高速公路路基施工质量通病预防与控制策略
夏建伟
湖南省怀化公路桥梁建设总公司 湖南怀化 418000
1 高速公路路基施工质量通病分析
1.1 填方路基质量通病
1.1.1 路基沉降
路基沉降是填方路基常见的质量通病,主要表现为不均匀沉降和工后沉降。不均匀沉降多因地基处理不当,未消除地基土差异,如部分区域土压缩性高却未加固;填料选择不佳,使用压缩性大、稳定性差的材料;压实度不足,土体密实度不够;施工顺序有误,未按先深后浅、先低后高填筑。工后沉降指施工完成投入使用后路基继续沉降,原因包括地基土固结时间长,施工期未完成全部沉降,随时间推移逐渐固结;长期受车辆荷载反复作用,土体结构遭破坏。
1.1.2 边坡失稳
边坡失稳是填方路基施工中的严重质量问题,主要表现为滑塌、坍塌。设计层面,若边坡坡度过陡,超过土体稳定极限,在雨水冲刷、地震等作用下,极易滑塌;防护层面,坡面防护结构缺失、强度或耐久性不足,难以抵御自然侵蚀;排水层面,系统不完善使雨水积聚,增加土体重量与孔隙水压力,降低抗剪强度。此外,地震、强降雨、河流冲刷等外部因素,也会威胁边坡稳定。
1.1.3 压实度不足
压实度不足是填方路基施工常见通病,影响路基强度与稳定性。原因有:压实机械选择不当,无法契合不同填料与工况;压实工艺不合理,遍数、速度不对;填料含水量控制欠佳,过高易现“弹簧土”,过低则颗粒摩擦力大难压实;施工人员操作不规范,未依流程、压实范围不足等,导致压实度不达标。
1.2 挖方路基质量通病
1.2.1 边坡病害
挖方路基边坡病害常见为崩塌、滑坡。地质条件复杂是主因,岩石风化、节理裂隙,土体抗剪强度等影响边坡稳定。不当开挖,如大爆破,扰动边坡岩体,破坏结构致稳性降低。防护不及时,边坡长期暴露,受雨水、风化侵蚀易生病害。排水不畅使地下水位上升,土体增重、孔隙水压增大,抗剪强度降低,引发崩塌或滑坡。
1.2.2 路床平整度差
路床平整度差,会影响路面平整度、行车舒适性,甚至危及行车安全。其成因包括:开挖精度不足,受测量误差、设备精度欠佳等影响,路床标高、坡度不符设计要求;碾压不均,压路机行驶速度、碾压遍数、压实功不一致,致使压实度不均;施工时,车辆行驶、堆料等外界扰动,也会破坏路床平整度。
1.3 特殊路基质量通病
1.3.1 软土地基处理不当
软土地基含水量高、压缩性大、抗剪强度低,处理不当易致路基沉降、稳定性差。常见原因有:处理方法选择不当,不同特性的软土地基需“对症下药”,浅层宜换填,深层可采用排水固结、复合地基法等,否则难达预期;处理深度不足,未达设计要求,软土持续压缩变形,引发路基沉降;施工质量不达标,排水固结法中管道埋设、复合地基法中桩体施工不合规,均影响处理效果。
1.3.2 湿陷性黄土路基病害
湿陷性黄土路基病害主要为湿陷、裂缝等。黄土遇水浸湿,在自重或附加压力下会显著下沉。防水措施不足,如路基排水不畅,雨水渗入致黄土湿陷;地基处理不彻底,未有效消除湿陷性,施工时未按设计或工艺不当,影响路基稳定;运营中,防水、排水设施维护不善,也会引发湿陷病害。
2 高速公路路基施工质量通病的预防措施
2.1 施工前准备阶段预防措施
2.1.1 地质勘察与设计优化
地质勘察是高速公路路基施工的重要前提。勘察时,需综合运用钻探、物探、原位测试等手段,掌握地基土性质、分布及地下水水位等信息。复杂地质区域应开展专项勘察,保证数据可靠。设计单位依据勘察结果,优化设计方案,合理确定路基形式、边坡坡度和地基处理方法。比如,填方路基要根据地基承载能力、填方高度,选好填料与压实标准;挖方路基则依据岩土性质,明确开挖方式和边坡防护措施。设计还需兼顾当地气候、水文地质及周边环境,确保方案切实可行。
2.1.2 施工材料与设备管理
施工材料的质量直接关系到路基施工质量,必须严格把控。填料优先选级配优、压实性好、稳定性高的,像碎石、砾石、砂性土等。水泥、钢材这类材料,选可靠厂家产品,并依标准检验,保证性能达设计要求。运输和存储时做好防护,防材料受潮、变质或污染。
施工设备的合理选型与维护同样关键。按施工工艺和条件选设备,比如依路基压实要求、填料类型选压路机型号,确保设备性能适配施工。施工前全面检查、调试设备,使其处于良好运行状态。施工中定期维护保养,及时更换磨损部件,保障设备正常运转。
2.1.3 施工人员培训与技术交底
施工人员的专业素质与操作技能对路基施工质量影响重大,必须强化培训。培训内容涵盖施工工艺、质量标准、安全规范等知识,让施工人员熟 技术要求,掌握正确操作方法。同时,加强质量意识教育,树立质量第一的观念。施工前,技术人员 施工人员进行书面技术交底,明确施工方案、技术要求、质量标准与注意事项,交底人与接受交底人需签字确认,确保交底内容准确且可追溯。
2.2 施工过程中预防措施
2.2.1 填方路基施工质量控
填方路基施工,基底处理是关键。要依据地质条件与设计要求,清理、平整并压实基底。软弱地基需按设计加固,如换填、强夯等,保证基底承载力达标。
填料选择和摊铺要严格按设计执行。选填料时,充分试验检测,保证质量合格。摊铺时,控制好厚度与均匀性,分层作业,每层厚约 30cm,用平地机找平。
压实是核心,选对压实机械和工艺。依填料类型与压实要求,挑适配压路机,合理定压实遍数、速度及方式。压实中,严控含水量至最佳,按序操作,确保压实均匀。
2.2.2 挖方路基施工质量控制
挖方路基施工,应依岩土性质选开挖方式。软岩、土体用机械开挖,硬岩采用爆破开挖,严控爆破参数,防边坡岩体受扰。按设计边坡坡度施工,及时修整,保证边坡平整、坡度达标。边坡防护随开挖跟进,据地质条件与设计要求,选浆砌片石、混凝土、锚杆锚索等防护方式,确保防护结构施工质量。路床开挖后整形,使标高、坡度符合设计,选用适配压路机与压实工艺,保证压实度和平整度,留意碾压顺序与遍数,防止漏压、过压。
2.2.3 特殊路基施工质量控制
对于软土地基,应根据其具体情况选择合适的处理方法,并严格按照施工工艺进行施工。如采用排水固结法时,应确保排水管道的埋设深度、间距和垂直度符合要求,保证排水畅通;采用复合地基法时,应严格控制桩体的施工质量,确保桩体的强度和垂直度满足设计要求。
在湿陷性黄土地区施工时,应加强防水措施。在路基表面设置完善的排水系统,确保雨水能够及时排出路基范围,避免渗入路基内部。对路基进行处理时,可采用灰土挤密桩、强夯等方法,消除黄土的湿陷性。在施工过程中,应严格控制施工质量,确保处理后的路基满足设计要求。
2.3 施工后质量检测与维护预防措
2.3.1 质量检测要点与方法
路基施工完成后,应进行严格的质量检测,检测内容包括压实度、平整度、边坡坡度、弯沉值等指标。压实度检测可采用灌砂法、环刀法、核子密度仪法等方法,确保压实度达到设计标准。平整度检测可采用 3m 直尺、平整度仪等工具,检测路床表面的平整度。边坡坡度检测可使用坡度尺等工具,检查边坡坡度是否符合设计要求。弯沉值检测可采用贝克曼梁法、自动弯沉仪法等,检测路基的承载能力。
在检测过程中,应严格按照相关标准和规范进行操作,确保检测数据的准确性和可靠性。对于检测不合格的部位,应及时进行整改,直至达到质量标准要求。
2.3.2 定期维护与病害处理
定期对路基进行巡查和维护是及时发现和 理质量问题的重要措施。在巡查过程中,应重点检查路基的边坡稳定性、路面平整度、排水系统等情况,及时发 潜在的质量问题。对于发现的病害,应及时进行处理,如对于边坡滑塌,应及时进行修复和加固;对于路面裂缝,应根据裂缝的严重程度采取相应的处理措施,如灌缝、修补等。
同时,应建立完善的路基维护档案,记录每次巡查和维护的情况,包括病害类型、处理方法、处理时间等信息,以便于对路基的质量状况进行跟踪和分析,及时发现潜在的质量隐患,采取有效的预防措施。
3 高速公路路基施工质量的控制策
3.1 建立完善的质量控制体系
建立完善的质量控制体系是确 路路基施工质量的基础。 明确各部门和人员的质量职责,从项目经理到施工班组,每个人都应清楚自己 控制中的职责和任务,做到分工明确、责任到人。制定完善的质量管理制度和流程,规范施工过程中的各项操作,确保施工质量的稳定性和可靠性。建立质量监督机制,加强对施工过程的监督和检查,及时发现和纠正质量问题。
3.2 加强施工过程的动态监控
利用先进的监测技术和手段,对路基施工过程进行实时监测,如采用全站仪、水准仪等测量仪器对路基的标高、坡度进行监测,采用压力传感器对压实度进行监测,采用位移监测设备对边坡的稳定性进行监测等。通过实时监测,及时发现施工过程中的质量偏差,并采取相应的措施进行调整,确保施工质量始终处于可控状态。
同时,应建立质量预警机制,设定合理的质量预警指标,当监测数据超出预警指标时,及时发出预警信号,提醒施工人员和管理人员采取措施进行整改。例如,当监测到边坡位移速率超过规定阈值时,立即启动应急预案,停止相关区域施工,组织专家进行风险评估并制定加固方案,避免边坡失稳等严重质量事故的发生。此外,将动态监控数据进行系统分析和整理,形成可视化的质量数据报告,为后续施工工艺优化和质量改进提供数据支持。
3.3 引入信息化管理手段
在高速公路路基施工中引入信息化管理手段,能够显著提升质量控制的效率和精准度。利用建筑信息模型(BIM)技术,构建路基施工的三维信息模型,将设计方案、施工工艺、材料信息等整合到模型中。在施工前,通过 BIM 模型进行施工模拟,提前发现潜在的质量问题和施工冲突,优化施工方案和工艺流程;施工过程中,利用 BIM 模型进行施工进度和质量的实时跟踪,管理人员可以通过模型直观地查看施工部位的质量情况,及时发现和解决问题。
同时,运用项目管理软件实现对施工全过程的信息化管理。通过软件进行施工任务分配、资源调配、质量检查记录等工作,实现信息的实时共享和高效传递。例如,施工人员可以通过手机端 APP 上传施工过程中的照片和质量检测数据,管理人员能够及时查看并进行审核,大大提高了质量控制的响应速度。此外,利用大数据分析技术对施工过程中的各类数据进行深度挖掘,总结质量问题发生的规律,为后续工程提供参考和借鉴,实现质量控制的智能化和科学化。
3.4 强化质量意识与团队协作
强化施工人员的质量意识是保障路基施工质量的关键因素。通过定期组织质量培训、开展质量知识竞赛、举办质量案例分析会等活动,让施工人员深刻认识到质量对工程的重要性,树立“质量第一”的理念。在培训过程中,不仅要传授施工技术和质量标准,还要注重培养施工人员的责任心和职业道德,使他们自觉遵守施工规范和质量要求,从源头上减少质量问题的发生。
此外,加强团队协作也是提升施工质量的重要保障。路基施工涉及多个工种和部门,如测量、土方、机械、质检等,各部门之间的密切配合和协同工作至关重要。建立有效的沟通协调机制,定期召开施工协调会议,及时解决施工过程中出现的问题和矛盾。明确各部门和人员的职责与分工,加强相互之间的协作与配合,形成工作合力。例如,在填方路基施工中,测量人员准确放样,土方施工人员严格按照要求进行填料摊铺,机械操作人员合理控制压实参数,质检人员及时进行质量检测,通过各部门的紧密协作确保施工质量符合要求。
4 结语
未来的研究可以朝着以下方向展开:一是针对不同地区的特殊地质条件,开展专项研究,进一步优化和完善质量通病的预防与控制策略;二是加强对新材料、新技术和新工艺在路基施工中应用的研究,提前识别潜在的质量风险,制定相应的质量控制措施;三是利用人工智能、物联网等前沿技术,进一步提升路基施工质量控制的智能化水平,实现质量问题的实时预警和精准控制,推动高速公路路基施工质量控制技术的不断发展和进步。
参考文献:
[1] 苗成林 , 陈东 . 高速公路路基施工技术与质量控制策略研究 [J]. 运输经理世界 , 2024, (19): 55-57.
[2] 李延超, 姜安民, 董彦辰, 李旋, 周婧怡. 公路路基施工质量问题及控制措施研究[J]. 中国储运,2024, (05): 156-157.
[3] 李天亮 . 公路路基路面施工质量控制 [J]. 交通建设与管理 , 2023, (01): 64-66.
[4] 张榛 . 高速公路路基施工质量管理研究 [J]. 建材与装饰 , 2018, (29): 259-260.
[5] 邹军建 , 邓富 . 试论公路工程施工中的质量通病与防治策略 [J]. 城市建筑 , 2013, (22): 269.
作者简介:夏建伟(1975.12)男,汉族,湖南溆浦,本科,高级工程师,从事公路与桥梁工作