公路工程路基穩(wěn)定性及影響因素研究

胡玉佳

安徽省高速公路試驗(yàn)檢測科研中心有限公司 安徽 安慶 231480

引言

路基邊坡穩(wěn)定性是確保公路項(xiàng)目施工進(jìn)度和安全運(yùn)營的關(guān)鍵因素之一。公路邊坡穩(wěn)定性易受到地形地貌、施工技術(shù)等因素影響，尤其是山區(qū)公路，往往會遇到較大規(guī)模的高填深挖，改變原有的地質(zhì)條件，可能導(dǎo)致滑坡、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失及不良的社會影響。選擇經(jīng)濟(jì)、合理、可行的邊坡防護(hù)措施，已經(jīng)成為工程技術(shù)人員需要解決的重要問題。

1 公路路基施工技術(shù)現(xiàn)狀

分析現(xiàn)階段我國公路工程中的路基施工技術(shù)，可選擇對象比較多，且路基施工需運(yùn)用技術(shù)也十分多樣化，例如碾壓技術(shù)、填筑技術(shù)、加鋪瀝青技術(shù)等。其中碾壓技術(shù)的作用是保證路基平整度與強(qiáng)度，施工人員通過不同類型的機(jī)械設(shè)備在路基上方壓實(shí)處理，保證平整度即可。采用填筑技術(shù)需要針對現(xiàn)場不平整的路基展開填埋處理，確保其和路基表面處于持平狀態(tài)，通常施工人員選擇填埋材料，將路基不平整位置填埋。組織路基施工期間，在上方加鋪瀝青層，該技術(shù)需要在完成路基施工后，路基的表層鋪一層瀝青，避免后期公路工程使用產(chǎn)生裂縫。圍繞上述路基施工技術(shù)的應(yīng)用，其作用本身是保證路基穩(wěn)定性與質(zhì)量，進(jìn)一步提高公路工程的整體質(zhì)量[1]。

2 公路工程路基穩(wěn)定性的影響因素分析

2.1 碾壓施工影響

公路碾壓施工的質(zhì)量會直接影響到公路工程路基的穩(wěn)定性。對于路基路面壓實(shí)施工而言，碾壓施工是最為主要的施工技術(shù)之一，一般來說對于碾壓施工技術(shù)要點(diǎn)主要的是分層厚度、機(jī)械組合方式、碾壓速度等方面。針對公路設(shè)計(jì)中的路面與橋梁連接面的公路設(shè)計(jì)方面，一定要遵守相應(yīng)的施工規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，在施工過程中，要讓施工人員按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行路面的材料填筑。由于在對路基進(jìn)行填土以及其他材料的填筑方面，受各種各樣因素的影響，也會使施工過程中出現(xiàn)盡管按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)去進(jìn)行連接面處的施工壓實(shí)度，卻不能夠達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象。在眾多影響因素中，對于材料的選擇以及設(shè)備的選用和使用方面是非常大的影響因素。如果不能夠做到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的，就會使得后期對公路的投入使用過程中，出現(xiàn)路基路面不均勻沉降、裂縫、坑槽等病害，使公路使用性能降低，引起安全問題。①碾壓厚度的影響。在多年的建設(shè)摸索中發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行路基的碾壓施工時(shí)，一定要選擇合適的碾壓厚度。一般來說，如果碾壓的厚度過小，不僅會造成填筑材料難以成型及設(shè)備浪費(fèi)，還會造成工期延誤，造成大量的經(jīng)濟(jì)與人力的損失。而如果碾壓的厚度過大，那么在最下面的填筑材料就會出現(xiàn)壓實(shí)度過小，材料之間空隙較大的情況出現(xiàn)，留下嚴(yán)重的安全隱患，這樣的道路在投入使用后一定會因?yàn)橛晁疂B透問題而造成嚴(yán)重的塌陷。因此在施工前，一定要根據(jù)碾壓工具、土質(zhì)情況以及施工要求合理選擇碾壓的厚度，做到在合理控制施工成本的前提下，保證施工質(zhì)量。②碾壓方式的影響。通過多年碾壓施工的經(jīng)驗(yàn)可以總結(jié)出能夠保障碾壓質(zhì)量并縮短施工時(shí)間的普遍施工方式，但是這種方式并不一定適合所有條件下的路基路面壓實(shí)施工。一般來說，在進(jìn)行碾壓施工時(shí)是，先從道路兩旁開始并逐漸向內(nèi)碾壓的方式進(jìn)行，而且需要注意的是，這種碾壓方式并不是從道路的一旁開始碾壓到中間然后到另一旁的過程，而是要進(jìn)行縱向碾壓完成道路一旁單側(cè)縱向的碾壓后再向內(nèi)進(jìn)行。③碾壓速度的影響。在進(jìn)行路基路面壓實(shí)施工時(shí)一定要注意碾壓的速度，通常采用先慢后快的節(jié)奏變化，但是這里的快慢標(biāo)準(zhǔn)需要通過對路基土質(zhì)以及碾壓設(shè)備等情況進(jìn)行綜合分析得來。一般情況下，碾壓速度過快會造成路基壓實(shí)度不夠以及不平整情況的發(fā)生，而碾壓速度過慢會造成路基材料受到損壞。

2.2 支護(hù)參數(shù)對邊坡穩(wěn)定性影響分析

在確定設(shè)計(jì)參數(shù)、建模、劃分網(wǎng)格、設(shè)置邊界條件等工作完成之后，對邊坡穩(wěn)定性開展驗(yàn)算，得到了天然狀態(tài)路基邊坡的安全系數(shù)為0.98，小于《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30-2015）的規(guī)定值1.2，故需要進(jìn)行加固處理。路基邊坡加固應(yīng)按照“強(qiáng)腳固腰”原則，采用全長黏結(jié)錨桿對一級和二級邊坡進(jìn)行防護(hù)。

2.3 壓實(shí)機(jī)械裝備的影響

施工方在施工設(shè)計(jì)階段通過綜合分析確定合適的碾壓設(shè)備，既要保證選取的設(shè)備能夠滿足施工的強(qiáng)度需求，也要保證施工成本與施工周期。通常這些壓實(shí)機(jī)械裝備可以分為重型設(shè)備、輕型設(shè)備或者振動式設(shè)備、鋼輪式設(shè)備，所以應(yīng)該在對施工環(huán)境進(jìn)行判斷的基礎(chǔ)上在不同的環(huán)境中要選取合適的材料。

2.4 施工方面影響

部分施工單位在路基填筑施工前，沒有做好清理工作，導(dǎo)致路基壓實(shí)無法達(dá)到相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，使路基產(chǎn)生質(zhì)量通病。另外，一些施工人員在對路基回填施工前，沒有嚴(yán)格按照相關(guān)施工規(guī)范要求，進(jìn)行回填材料的有效取樣試驗(yàn)，以至于材料本身的質(zhì)量問題無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，增加了路基的質(zhì)量隱患。此外，在軟土地基施工中，沒有做好開挖工作，使得開挖深度不符合施工標(biāo)準(zhǔn)，在換土后的填筑施工中，施工單位忽視了對填筑施工質(zhì)量的管控，導(dǎo)致軟土地基的施工質(zhì)量受到不良影響。

2.5 路基土壤含水量的影響

在進(jìn)行碾壓施工時(shí)，一定要充分了解當(dāng)?shù)鼗蛩x路基材料的含水量，根據(jù)含水量制定相應(yīng)的碾壓方式，或者決定是否需要對材料進(jìn)行晾曬或補(bǔ)水等措施。路基表層的處理難度大很大程度上是由于表層軟土分布不均勻?qū)е碌摹Ｔ谡麄€(gè)路基表層，有的地方是突起，有的地方是凹陷，這就使得車輛或行人在經(jīng)過此路段時(shí)產(chǎn)生顛簸。因此應(yīng)當(dāng)對此路基進(jìn)行敷墊，但是敷墊過后，就會對路基本身的自我穩(wěn)定性造成一定程度的削弱。這就要再針對整個(gè)路基進(jìn)行加固處理，加固處理常見的方式就是增強(qiáng)加強(qiáng)層，加強(qiáng)過后能夠?qū)τ谲浲谅坊耐翆咏Y(jié)構(gòu)加以改善，讓水分排出得更加徹底，縮短加固時(shí)間，使其具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，同時(shí)擁有更好的支撐能力。在處理軟土路基表層的時(shí)候，一定要選用優(yōu)質(zhì)的材料，不能以次充好，現(xiàn)在的用心施工，換來的是以后百姓們的安全保障。

2.6 人為導(dǎo)致的因素

第一個(gè)方面就是日常運(yùn)輸貨物的人。這些人通常會運(yùn)送大量的貨物，而這些貨物的重量標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，所以這些貨物也都超過了道路的最大負(fù)荷力。也就慢慢地讓道路產(chǎn)生了塌陷等一系列危害道路的現(xiàn)象。另一個(gè)人為的因素，就是施工人員在施工現(xiàn)場因設(shè)計(jì)不合理或者是建造過程中發(fā)生了錯(cuò)誤而導(dǎo)致的因素。道路的主辦方往往因?yàn)榻?jīng)濟(jì)利益或者是其他的需求而簡化了工程的步驟，這對于地基的建造是十分不利的。還有些采購人員為了一己私利購買劣質(zhì)的材料建造地基。這種建造也就是我們所說的“豆腐渣”工程。這種工程對于交通來說也是一個(gè)巨大的隱患。為什么會產(chǎn)生這兩個(gè)因素呢？最主要的原因就是現(xiàn)場的管理不到位，導(dǎo)致每個(gè)相應(yīng)的成員不能做到一個(gè)比較科學(xué)合理的施工，所以我們一定要加大監(jiān)管的力度。除此之外，這些做最基礎(chǔ)工作的人員，基本上都是勤勞的農(nóng)民工。他們的文化水平普遍不高，而且也沒有相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)。除此之外，這些廉價(jià)勞動力的管理者很大一部分上也沒有比較科學(xué)的能力和知識，這在很大程度上導(dǎo)致了建筑中具有很強(qiáng)的隨意性，這種隨意性也讓道路路基的穩(wěn)定性得不到一個(gè)最好的保障[2]。

3 提高公路工程路基穩(wěn)定性的措施

3.1 管理路基施工材料

公路工程路基施工所采用的材料需要做好質(zhì)控工作，保證材料質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)均滿足規(guī)范，如此方可加強(qiáng)路基穩(wěn)定性。公路路基施工通常會用到混凝土、鋼筋等基礎(chǔ)材料，所以組織施工環(huán)節(jié)所有施工材料質(zhì)量控制，要嚴(yán)格按照不同材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。材料選擇環(huán)節(jié)加強(qiáng)管控，根據(jù)施工要求科學(xué)選擇材料，要求材料供應(yīng)商出具合格證與生產(chǎn)許可證，進(jìn)入施工現(xiàn)場前設(shè)置審核環(huán)節(jié)，保證所有材料均源于正規(guī)渠道，能夠有質(zhì)量方面的保證。

3.2 做好路基填筑管理

在公路路基施工中，填筑環(huán)節(jié)是非常重要的，有必要在保證填筑材料滿足施工要求的基礎(chǔ)上規(guī)范填筑工藝。為優(yōu)化施工管理的效果，需要嚴(yán)格控制每個(gè)操作和相關(guān)的機(jī)械設(shè)備，以確保各項(xiàng)參數(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性。一般來說，公路路基填筑采用分層填筑法，要求施工人員嚴(yán)格控制每層填筑過程，復(fù)核每層填筑厚度，并保證能保持在30cm左右，同時(shí)觀察路基填料的均勻度和平整度以避免嚴(yán)重的不平整問題，路基填筑應(yīng)嚴(yán)格從下往上進(jìn)行，并考慮路基結(jié)構(gòu)的形狀，以保證各層次都比較適宜合理。

3.3 機(jī)械夯實(shí)法的利用

機(jī)械夯實(shí)法就是用機(jī)械對公路整個(gè)軟土進(jìn)行擠壓，而提到的這種機(jī)械，就是常見的壓路機(jī)。壓路機(jī)行駛在處理好的公路上，對整個(gè)軟土路基進(jìn)行擠壓，將其中所存在的縫隙不斷壓縮，降到最低值。這樣，在一定程度上，能夠有效地提升整個(gè)路基的承壓能力。但是該方法具有一定的缺陷，采用壓路機(jī)可能會耗費(fèi)大量的時(shí)間，因?yàn)椴荒鼙ＷC通過簡單的幾次就能夠?qū)⒄麄€(gè)路基的空隙壓縮到最小，因此可能加長時(shí)間的消耗。

3.4 選擇合理的施工技術(shù)管理方式

公路工程路基部分的施工整體規(guī)模比較大，需要用到多樣化施工技術(shù)，施工現(xiàn)場各個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量控制也非常重要，可以保證路基施工的質(zhì)量。若組織施工期間施工控制不到位或是未嚴(yán)格按照要求的流程組織作業(yè)，便有可能會出現(xiàn)質(zhì)量問題，影響路基施工效果，還會延長施工周期，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)方面的損失。所以公路路基施工技術(shù)控制十分重要，在選擇不同的施工技術(shù)之后，制定針對性的技術(shù)管理方案，交給專門工作人員負(fù)責(zé)，提升路基穩(wěn)定性與施工過程的安全性。

3.5 做好施工人員和施工設(shè)備管理工作

施工人員的專業(yè)性和工程機(jī)械的合理性對路基施工質(zhì)量和效率起著關(guān)鍵性作用。針對各種建設(shè)項(xiàng)目，要采用不同的管理施工人員和相應(yīng)施工設(shè)備，以確保路基工程的施工效率和質(zhì)量的穩(wěn)定性。因此，施工單位需要注意工程機(jī)械的管理，包括各種機(jī)械的配置組合和機(jī)械的適用性，施工單位負(fù)責(zé)人必須安排專業(yè)的維護(hù)人員對工程機(jī)械進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，這樣可減少由工程機(jī)械損壞和性能降低引起的質(zhì)量和安全事故。施工管理人員是否具備足夠的專業(yè)素養(yǎng)、質(zhì)量意識、責(zé)任心和一定的管理能力，對保證施工技術(shù)方案的落實(shí)和工藝質(zhì)量的控制也起著決定性的作用。

3.6 做好公路工程養(yǎng)護(hù)

針對影響公路路基穩(wěn)定性的因素，現(xiàn)階段我國不僅要采用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行路基穩(wěn)定性建造，還需要注重公路工程的養(yǎng)護(hù)。公路的工程養(yǎng)護(hù)主要是針對作用于公路上車輛的垂直力、水平力、動壓力、壓力、真空吸力以及水、溫度等自然因素進(jìn)行一定程度上的干預(yù)，從而達(dá)到延緩壽命的作用。具體的工程養(yǎng)護(hù)工作需要建立在提前發(fā)現(xiàn)問題的基礎(chǔ)上，因此要定期對路面所存在的問題，例如裂縫問題進(jìn)行及時(shí)的檢查，從而進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)，避免進(jìn)一步出現(xiàn)沉陷問題導(dǎo)致路基穩(wěn)定性的降低。具體需要做好一定的管理和監(jiān)察工作，在這些工作的基礎(chǔ)上將養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行到位，避免因養(yǎng)護(hù)工作不到位而導(dǎo)致路面問題的出現(xiàn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文對公路工程路基穩(wěn)定性建設(shè)的重要性進(jìn)行了探討，同時(shí)也對影響公路工程路基穩(wěn)定性原因和穩(wěn)定措施展開了研究，希望能給有關(guān)研究人員提供一定幫助。