部慢慢向下依次進(jìn)行施工作業(yè)，并每隔0.5 cm距離實(shí)施一次回填壓實(shí)處理，直到實(shí)際距離滿足項(xiàng)目要求標(biāo)高為準(zhǔn)。

對(duì)于原有公路路段存在擋墻結(jié)構(gòu)的公路填筑部分施工，則應(yīng)重點(diǎn)注意以下三個(gè)方面：1）實(shí)施臺(tái)階結(jié)構(gòu)開挖作業(yè)。首先，從擋墻墻趾下方區(qū)域開始實(shí)施，使該區(qū)域施工不會(huì)對(duì)路面及原始路基造成影響。其次，將開挖作業(yè)分為兩個(gè)階段實(shí)施，先從擋墻基底結(jié)構(gòu)下方3 m標(biāo)高區(qū)域開始，再實(shí)施擋墻結(jié)構(gòu)下方50 cm標(biāo)高位置的開挖作業(yè)。最后，為有效避免擋墻結(jié)構(gòu)發(fā)生坍塌、傾斜等不良現(xiàn)象，必須在實(shí)際施工過程中嚴(yán)格控制擋墻前緣和開口線間距。在本次案例項(xiàng)目中工程人員基于實(shí)際情況，將臺(tái)階結(jié)構(gòu)高度設(shè)計(jì)為50 cm，臺(tái)階寬度設(shè)計(jì)為≤2 m，整體坡率設(shè)計(jì)為3%，臺(tái)階結(jié)構(gòu)開挖施工距離設(shè)計(jì)為20 cm，要求施工人員在開挖作業(yè)實(shí)施過程中做好相應(yīng)的壓實(shí)與回填工作。2）采用分層填筑、壓實(shí)方式。每完成一層填筑施工后根據(jù)實(shí)際情況，實(shí)施一次補(bǔ)強(qiáng)碾壓，直至擋墻頂面與建筑高度實(shí)際標(biāo)高達(dá)到2 m范圍內(nèi)時(shí)，即可完成整體填筑作業(yè)。3）建筑墻體拆除。應(yīng)及時(shí)將擋墻頂面結(jié)構(gòu)以下2 m標(biāo)高內(nèi)的全部建筑墻體拆除，直到路基結(jié)構(gòu)邊緣區(qū)域距離中心位置距離達(dá)到3 m范圍內(nèi)時(shí)實(shí)施臺(tái)階開挖，當(dāng)臺(tái)階結(jié)構(gòu)建設(shè)高度為1 m左右、臺(tái)階建設(shè)寬度1 m以上且坡度設(shè)計(jì)為3%時(shí)，即可實(shí)施后續(xù)碾壓、回填施工，直至達(dá)到原始路堤結(jié)構(gòu)標(biāo)高標(biāo)準(zhǔn)為止[4]。

3.3.3排水設(shè)施布設(shè)

為避免區(qū)域性降雨損害工程路基結(jié)構(gòu)，本次案例項(xiàng)目人員基于工程實(shí)際要求，在工程施工地下區(qū)布設(shè)了4條盲溝，來完成整體路基工程地下排水。第1條盲溝主要布設(shè)在工程道路泥巖及砂巖交錯(cuò)區(qū)域。本次案例項(xiàng)目地層區(qū)域隔水層與含水層分別由泥巖和砂巖構(gòu)成，此階段布設(shè)盲溝利于排除路基結(jié)構(gòu)內(nèi)部的地下水。第2條盲溝布設(shè)在原始路基擋墻底角。該區(qū)域本身地質(zhì)條件較好，在此處布設(shè)盲溝可有效避免地表水隨著土層流入縱向通道。第3、4條盲溝布設(shè)在原始公路路基結(jié)構(gòu)中心和擋墻頂下方區(qū)域約2 m處，用于輔助區(qū)域性排水建設(shè)工作。

3.4質(zhì)量控制措施

為避免高填方路基在施工與后續(xù)使用過程中出現(xiàn)質(zhì)量病害，工程人員必須在整體施工作業(yè)開始前制定完善的施工質(zhì)量控制方案，本次案例工程質(zhì)量控制主要包括以下兩點(diǎn)：1）嚴(yán)格控制施工材料質(zhì)量與施工設(shè)備應(yīng)用。工程人員應(yīng)基于工程項(xiàng)目要求，合理采購各種施工材料與施工設(shè)備。對(duì)于施工材料質(zhì)量控制方面，施工單位在材料投入使用之前安排專門人員負(fù)責(zé)檢查和驗(yàn)收，一旦發(fā)現(xiàn)工程材料不符合項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)則一律進(jìn)行退回返廠處理。而關(guān)于施工設(shè)備使用方面，施工單位必須在每次施工作業(yè)開始之前，對(duì)大型設(shè)備實(shí)施空載試運(yùn)行，進(jìn)而避免因設(shè)備問題而影響工程施工質(zhì)量。2）嚴(yán)格控制施工過程?，F(xiàn)場(chǎng)管理人員應(yīng)基于工程項(xiàng)目施工標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制施工過程中的各個(gè)施工環(huán)節(jié)，如壓路機(jī)行進(jìn)速度、排水固結(jié)建設(shè)等方面，從而保障工程施工質(zhì)量，在最大限度上杜絕公路質(zhì)量病害問題產(chǎn)生。

4結(jié)束語

綜上所述，為有效解決高填方路基在施工與后續(xù)使用中的各種質(zhì)量病害，工程人員必須結(jié)合工程實(shí)際情況，合理制定施工技術(shù)應(yīng)用方案，嚴(yán)格把控每道施工工序的質(zhì)量控制過程，基于工程技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施整體施工作業(yè)，從而在保障施工質(zhì)量的前提下加快施工進(jìn)度、提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

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【作者簡(jiǎn)介】

高云，男，1989出生，工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)楣饭こ膛c技術(shù)。

（編輯：李鈺雙）