浅析特殊路基工程质量通病的成因及预防措施

发表时间:2020/5/28   来源:《工程管理前沿》2020年第7期   作者:王兵
[导读] 道路一种线型建筑物,路基工程是线型建筑物的基础工程,路基工程施工难度较小,工艺流程较为简单。
        摘要:道路一种线型建筑物,路基工程是线型建筑物的基础工程,路基工程施工难度较小,工艺流程较为简单。国内地大物博,多种地质条件错综复杂,较多特殊土地段,不良地质地段受到其特殊性以及受水、气候条件等自然因素影响强烈,需要进行特殊设计的路基工程。路基工程作为承受路面传递下来的荷载并将荷载进行分散处理重要受力区间,要求其具有一定的强度、刚度以及稳定性,使之能够承担、传递和分散应力的作用,在抗压、抗变形和整体稳定性上,要求必须通过规范的施工和严格的施工质量控制程序。针对特殊路基工程施工中容易出现的质量通病问题,本文浅析了特殊道路路基施工质量通病成因及其预防措施。
        关键字:特殊路基 工程质量 处治措施
       
        随着国民经济的不断发展突破,交通运输业作为经济发展的支撑和主力军,道路工程的延展性在不断的增强,不断的向更深,更远的地方去发展,作为拥有世界上道路总里程数第一的大国,我们面临更多的挑战,对于特殊地质条件,我们的着眼点则是特殊情况下道路路基的技术指标,处理方式、通病预防措施及使用年限,而路基工程是道路工程的支撑,路基如若出现问题将会直接影响路面使用情况和质量,从而自下而上的产生质量问题影响使用寿命,针对相应的质量通病问题,有效的分析其成因并且能够进行预防将显得十分重要。本文将着重浅析几个重要质量通病和预防措施。
        1、软土路基边坡失稳、路基沉陷及不均匀沉降
        特殊路基失稳、沉陷、不均匀沉降是指路基整体失去其所具有的整体稳定性和强度,不能正常承载应力的传递及扩散从而不能保证其使用功能。
        (1)、产生原因
        由于特殊路基受力作用,其中内部的软弱部分受力向两侧挤压,从而导致路基产生塌陷或在局部路段产生较大沉降,使路基整体下沉,从而产生不均匀沉降,这两类均是比较常见的质量通病。特殊路基失稳、沉陷和不均匀沉降产生的原因是多方面、多层次的。一般发生在高填方路段、?路基纵、横向填挖交界处,衔接不良地质和地形变化较大、地下水和地表水丰富、填挖结合处、填筑材料发生显著变化的地方。
        软基和不良地基一般情况下虽进行处理,但因沉降期较短,施工后沉降量过大,将引起路基的失稳和沉陷。路基施工前原地面处理不彻底、未妥善在雨季施工时设置排水系统或者排水系统在运行时不流畅,积水长时间浸泡路基,导致沉降发生也将引起路基的失稳和沉陷。原地面清理不彻底,对于草根,树根,淤泥等不良土壤没有清理彻底,从而导致压实度不足等因素,在动荷载及静荷载的作用下,使路基产生不均匀沉降变形。路基选择填料不当,不同土质的填料没有分层填筑,而采用混合填筑或者填筑时的含水量、压实机械选择、压实方法、压实遍数不对都将引起路基的失稳、沉陷和不均匀沉降。
        (2)、预防措施
        均匀沉降一般发生在自然环境基本一致,路线通过的地址、地形、地下水和地表水变化不大,并且路基填料,施工机械设备、施工管理水平和质量控制等方面无显著变化的路段。
        我们根据路基失稳、沉陷、不均匀沉降产生的原因进行详细分析研究,并确定有效的预防措施。首先在填筑前应对基底进行清理,30cm的原地面清理处理,对于大根茎树木,腐殖土,垃圾等不能用作路基填筑的材料,必须进行挖除处理,对于软土地基,需要制定专项的施工方案,对于不良地质地基进行处理。在路基填筑时宜选用级配较好的土作为填筑材料,当采用细粒土时,则应注意填料的含水量,调整含水量在最佳含水量左右,例如采用换填土质较好的填料或者利用稳定剂处理方法中的水泥土和灰土改善不良土质。?用不同填料填筑路基时,应分层填筑,每层应使用同类材料,不得混填同时控制填料速度。路基土方填筑施工前,应先进行试验段,取200m具有代表性的路段,通过实验得出最佳含水率和最大干密度,在试验段调整施工机械和施工遍数,确定最佳施工机械和施工遍数。对于路基的松填料处理,应当先进行清除,然后对软基进行加固处理,常用的软土地基处理方法有垫层、浅层处理,排水法的竖向排水体,真空预压,粒料桩,加固土桩,水泥粉煤灰碎石桩,刚性桩,爆炸挤淤,路堤地基隔离墙。
        在山西保德氧化铝项目的西线道路路基工程中,路基填方工程量较大约126万方,并且填土厚度为高填方路段,平均填方高度在30米,路基工程在施工中容易产生不均匀沉降,我们严格控制分层填筑碾压,每层20cm,并且进行强夯处理,从而保证路基施工质量。在河北石家庄藁城外环路项目,当地土体处于饱和性粉质粘土,含水量较大,采用的是3%、5%水泥土和9%灰土土工合成土,降低土质含水量,利用化学法提高土体强度。
        2、膨胀土、湿陷性黄土路基纵、横向裂缝
        路基的纵向裂缝和横向裂缝均是路基质量通病中较常见的问题,也是影响道路使用功能的重要问题。
        (1)产生原因
        在路基填筑前,原地表清理不彻底,路基存在软弱层或临近于河道旁,对于路基上的清淤不彻底、清淤后回填不均匀、回填厚度不足,没有按照施工要求进行施工。填筑路基所有的材料不合格,不满足设计、施工要求,并且在实验检测中发现液塑限不符合要求,在路基同一水平层填筑时,所用的填料较为混杂,填料的液塑限相差较大。

对于旧路利用部位、新旧路基结合部位、半填半挖部位,未按施工规范要求设置咬合台阶,造成路基整体结合不良、整体性较差,从而造成路基压实不均匀。当使用渗水性和水稳定性差异较大的土石混合料时,不按横向分层进行填筑,而采用错误的纵向分幅填筑方式等等。以上这些因素都会造成路基承载力大小不一样,在土体自重和承受外力的时候,很容易出现路基横、纵开裂。
        (2)预防措施:
        在路基大面积施工前,必须对于原地面及时的进行清理,及时发现路基基地软弱层结构并且进行消除软弱层处理。对于路基内的沟塘要彻底清除淤泥,对于路基填筑材料的选择要符合设计和施工要求,严禁使用不符合液塑限指数的填土作为路基填料,回填池塘类地基时要选用水稳定性较好的材料进行回填和压实,强度满足设计要求。
        当选择填料困难或者填料不合格时,可以使用水泥,生石灰,熟石灰等材料进行改善处理。对于半填半挖路段、地面横坡大于1:5的路段、旧路改扩建路段,应严格按规范要求将原地面施工成台阶状并进行填前压实;对于渗水性、水稳性等指标差异较大的土石混合料和利用不同种类的填料时,应该分层、分段进行填筑和压实,在同一施工填筑层不得混用,要严格控制路基边坡,符合设计要求和施工方案,严禁出现亏坡现象。
        路基分段施工作业时,在连接处应当进行处理,当采用强度较低的填料时,可以用石灰、水泥等胶凝材料进行稳定;如果路基填方分多个作业段且交接处没有同时填筑时,先进行填筑的地段,应当按照1:1坡度分层施工台阶;如果两个地段同时进行填筑时,则应分层相互衔接交替填筑,其搭接长度一般不得小于2.0m;在路基施工中,应当严格控制路基每一层的平整度和标高,确保路基顶的填筑压实厚度大于8cm。中塘示范镇市政项目,道路工程所处的地段为河滩阶地退化形成,按照勘测单位提供的数据,仍然在以每年4cm左右的下降速度进行整体性下降,显然这部分在路基施工过程中基地软弱层的处理尤为重要,本项目基地处理为平均1.2米的山皮石换填,然后为20cm的土工格栅碎石反滤层,40cm的12%灰土层,有此可见基础换填和化学加固是处理的最基本,最常见的方法。
        3、特殊路基“弹簧土”
        路基出现“弹簧土”是一种很常见的现象,这种问题的产生将会严重影响路基的压实度和弯沉,导致路基的承载了不足。
        (1)产生原因:
        路基土体在压实时产生受压处下陷,四周隆起,如弹簧般上下抖动,路基土层形成软塑状态,土体体积没有压缩,压实度达不到要求,我们俗称弹簧土。?
        在填土中使用材料为粘性土或者含水量过大的填筑材料,在施工过程中水分无法散失,在这种情况下进行压实施工,就会产生弹簧土。若是在下层承载力不足,含水量过大,上层碾压施工过程中,下层产生弹簧反映到上层或者下层水分通过毛细作用,渗入上层,增加了上层的含水量,将引起自下而上的弹簧性土。过渡的碾压,使土体颗粒之间空隙减小,水膜增厚,抗剪力减小,也将引起弹簧性土。?
        (2)预防措施:
        我们在选择填料的时候应该避免用稠度较小,液塑限指数不符合设计和施工要求,含水量过大的材料作为路堤填料,并且在填筑的时候要控制填筑时土体的含水量。?当进行下一层施工的时候,应对承载层填土的压实度和含水量进行检查,待合格后进行下一层的施工。?在填土时应该做好排水措施,对于临时排水和永久排水措施要提前进行施工,保证施工过程中水的流动和排除。如果对于弹簧土的出现我们可以将弹簧土部分进行翻开晾晒,在风干的作用下接近最佳含水量时再进行施工压实,或将弹簧土挖出,换成透水性良好的材料进行施工,例如:砂砾、碎石,?或者利用水泥和石灰等其他化学材料与土体进行拌合,形成土工合成土,降低含水量并且增加强度后在进行压实施工。
        结语:
        路基工程的质量问题是重中之重,也是首要前提,隐蔽后在进行修整将会产生较大的费用,特殊路基的通病的形成涉及多方面的原因,针对这些原因,本文从三大方面对其进行了分析,在防治措施方面进行了一些探讨。路基工程质量通病的防治更重要的是在于广大施工工作者能以认真负责的态度,严格按照施工技术规范进行质量控制,做到全面、深入、细致、负责,才能真正做好路基工程质量控制及质量通病预防,公路建设才能达到更好的标准。
        参考文献:
        [1]《公路路基施工技术规范》,(JTG/T 3610-2019).
        [2]《公路路基设计规范》,(JTG D30-2015).
        [3]《公路工程质量检验评定标准》,(JTG F80/1-2017).
        [4]《公路桥涵设计通用规范》,(JTG D60-2015).
        [5]《公路桥涵施工技术规范》,(JTG/T F50-2011).
       
       
        
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