论公路工程路基施工建设质量控制措施
2022-10-12杨学娜
杨学娜
(鲁山县公路事业发展中心,河南 平顶山 467300)
在公路工程建设中,路基施工质量直接关系到公路生命周期、稳定性及安全性,尤其是公路的地形复杂路段,或多雨、高温、高寒地区,受水文及气候环境的影响,施工难度大,给施工质量提出更高的要求。但在实际施工中存在诸多的质量问题,施工作业人员的施工质量意识较差,不能有效控制施工质量。一旦施工质量过低或不能达到施工要求,路基稳定性、抗压性都会降低,如果不能有效处理,则会严重损坏路基表层,进而影响公路质量及使用寿命。对于如何有效控制路基施工质量,有学者认为需要完善施工验收制度,构建完善的施工技术规范及流程,从制度层面、思想意识、技术水平、操作规范及标准、施工人员素养等方面进行综合考量。本文基于公路路基施工中的问题及不足入手,探讨有效控制路基施工质量的方法及手段,以期为提高路基施工质量提供参考。
1 路基施工操作及常见质量问题
1.1 路基施工操作内容
通常情况下,在公路路基施工中,挖方、填料、压实及防护等是路基施工的主要操作内容。在挖方操作中,必须做好挖方准备工作,全面勘察施工周边环境。依据要求科学安排施工,如全面检查路堑,在平缓处操作挖方。若路段平缓处比较多,可以选择横向开挖的方式;若边坡比较陡峭,可以选择分层开挖的方式。在路基回填操作中,必须选择合适的回填材料,回填材料直接决定着路基的抗压程度[1]。选择回填材料时,要充分考虑公路负荷及运载量、生命周期等指标,尤其是填料颗粒指数,必须严格按照公路等级要求及施工规范进行选择,填料颗粒大小、强度决定着路基的压实效果。因此,在施工中,要做好路基填料强度试验,以从整体上提高路基的强度值,有效消除各种不稳定因素的影响。倘若填料颗粒大,质地松散,则应选择全新材料进行替换。当前,常用的填料是石灰、粗颗粒渗水土及粉煤灰等混合料。实践证实,此混合填料的稳定性相对较好,适用性较强。
压实环节决定着路基的稳固性,岩石操作中必须消除各种不稳定性因素的影响。当前,我国路基压实方式多为小型、中型及大型,需在充分考虑荷载能力的情况下明确压实度。但因压路机型号的差异,在实际压实操作中要选择合适的机械类型,控制好施工工期,全面考虑各种影响因素,以确保填料间的压实度和稳定性。
控制路基施工质量,仅仅做好挖方、填料及压实工作还不够,还要做好路基防护工作。通常情况下,路基防护工作主要运用支挡板、冲刷等防护技术。在坡面防护中,要降低地表水对路基的冲蚀影响,尽可能地减少岩石风化导致的剥落现象。防护坡面时要选择穴播及沟播的防护方式,于整个框架内种植草皮,以保护好剖面。当前,许多防冲刷措施的应用有效地控制了地表水、地下水对路基的影响,如砌石防护和挡土墙防护,以及聚氨酯类织物板防护等都得到广泛应用,并且取得了良好的防护效果[2]。在加固边坡时,也需要注意锚杆安装的位置、完善混凝土结构功能等,以确保公路施工的质量。
1.2 公路路基施工存在的问题
公路路基施工环节是控制公路质量的关键环节。公路路基施工存在的问题主要包括现场质量管理意识薄弱、前期准备不充分、施工技术不规范、施工水平低、裂缝质量等问题。
首先,从路基施工现场管理看,当前公路施工质量管理意识薄弱,未能严格按照施工质量技术要求、操作规范等严格控制、监测路基施工质量,导致公路承载力、平整性、现场质量、交通运输状况都非常差,无法确保路基使用寿命,为后期公路施工及维护带来极大难度,增加了施工及维护成本[3]。当然,这主要是施工管理者及作业者缺乏质量管理意识和质量控制意识,规范操作意识薄弱所致,加之作业人员操作习惯差,缺乏规范性,进而造成质量问题或生产事故。同时,未构建完善的施工质量规范及标准,施工现场监管不严密,控制不严格,甚至导致路面出现下陷(见图1)、裂缝等。
其次,施工作业前准备不充分,没有细化每个作业环节及步骤也是导致施工质量差的主要原因。施工前,未对下层路面质量问题进行全面排查,没有明确软土地基清理情况、碾压遍数、松铺厚度等,也未确定土层性质、含水量的关系,导致不能选择合适的填料。施工前没能明确压实厚度,施工顺序不明确,施工层厚度未有效控制,导致路面排水不好,受雨水浸泡。在冬季局部降温时,会造成路基冻胀,而春季气温回升后,路基会发生松动和相变,导致路面硬度下降,在车辆的超荷载下,就会发生图1所示的路面病害。
图1 路基沉降不均匀所致路面病害
由图1路面病害情况看,路面沉降、鼓包、纵斜向裂缝等病害多是由施工人员技术水平低所致,由于施工中存在透水和沉降不均的现象,压实技术控制效果差,不重视碾压质量和土层含水量,造成土层含水量太高。
最后,对路基温度裂变问题不够重视,没能充分考虑路基温度变化对路基的影响。通常情况下,温度过低增加了混凝土的收缩应力,会超出路基混凝土抗拉应力的承受范围,进而出现鼓包和裂缝(见图1),局部裂缝间间距会逐渐均匀化。温差过大时,温变裂缝更多,且很大;反之,温变裂缝会少,且较小。可见,温差对路基质量的影响重大。温变裂缝也与路基清淤、填土不彻底等有关,而纵向裂缝多是路基的沉降不均匀所致。
2 控制施工质量的措施
2.1 管理层面
提高施工质量需要从管理层面入手。首先,要提高施工管理者及作业人员的质量意识。通过定期开展质量技术培训来提升其对质量的认识。其次,要强化设备管理。在公路施工中,施工工艺较为复杂,影响整体施工周期。施工中的压路机、挖掘机存在一定的差异性,因此,在施工前必须按照施工整体要求设置好相应的参数,选择合适的设备开展施工。在确保整体施工进度的前提下,降低相应成本。在机械设备的日常操作中,也要加强维护管理,对其进行定期考察,在确保质量合格且符合技术操作规范后方能作业。维护人员也要做好维护试验,为机械设备性能的发挥提供技术保障。再次,作好控制施工质量的管理。严谨的施工工艺能够使公路地基的载荷能力得到有效提升[4],进而避免施工中由于土方移动而诱发的安全事故。最后,要做好施工前准备工作的管理。制定严格的施工准备工作制度,确保其具有科学性和可行性,为顺利开展施工提供保障。对于基础施工及软土施工,必须依据相应指标及标准推进,并科学、合理地制定施工方案,如路基试验、填料抗拉应力试验、抗冻性能试验等,严格按照路基填筑施工流程(见图2)做好施工准备,以确保后期施工能够顺利推进,有效控制施工质量。
图2 路基填筑施工流程全过程质量管理方案
图2中的施工管理方案是提高施工质量及效率的重要保障。施工控制管理要求在施工过程中必须科学选择施工方式,在不同施工环节,为实际施工工艺流程选择合适的施工标准及操作规划,为施工质量及施工效率的提高提供保障。工程中大量试验显示,若施工方式不当,会造成严重的损失,甚至导致严重的社会问题。因此,在设计路基排水环节,必须依据地形条件、周边环境等调整设计,选择合适的施工方式,以确保排水设施的可靠性和稳定性。若地势相对平坦,降水又较少,通常设计为分散性排水,若降水量大,地形复杂,则应设置为集中式排水。当然,要做到这些,必须制定严格的管理制度和操作规范,确保施工作业者依规操作,依据设计要求规范施工,为提高施工质量及施工效率提供保障。
2.2 技术层面
提高路基施工质量离不开技术手段。可以说,施工技术直接决定着施工质量。首先,从路基填料方面看,要依据路基施工规范要求选择填料,如合理控制填料含水量,使其满足最佳含量要求,并充分考虑降水天气的操作。同时,按照软土性质确定填料的含盐量,将其含量控制在最佳范围内。完成施工前,全面压实所铺松土,检测其是否达到验收标准。尤其土壤是氯盐土时,具有返潮现象,若检验发现其处于早期阶段,则其影响深度在10 cm左右,10 h后可以消退。因此,在实际操作中,要当日碾压、检测所铺填料,以避免返潮的问题。其次,从压实技术方面看,摊铺填料后,经推土机进行初评处理,而后用平地机进行终评。在摊铺施工中,必须按照路基松铺规范要求进行摊铺,厚度一般在30 cm内,松铺系数要经试验来明确,控制好松铺的厚度。路面表层凹凸,要尽快清理,根据规范要求设计各路基层,并铺设排水坡。由于路面填筑部位不同,所用压实机械也不同,但多为重型压路机,一般吨位为14 t自重,并先压实两侧,再压实中间,严格按照压实操作顺序由慢到快地碾压,在静压处理后进行振动操作,按照标准操作程序作业。最后,完成压实后,要现场检测压实度,自检合格后再行监理检测,在检测合格后方能继续下道操作工序。
合理设置隔断层,以有效处理地下水浸湿问题。一旦路基出现周期性的地下水浸湿现象,若只通过抬高路基来处理,很难达到原设计要求,并会增加成本。因此,在路基施工中增设隔断层能够有效处理毛细水浸湿问题,以此隔断毛细水,确保路基安全。当前,毛细水隔断层的设置方式非常多,但在应用实践中必须结合路基实际要求,多角度、全方位地考虑隔断层材料选用问题。通常情况下,粗颗粒渗水土是重要材料,该材料上下面都有砂砾反滤层,确保了土壤颗粒的稳定性,不使其迁移至隔断层,以发挥隔断层的隔断功能[5]。然而,在实际应用中,隔断层厚度及位置都影响其实际应用效果。为此,要按照路基实际施工等级标准及要求,选择隔断层的结构,明确砂砾石、水泥参量以及其最大粒径,注意隔断层的总厚度,并结合原路面厚度进行综合考虑。通常会采用不透水或隔水土工纤维材料,此隔断层的抗撕裂能力、防水保温性能、抗拉强度等都非常强,能够有效降低冻害天气下的路基病害,防止出现裂缝问题。
从加固技术看,在路基施工中要分析公路沿线的土壤质量,明确土质性质、湿地面积等,为增强路基承载力提供可靠数据。当土壤为盐渍土时,要设置粉喷桩,通过此固化装置增强路基强度。
3 结束语
公路工程路基施工质量受到多种因素的影响,为此,施工单位要强化质量意识,加强施工技术培训,制定完善的管理制度,做好施工前准备,严格按照施工规范要求开展作业。同时,也要按照交通时间节点及压力合理制定施工方案,科学选择施工技术,通过技术手段、规范操作、一环一检测等有效控制施工质量,确保各个环节的施工操作及质量都能满足施工要求及标准,切实提高路基的强度及稳定性。