城市道路路基施工工程的质量控制对策

2022-08-02 08:43陈华
城市建设理论研究(电子版) 2022年20期
关键词:城市道路填料含水量

陈华

利津县公路事业发展中心 山东 东营 257400

随着构建国内大循环战略的深入实施,城市道路施工建设再次步入快车道。路基是城市道路最重要的结构基础,也是整个道路施工工程的关键程序。基础不牢、地动山摇。道路路基基础施工不到位,极易引发道路空洞、开裂、塌陷等问题,不仅会影响车辆行驶的安全性、舒适性,甚至造成交通堵塞、引发交通事故。因此,进一步加强城市道路路基工程质量管理,迫在眉睫。基于此,本文选择城市道路路基质量控制这一课题开展研究,具有重要的实践意义。

1 城市道路路基工程施工特点与质量要求

1.1 城市道路路基工程施工特点

城市道路施工不同于野外作业,一是施工环境复杂,城市空间布局各类元素多,相互制约、相互影响,特别是各类线缆、管道纵横,结构物多,必须统筹考虑,因此对地基施工作业提出了更高要求。二是现场要求高,城市道路施工,特别是旧路改造,需要半幅或者整条道路封闭,交通压力大,甚至导致局部交通阻塞,绿化、树木、构筑物等都需要保护,因此现场施工技术必须精准。三是公路路基施工作业土方工程量大、设备噪音大,对周边群众生产生活都有一定影响,需要严格控制施工时间,并加强洒水、雾化等降尘措施。四是在施工作业方式上,随着我国工程技术不断进步,城市道路路基施工主要以大型机械为主、人工小型机械为辅的模式,采用流水或分段平行作业方式。

图1 城市软土路基施工流程图

1.2 城市道路路基工程质量要求

城市道路分为不同等级,对应路基承受荷载范围、地基强度也不同,主要包括以下几个方面:一是结构稳定性,结构稳定性是指在车辆荷载、外力或者自然沉降等作用下,路基保持在一定形变范围内。结构稳定性和地基强度也是路基施工质量最重要的参数和质量要求。二是不透水性和抗冻性。地基强度会随着含水量增加而降低,自然降水和地下水都会对地基强度造成不良影响,因此地基不透水性处理就十分重要。另外,地基还需要具备一定抗冻能力,特别是在北方四季明显,冬季路基上冻、春夏融化,路基热胀冷缩作用下,含水量增加产生翻浆,导致整体强度下降。因此路基水稳性能十分关键。三是回弹模量、耐酸碱、抗腐蚀性。不同级别的城市道路,其路基的回弹模量都有一定要求,因此施工中要合理控制,在经济性与安全性之间达到平衡。另外,城市道路地基对耐酸碱、抗腐蚀性也有一定要求,以防止路基整体沉降。

2 城市道路路基施工质量控制措施

2.1 加强事前施工质量管理

加强事前施工管理,主要是针对项目部、施工队伍组织机构、规章制度、管理机制等方面的工作。为确保道路路基建设各项工作有条不紊开展,施工企业一是坚持扁平化导向,科学组建项目部,建立健全现场管理制度机制,明确各层级人员职责、任务,强化现场监督管理,特别是技术指标和安全生产管理,确保施工目标顺利实现。二是做好动工前协调部署和准备工作,根据项目特点和技术指标,研究制定施工技术方案、进度计划和设施设备。特别是城市道路施工不同于一般野外道路施工,对于整体环境、污染排放、噪音控制工期等方面都有严格要求,因此结合道路实际,选择适合施工方法,就显得尤为关键。目前,关于城市道路路基施工,大部分都采取机械化流程施工作业法,少量特殊区域采取人工机械作业法。施工中要结合道路实际与土质特点,合理选择压实设备和平底设备。确定以上内容后要及时做好技术交底工作。三是做好试验阶段工作。路基施工作业前,一般都会进行试验施工已检测方案的可行性。试验工程完工之后要对土质含水量、压实度、工程验收质量等一些列指标进行分析和研究总结。提前预测出在施工中可能要出现的问题,制定相应的解决方案[3]。

2.2 加强事中施工阶段质量管理

路基施工主要包括开挖、填筑、压实、排水管理等过程。下面将结合各阶段工序,逐一分析质量控制要点。

2.2.1 路基开挖管理

不同于野外复杂环境,城市道路路基,除了个别中枢干道外,城市道路一般不允许黄牌车上路,因此道路整体载荷也比较低,相对来说地基开挖深度相对较浅,土方结构也相对稳定,但城市道路整体环境较为复杂,避免触及地下各类管线、树木以及其他设施,确实无法绕开的,要协调管线单位改迁线路,避免地基中包裹管线或地基在管线上面。

2.2.2 填筑作业管理

填筑作业是地基施工核心部门,也是决定地基整体强度的关键环节,因此在施工中,必须严格遵守设计标准,选择达标填料进行填筑。

填筑时一般采用分层平行摊铺,软土层填筑前要做好预处理工作,防止沉降过大。填筑时每层厚度要根据设备和道路规格确定,最厚不得大于30厘米,防止过厚导致基层开裂。填料宽度要大于路堤设计宽度,确保道路边缘有足够的压实度。最后,填筑用料要均匀连续分布,并用平地机整平。

2.2.3 路基压实管理

路基压实首先要进行试验段压实,确保无误后开展整体压实。一般情况应避免管道路基范围内,确实无法避免时,要按要求对管道结构进行加固,并采用人工压实方式,不得使用压路机。目前主要有振动压实、重力压实两种方式,应本着“先轻后重,先静后振,先低后高,先慢后快,轮迹重叠”原则压实[4]。压路机速度小于4公里每小时。路床平整、坚实,路堤边密实、稳定,顶面要进行压实度检测。

2.2.4 路基排水管理

水是路基施工管理的另一个关键因素,地面水会产生冲刷和渗透,影响路基强度和稳定性;地下水会引起路基湿软,导致冻胀、翻浆,降低强度,严重甚至会毁掉整个地基,因此路基施工现场必须加强排水管理,确保路基含水量在控制范围内。一般情况下,地面水要采取分流方式,拦截并疏导到地基以外范围,城市道路常用方法为边沟、排水沟、排水泵等;地下水要采取隔断或降低水位等方式,同样也是疏导到 地基以外范围。另外,在南方多雨城市或季节,要定期检查排水设施设备和地基含水量,确保水路通畅,路基长期干燥[5]。最后,要特别注意各类管线回填工作,由于施工单位不统一,工期不统一,因此建议政府有关部门牵头,建立统一协调机制,提高现场处置效率,施工单位要严格控制分层和碾压设备的选择,保证压实度的要求。

2.3 事后路基施工质量管理

路基是整个道路工程的基础,也是最关键的第一环,一旦出现问题,结果将是不可逆的,后续工程完工后在重复施工将造成大量人力物力损失。因此必须进一步加强施工质量检查,要对放线测量、挖掘、填筑、压实、排水管理每个环节都进行严格自查,发现问题及时处理,并认真分析原因。确保每个工序都扎实可靠,质量过关过硬。要加强现场管理,按照相关检验标准和要求,加强填筑材料的检查验收,严把材料入口关;要加强各工序验收检查,监理方要抽查各层压实度、路基宽度等指标,确保合格;要建立质量责任追究机制,对人为原因导致的质量问题,要进行相应处罚措施,并进行通报。施工方要定期组织施工例会,邀请建设方、监理方参与,对前一阶段工作进行总结,通报工作进展,研究存在问题,制定工作方案,强化质量和成本控制。

3 城市道路路基工程质量通病及防治措施

3.1 路基压实质量问题

压实不足是路基工程最常见问题,主要分为行车带压实不足和边缘压实不足两类问题。

3.1.1 行车带压实度不足

行车带压实不足,在道路长期荷载情况下,引发沉降导致路面局部低沉,影响道路通行。原因主要有以下几个方面,一是压路机型号偏小,力度不足,遍数不够;二是填筑工序中,填土料颗粒过大,填土层厚度超标,导致内部空隙较大;三是路基整体含水量把握不过关,含水量大;四是对于软土基层或表面浮土,没有进行预处理[6]。针对上述问题,按照产生问题原因,首先应清除软土层或采取加固处理措施;其次对于沉降部位,对含水量较大部位进行翻晒或直接移植干土,降低含水量,并重新压实。严重部分可采取生石灰搅拌方式降低水分,但施工成本 会增加。

3.1.3 边缘压实不足

导致边缘压实不足原因主要有以下几个方面,一是填筑宽度不够,没有超过路面整体宽度;二是压路机压实不到变,对于边缘机械够不到地方,人工机械压实不到位,压实遍数不够;三是对于边缘压实遍数小于行车带,导致密实度不均。针对以上问题,应从以下几个方面入手解决,一是严格按照设计要求进行超宽填筑,二是加强压实现场管理,确保碾压位置到位、遍数充足,确保边缘带碾压频率高于或不低于行车带。

3.2 路堤边坡质量问题

在城市道路中,由于环境因素,路基边坡发生质量问题较少,但在南方一些山地城市内,也要预防,防止滑坡、塌落等现象。

3.2.1 边坡滑坡

导致边坡滑坡主要原因包括以下几方面,这里我们主要针对城市道路施工考虑,一是路基基地存在软土层,没有进行预处理;二是填筑宽度不够,填土速率过快;三是路基排水不畅,导致整体含水率超标;四是填料透水性差,现场处理不当,五是设计时位充分考虑水位变化对路基稳定性带来的影响。针对以上问题,主要从以下几个方面处理:一是对路基底层软土层及时进行处理,提高强度;二是严格按宽度要求进行填筑,严格控制填土速率,在填料中加入稳定剂;三是加强路基排水管理,确保含水率在标准范围内;四是对于透水率较差填料,采取双向横坡填筑方法,坡度>12%的,采取分层填筑;五是在路基设计时,要充分考虑水位变化,妥善处理未来可能突发情况[7]。

3.2.2 边坡塌落

边坡塌落分土质路基塌落和石方路基塌落两种。土质路基边坡塌落主要原因是边坡土质压实不够,受到到雨水等外部环境侵蚀,导致稳定器下降,改变结构支撑,发生塌落。石方路基边坡塌落原因则相对复杂,一是地表水或地下水处理不当,导致超量水深入岩层中,增加岩层重量,过量承重导致塌落;二是施工中,路堑开挖太深太陡,结构支撑不够;三是边坡弃土不当,坡度过大或高度过高等等。针对以上问题,施工方应从严格控制路基含水率、严格按标准开发路堑以及规范弃土、保持边坡稳定性等方面入手,严格工序流程,确保规范施工。

3.3 路基开裂

3.3.1 路基纵向开裂

路基纵向开裂是指路基垂直方向发生结构应力变化,对应事故为沉降、错台等。导致路基纵向开裂主要由以下原因:一是路基基地处理不当,存在软体层;二是路基压实工作不到位,整体受力不均,特别是纵向受力不均;三是旧路改造工程中,未挖台阶或台阶未压实;四是使用水温性能较差的填料时,未严格按要求进行填筑。四是外部环境,比如道路车流量过大、行车渠化、共振等。对于纵向路基开裂,一般采取边坡加固或增加护坡道等方式处理。预防纵向开裂,主要要从以下几个方面入手:一是彻底清理路基底层各类软土层,处理好各类暗沟、暗塘;二是严格按要求开展压实工作,保证各层遍数,确保各层厚度均匀密实;三是对于旧路改造和半填半挖路段,要严格按规范要求设置台阶并压实。四是尽量选择水温性能好、渗水一致性好的填料进行填筑,并严格落实分层填筑法,严禁纵向分幅填筑。

3.3.2 路基横向裂缝

路基纵向开裂是指路基水平方向发生结构应力变化,路基出现横向裂缝。路基横向开裂会连锁反射到路面,导致路面开裂[8]。路基横向裂缝原因有:一是填料质量参差不齐,特别是塑性指数过低;二是填筑时,同一路层使用填料不统一,塑性指数差距较大;三是填筑时厚度过大,或者各层厚度不同意,压实度不够;四是路基排水不到位,路基含水率超标。针对上述问题,预防措施包括:一是严格控制填料质量,塑性最低大于26、液限大于50;二是统一各层填料,严格控制填料各层厚度,严格控制各层压实遍数,各层标高,确保一致,顶层压实厚度大于8厘米。三是千方百计控制各层含水量,降低地基含水率。

3.3.3 路基网裂

路基网裂也是路基常见开裂病害中的一种,是指横向、纵向交织的裂缝,相对于上述两种,路基网裂对路基整体强度影响最大。导致路基网裂的原因主要由:一是地层处理不好,含水量高或者存在软土层、暗沟等;二是填筑料塑性指数不一致,普遍偏高,或者干脆使用膨胀土代替基料;三是路基整体含水量控制不好,碾压时含水量大;四是路基压实后,未能及时洒水,表层失水过多,导致干裂。针对上述问题,预防措施包括:一是认真组织地层土质勘探工作,发现软土层或水分过大等情况,要采取掺拌生石灰或者直接换土等方式,加强地层处理;二是严格把控填筑料主料关口,塑性指数控制在20左右并保持一致性,选择合适填筑料,尽量少使用膨胀土。三是严格控制路基含水量,在填土最佳含水量时碾压。四是规范施工流程,科学组织现场施工,确保路基养护到位,防止路基表面失水过多导致网裂。

4 结语

城市道路由于施工场地狭小,各类设施复杂,因此,路基施工中会遇到各种各样不同的环境条件的制约。因此,作为施工管理者,必须始终坚持技术标准,严格把控原材料入口关,注意加强施工现场管理,强化质量意识,规范作业标准,将人防物防措施紧密结合,提高城市道路路基路面的耐久性。

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