实践探讨公路路基质量控制

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   摘要: 本文笔者通过自己多年的工作实践,以某路段施工情况为例,就如何提高公路路基质量浅谈几点措施。
   一、加强软土地基调查与处治
   通过对全线软土地基详细的调查,根据实际情况,该公路以土基剪切强度Cu值大于等于0.25kPa时为非软土地基,Cu值小于0.25kPa时为软土地基,但必须经监理工程师确认。对软土地基采用的处治措施如下:
   1.在K0+000~K1+280段多为菜地,排水通畅,软土地基不深,采取风化石换填处治,但是注意雨季不宜施工。
   2.在K2+100~K3+000段和K12+500~K16+600段,一侧靠山,山上汇水面积大,同时两侧水系发达,多为水稻田,软土地基深,路基顶面以下深度大于1.5m,采用块片石抛石挤淤,路基顶面以下深度0~1.5m内用天然级配的河砾石换填处治。
   3.涵洞基底采用级配碎石换填处治。要求用块片石轧制碎石,有棱角,满足设计强度,但不允许用河砾石轧制,因为本地河砾石风化石较多,强度低。
   二、合理选择施工季节
   如山区气候,一年四季中2月至6月为雨季,时间长,雨水多,不利于路基施工;7月至10月雨水少,气温高,阳光充足,是路基施工的最佳季节;10月至第二年2月为霜冻期,气温低,阳光少,由于山区地下水丰富,填料含水量大,没有充足的阳光晒干填料,工程质量不能保证,不利于路基施工;因此,一年四季中必须抓住7月至10月为期4个月的时间进行路基填筑施工,才能保证工程进度和工程质量。段第二合同段K8+600~K11+500路段路基填筑施工过程中,施工单位由于不了解当地气候情况,业主对此提出了建议,施工单位并没有引起重视,在当年的7月至10月施工黄金季节没有组织足够的劳动力和施工机械进行抢时间,抓紧组织施工,只完成30%的工程量,导致剩余70%的工程量一直等到第二年的7月至10月施工黄金季节才能完成,不得不延长合同工期4个月;相应地也增加了工程管理费用。而与之对应的是,第一合同段施工单位为本地路桥公司,深知本地的气候特点,在进行施工组织中,充分考虑了本地气候对路基施工的影响,在7月至10月施工黄金季节集中劳动力和施工机械抢时间,打突击,使80%的路基土石方工程量集中在这段时间完成,从而有效地保证了工程进度和工程质量。
   三、合理选择路基填料
   修建山岭重丘公路,由于山区地质情况复杂,填筑深度较大,在进行路基填筑时,保证路基填料的质量是保证路基填筑质量至关重要的环节,否则,将留下重要的质量隐患。段根据实际情况,从以下几方面严格控制路基填料质量:
   其一,选择适宜的路基填料。在地区,由于一年四季中仅只有7月至10月4个月时间适宜路基填筑,且本地区水系发达,地表水和地下水丰富,土质含水量都偏大,因此,作路基填料首先宜采用砂砾、土石混填(含石70%以上)、块片石等透水性材料填筑路基;采用其它填料如:粘土(不透水材料)和风化石(遇水易化的材料),宜选在7月至10月的施工黄金季节施工,才能保证工程顺利进行和保证工程质量。段K0+000~K2+000段采用风化石夹土施工时,由于在7月至10月有利季节进行施工,施工质量好,进度快;K14+000~K17+000段虽在雨季施工时采用了砂砾材料填筑路基,工程进度不受雨季影响,路基填筑质量也没有不良反映。相反的是,在K12+500~K14+000路段填筑的是粘土,K17+000~K20+000路段填筑的是风化石夹土,由于是在雨季施工,施工路段泥泞不堪,给过往车辆行驶和行人行走带来了极大的不便和安全隐患,司机、乘客和行人怨声载道,施工单位的施工也是断断续续进行,施工极为因难,工程质量也难以保证。
   其二,保证填料的强度。依据规范,山岭重丘公路路基填料最小强度必须满足表1要求:
  
  
   其三,严格控制填料尺寸。施工中必须严格控制填料尺寸,段路基填料最大粒径控制:路基下路床以下(>30cm)不超过10cm或层厚的2/3,路基上路床30cm内不超过10cm,超尺寸填料坚决剔除,有利路基整平和压实,确保路基工程质量。
   四、严格控制填土的质量
   段主要从以下两方面严格控制填土的质量:
   一方面,填方路段的用土必须严格进行试验。不适宜使用的土为:
   1.淤泥、沼泽土、腐植土、耕植土、生活垃圾和建筑垃圾。
   2.有机质含量大于5%的土。
   3.液限大于50%,塑性指数大于26的土。
   4.含水量超出规定的土,不能直接用于路基填料,采取措施后,能用于路基填料,必须经监理工程师的认可。挖方路段内不适应用作路基填料的土,也要予以换填处理。使压实度达到规范要求。
   另一方面,对填土的含水量进行严格控制。实践证明,土的含水量是影响压实度的决定因素。地区雨量充沛,地表水和地下水非常丰富,水系发达,填土含水量都偏大,如何处理好填土含水量,将对路基填筑质量产生直接的影响。因此,在填土含水量控制方面,段采取了以下措施:
   (1)在施工时,深挖排水沟,使水不浸泡路基。
   (2)在7~10月份阳光充足的施工黄金季节进行填土施工,可对土质及时进行翻晒处理。
   (3)针对不同的土质,做好土工试验:实际含水量,擊实试验,确定最佳含水量,液塑性试验,膨胀试验等。施工时,填土含水量最好控制在最佳含水量的±2%。
   (4)严格分层厚度和分层压实,分层厚度控制在30cm内;同时,根据实际情况要求增加检测频率。
   (5)必要时,改良土质或换填。段K7+000~K9+000段,当地有多处石灰窑,积存了大量的石灰废渣,经检测,强度满足设计要求;试铺试验路,质量效果好,水稳定性好,强度高,且价格便宜;同时,变废为宝,可改善生态环境,减少污染。因此,此路段采取了石灰废渣对含水量大的土质进行了改良和换填,效果良好。
   (6)利用土工格栅和土工格室。段在K9+800~K10+100段,填筑高度高达10m,平均填筑高度7m,填土含水量大,经湖南省交通科学研究院实地查看后,采取了土工格栅和土工格室处理方案,确保了路基填筑质量。
   五、严格按规范和试验路段要求分层压实
   每种路基填料按规范要求做试验路段,科学地确定松铺厚度和压实质量的控制措施,严格按规范要求分层压实。段路基填料分层松铺厚度控制情况为:粘土、风化石夹土和石灰废渣40cm,土石混填(含石70%以上)和块片石50cm。根据不同路基填料科学地确定分层厚度和压实质量控制措施,不仅能保证路基压实质量,而且使每种填料分层压实经济合理。辗压过程应采取先轻后重、先静后动、先外侧后中间的辗压方法。辗压质量根据试验路的情况控制。
   六、压实机械的选择
   考虑到公路路基填方高差大,返工时施工难度大,为防止因为压实机械吨位不够或压实台班不足,压实度不够,造成路基成形后发生沉陷的严重质量问题,段机械压实一般采取:推土机在推平填料的过程中,每推平一层,往返两次,初辗压4遍;每一压实层采用16t振动压路机进行压实。
   七、桥涵台背、锥坡回填区质量控制
   段在台背回填施工中,狠抓桥涵台背、锥坡填土的施工质量,一是要求夯实区的宽度,一般不得小于3m,在此范围的压实度应高于同一层次的路基压实度。二是控制填料质量:采取级配砂砾或级配碎石,松铺厚度20cm;填筑砂土,松铺厚度15cm。三是采取打夯机夯实,压实度不低于95%。监理工程师进行严格检查验收。地区一年四季雨量充沛,雨季时间长,有的台背回填段已经过了二年的考验,实践证明,经上述处理后,没有发生沉降等质量问题。
   八、新旧路、填切交界处必须挖台阶分层压实
   公路新旧路交界处、填切交界处交错高差大,若处理不当,路基在此处最易产生错台断裂的严重质量问题。因此,段严格按规范要求,挖台阶宽度不少于1m,进行分层压实。由于部分路段没有处理好新旧路、填切交界处的挖台阶分层压实,出现了错台断裂的现象。段认真吸取教训,严格控制,避免了类似的质量隐患再次发生。
   九、压實度检测方法、检测频率及压实度标准
   路基压实度的检测方法较多,常用的有核子密度仪测定方法、挖坑灌砂法和环刀测定法。段主要采用的是挖坑灌砂法,作为测定压实度的主要依据。检测方法:填土采用灌砂法检测;砂砾、风化石和土石混填料(含石70%以上)采用固体体积率法检测;填筑块片石采用压实遍数控制。
   检测频率要求:压实度检测频率在按规范规定每2000m2测8点基础上至少增加4点。
   采用的压实度标准见表2。
  
  
   十、切实做好路基防护工程
   在本地区修建山岭重丘公路,山谷切割深,有许多地表层岩石地质风化或松散,山体水系发达,汇水面积大,易造成山体滑坡或崩坍等严重的路基病害,严重影响路基的稳定。段主要采取了以下措施进行路基防护。
   1.深路堑段:
   修建山岭重丘公路,圬工数量大,为节省投资,控制圬工数量,深切堑坡主要采用放缓边坡坡度的措施,软质岩地段设2~5m重力式路堑档墙护坡脚,困难地段设2~10m重力式路堑挡墙收坡。
   2.陡坡路堤地段:
   1)当陡坡下滑力不大时(≤50kN),清除松散表土,再挖1~2m宽台阶,坡脚附近的台阶放宽至2~3m。
   2)坚硬岩石地段,当填方不大,但边坡伸出较远不易填筑时砌筑M5浆砌片石护肩,高度不超过2m。
   3)坚硬岩石地段,当填方较大,边坡伸出较远不易填筑时采用砌石路基,高2~5m。
   4)当陡坡下滑力较大,或为加固、收坡时,采用干砌片石护脚路基,顶宽1~2m,高度不宜超过5m。
   5)地基岩性较差或覆盖层较厚,或地形较困难不宜设上述形式支挡防护时设M7.5水泥砂浆浆砌片石路肩、路堤挡土墙收坡、挡护。
   3.渗水路基:
   K11+350~+630段地下水位高出路基设计标高3~4m,地下水受大气降水及山区岩溶水的影响,按初审意见设计渗水路基,在卵石土上与砂岩之间设置大平台,平台上设计截水沟,拦截地层空隙水;上部卵石土边坡处设计边坡渗沟,从而将路基两侧水顺利排出。
   4.K16+650~K17+000段为岩石路基,边坡刷坡大,路堑顶岩石节理裂隙发育,为防止落石等病害,设计为挂网喷浆。
   5.土质边坡设喷播植草防护。
   通过以上路基防护措施,保证了路基的稳定性,同时,又增加了美观。
   十一、设置完善的防排水系统
   由于地区雨水多,修建山岭重丘公路,山区汇水面积大,易受暴雨和洪水侵袭;地表水和地下水的分布相当复杂,水量丰富,流速快,因此在防排水系统的设计中,充分考虑农田灌溉和泄洪的要求。采取的措施主要是多设置涵洞,且尽量采用较大孔径的尺寸,特殊地段采用倒虹吸和渡槽;在此基础上,同时采取以下措施:
   1.路基排水设施由路基两侧边沟、堑顶截水沟、平台截水沟吊沟组成。
   2.0.6m矩形沟,M7.5水泥砂浆砌片石加固厚0.3m;地形困难时堑顶水沟设矩形截面。
   3.硬质岩地段边沟采用矩形沟,C15预制构件拼装。
   4.居民区地段边沟采用矩形沟,上部加C20预制盖板,以方便人员车辆进出。
   5.设挡墙地段边沟采用矩形沟,M715水泥砂浆浆砌片石加固厚0.3m。
   6.硬质岩地段截水沟采用0.6m×0.6m矩形截面,M10水泥砂浆抹面厚2cm。
   7.K11+350~K11+630段,从地质结构看,上层卵石土为含水层,而下部岩层为非含水层。为了迅速排出路基渗水,保证路基处于中湿或干燥状态,采用在两地层间岩层分界线处设大平台,在平台上做截水沟,以排出地层中的渗水。
   8.在K19+900~K20+000渗水地段设置渗沟和盲沟,排出路基渗水。
   十二、严格质量管理体系
   1.采取切实有效的措施,加强质量监理和质量监督,建立健全“政府监督、社会监理和企业自检”三级质量保证体系,抓好工序质量,确保分项工程质量。成立了施工单位、监理单位和建设单位并交通质监站驻段质量监督组的质量检查机构,层层把关,严格控制工程质量。
   2.严把工序关。每一道工序完成后,由施工单位严格进行自检,对自检合格的工程填写质检申请表,报送监理工程师检查确认,对质量不合格的工程一律不签收,不结算工程价款;经监理工程师检验合格后签字及建设单位并交通质监站驻段质量监督组审核同意,方可进行下一道工序的施工。
   结语:总之,施工中要严把质量关,不合要求的坚决返工,决不心慈手软,更不能有侥幸心理,否则就会留下质量隐患,工程管理人员和技术人员要有良好职业道德和高度责任感,严把质量关,确保工程进度和工程质量。
   参考文献:
   [1]周金钢,王磊.路基施工注意问题.中国科技博览,2011.
   [2]马学才,曹罡.浅谈路基施工技术.科技促进发展(应用版),2011.
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