公路路基工程质量通病防治措施初探

2010-08-15深圳高速工程顾问有限公司李晓鹏

河南科技 2010年12期

关键词：通病路堤填料

深圳高速工程顾问有限公司李晓鹏

公路路基工程质量通病防治措施初探

深圳高速工程顾问有限公司李晓鹏

仅就多种类型路基工程质量的一些通病根据形成原因,从设计、施工方面提出了一些防治措施。

路基工程质量通病防治

路基是路面的基础,一条公路的使用品质不仅与公路的线形和路面的质量有关,同时也与路基的品质有重要关系。当路基松软不稳定,在行车荷载的反复作用下,不仅会引起路面的不均匀沉陷,影响路面的平整度,导致车速降低、促使路面过早破坏,而且当路基发生塌方或滑坡时,往往会发生重大的交通事故。因此,路基工程的质量至关重要,是公路工程施工的关键。下面对公路路基工程质量通病防治措施提出几点看法,仅供同行参考。

一、路基工程质量通病的特征

(1)填方路堤完工后沉降或不均匀沉陷,路面横纵坡变化、行车颠簸;

(2)路面出现纵向裂缝,严重时裂缝变宽,裂缝向土路肩边缘伸展,裂缝处呈现错台,形成滑裂面;

(3)路面出现横向通缝,裂缝处出现错台。

二、路基工程质量通病的形成原因分析

1.设计方面

(1)地质勘测资料不全,特别是一些需要进行地基处理的原沟塘地段没有勘查清楚,对横向地层分布钻孔较少或静力触探布点不足,设计依据不充分;

(2)设计拟采取的软基或湿陷性黄土处理方法不当,设计处理深度不够,处理效果不明显;

(3)软土地基处理设计不设渐变段造成处理路段与非处理路段交界处形成沉降突变;

(4)等载或超载预压路段预压期预计不足;

(5)软土地基路段高填土路基未按规范规定设置反压护道或反压护道宽度不足,造成填筑过程及运营过程中产生较大的地面侧向变形,强度降低甚至导致滑动破坏;

(6)高填土路段,特别是严重缺土路段,对填料的调查选择欠周到,设计取土坑沿深度方向土质变化未能列明,造成旅工中不同土类的填料混填或分段填筑,且因不同土类的可压缩性和抗水性能的变异,形成不均匀沉降;

(7)路基排水设计不完善。

2.施工方面

(1)软基处理未达到设计深度,原材料进场未按产品质量要求严格检验,导致处理效果达不到设计要求;

(2)软土地基路段路堤填土速度过快;

(3)使用不适宜的填料又未采取相应的改良措施或措施不到位;

(4)不同土类的填料混填或分段填筑形成抗水性、压缩性的变异;

(5)填挖交界或非全宽填筑或分段填筑时交接面未作妥善处置形成的沉降差;

(6)施工中不注意路基排水,遇雨浸泡路基,后续施工中又未能及时复压;

(7)路堤填料含水量控制不严,填土压实度达不到要求;

(8)分层填土碾压时虚铺厚度过厚,压实机具不到位,压实度、厚度不能满足规范要求;

(9)分层填土未经仔细整平,平整度差,造成坑洼出现,压实不均匀;

(10)施工检测取样未按规程操作,实测压实度存在虚假现象;

(11)巨粒土或粗粒土中所含漂石粒径过大难以压实均匀;

(12)高塑性黏性土填筑路堤工序不连续,造成施工后压实度下降;

(13)特殊地区的路基施工未按规范操作。

三、路基工程质量通病的防治措施

1.设计方面

(1)对路线经过的地形、地貌、水文地质条件应进行详细探查,尤其必须对特殊路基的设计提供更为详实的资料;

(2)软土地基处理设计必须根据不同高度(折算成附加荷载),不同的软土埋深、层厚和土性,分段计算分析在天然地基状态下的稳定与沉降情况。进行计算分析经过多方案比选确定满足稳定和施工后沉降标准要求的方案。软土地基处理设计必须设置渐变段以避免路基沉降突变,渐变段的设计应按特殊设计要求进行,并需对侧向变形做出考虑;

(3)基底设计为利于实行填前压实,若遇地表湿软,设计可考虑换土或掺石灰、水泥或铺设土工布等措施;地下水位高或常年积水路段,除需完善降、排水设施外还宜设置隔水层(如用砂砾、碎石等渗水材料);

(4)路基填料的采用应对拟定取土坑或借土料场沿深度方向的土层分布、土性、含水量进行调查,并列表说明,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,确有困难时必须提出改性措施及技术质量指标,但不能用于易产生稳定问题和下沉等敏感的部位;

(5)高填土路堤设计应考虑采用土肩及边坡防护或用急流槽将水引离路堤,保证高填土路堤边坡稳定,护坡道的宽度应依照有无软土地基、填料的性质、取用的边坡坡率进行综合设计;

(6)为减少黏性土路堤结构的压缩变形,在采用掺灰处理的基础上可再掺加少量水泥(掺灰剂量宜适当调整),设计工艺上采用先掺灰(提倡采用生石灰粉)改良土性再掺水泥进一步改良土性以提高路堤结构刚度。

2.施工方面

(1)施工单位必须根据交通部相关施工规范、规程、工程质量检验评定标准及建设单位招标文件要求、编制施工组织设计,对施工全过程实施有效的质量控制和管理,完成规范要求的自检频率,在交工验收时,施工单位应提交完整真实的施工原始记录、试验检测数据、分项工程自检数据等质量保证资料;

(2)对于地下水的埋置深度和地面水对填方路基的稳定性及施工影响,施工前应根据设计进行补充调查,并采取相应的隔水,疏水措施;

(3)地基处理要点:

①施工顺序:无论何种处理方法,都应按设计要求先设置排水设备,再清表整平原地面,做好填前压实,并整出一定的横坡度。设计竖向排水处理的地基,应在铺设下半层砂或砂砾垫层后,方可打设排水体。排水体顶端,应按设计预留一定的长度(30cm左右),最后再铺设上半层砂或砂砾层。设计采用复合地基处理时,宜在原地面整平后,采用轻型碾压机械适当碾压,使之符合规范和设计要求后,再作地基处理。沟塘必须在清淤换填分层碾压至相邻地面高程后,方可进行地基处理。

②所有用于地基处理的材料,都必须按规范和设计要求的质量指标采购、堆放和使用。

③保证施工质量的措施要求。软基采用塑料排水板处理时,其机械设备性能应符合接地压力与处理地基的承载力相适应;打设塑料排水板严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜等现象。剪断板体时,要预留足够的外露长度。施工中,应按设计要求严格控制板体的打设标高。土工织物铺设时,要求做到绷拉无皱折。

水泥搅拌桩处理时,其施工机械应按水泥喷入的形态(即粉喷法或湿喷法),采用不同的施工机械组合。采用粉喷法,其粉体发送器必须配有粉料计量装置,并准确记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量,施工前应先以实际使用的水泥,进行室内配方试验,符合设计要求后应进行不少于5根的成桩工艺试验,取得满足设计喷入量的钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷灰量等技术参数;确定搅拌的均匀性;掌握下钻桩提升的阻力情况,选择合理的技术措施;根据地层、地质情况确定复喷范围。复搅深度必须保证大于6m,粉喷桩的检测可采用静力触探或钻芯取样试验法。

挤密碎石桩处理时,需采用管式振动沉桩机,内置平底活页式桩尖,桩管直径一般为377mm或426 mm,并设有二次投料口,最大沉桩深度能达20m,施工顺序从四周边开始向中心进行,相邻两根桩必须跳跃间打。施工过程中,应及时挖除桩管带出的泥土,孔口泥土不得掉入孔内。施工中应记录沉桩深度、制桩时间,每次碎石灌入量,反插次数等,并按规定作质量自检记录,施工中如发现土层有较大变化,投料量或沉桩速度异常应立即停工,并报告监理;

(4)路堤填筑要点:

①路堤填筑与速率控制:地基处理完成后,应适时进行路堤填筑。对于竖向排水体处理地基完成后,即可填筑;对于水泥搅拌桩处理的地基,应在1个月后填筑。其填筑速率要动态控制,当日变形量沉降不大于10mm/d,水平位移不大于3mm/d时,一般可以正常填筑;若日变形(沉降和位移)陡增,就必须增加测次,分析原因,并及时采取必要的措施(如停止加载或减缓填土速率或卸载等);

②填筑宽度,应按设计施工坡率超宽碾压要求控制。摊铺厚度,要拉线控制,并经常检查;

③堆载预压与沉降补方:堆载预压时间越长,工后沉降就越小。因此,对有预压要求的路段,在施工中应尽可能早地安排堆载。堆载顶面要平整密实有横坡。沉降后应及时补方,一次补方厚度不应超过一层填筑的厚度,并适当压实。施工单位每月均应定期测定沉降量,并向监理报告。严禁在预压期不补填,而在预压后期,或在路面施工时一次补填的做法,以免引起过大的沉降发生;

④位移观测:对于路堤施工的安全稳定,位移的观测比沉降观测更重要。施工时必须按规定埋设位移观测桩,并坚持正常观测记录;

(5)细粒土(含粉土、黏性土等)易受降雨及气温等的综合影响,在施工组织设计中应合理安排工期,组织连续施工,雨后必须复压,过冬要注意覆盖,后续施工前必须复验;

(6)应针对粉性土在填筑过程中的稳定性(如雨水冲刷等)进行分析并采取路边设土埂,边坡设临时急流槽等临时排水措施;

(7)路基施工过程应针对不同性质的填料及碾压工具性能选用不同的压实厚度,如轻型钢轮压路机适用于各种填料的预压整平,重型钢轮压路机适用于细粒土、砂类土和砾石土,重型轮胎压路机适用于各类土,尤其是细粒土,羊足碾则需与钢轮压路机配合使用,对细粒土的压实效效果较佳,振动压路机则宜于用作砂类土、砾(碎)石土和巨粒土,若用于细粒土的碾压则效果相对较差;

(8)填料的含水量对压实效果影响极大,施工前应根据标准击实试验取得的数据,按照施工气候条件及试压结果做出适量调整;

(9)过湿黏性土的处理推荐使用生石灰粉替代块灰改良土性,另掺2%～3%的水泥(需由试验确定,石灰掺量可适当调整),以增加压实层的早期强度和刚度,减少压缩沉降;

(10)对采用粗粒或巨粒土填筑路基时应根据压实机械的性能合理确定分层压实厚度,并需对最大粒径加以控制,一般路床下层最大粒径以不大于压实层厚的2/3为宜,超过限定粒径的巨粒料应在出料场前先加以剔除,路床最上层应控制粒径小于10cm,以利于路床顶面平整度的控制。