高速公路路基混凝土施工技術(shù)應(yīng)用及控制措施研究

于之華

(山東交通職業(yè)學(xué)院 山東濰坊 261206)

在高速公路建設(shè)工程中，路基的本質(zhì)特點決定了其施工特點，一般而言路基工程的工作量最大，資金投入最多，耗費周期最長，施工附屬設(shè)施也多；同時，由于我國山脈與河流眾多，偏僻荒野地區(qū)地勢險峻，路基和隧道、橋梁、涵洞等公路設(shè)施相互交錯，使高速公路路基的施工環(huán)境和條件更為嚴(yán)峻和困難，然而路基建設(shè)以及基層結(jié)構(gòu)的施工始終是整個高速公路建設(shè)的核心部分，高速公路路基建設(shè)的好壞決定了路面的施工工藝和使用效果。因此，施工單位要不斷地提高路基施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能更好地保障高速公路的建設(shè)質(zhì)量。

1 高速公路路基的問題及成因分析

高速公路路基的建設(shè)質(zhì)量決定路面的好壞程度。眾所周知，路面層所承受的力量來自行車荷載的垂直作用，如果沒有牢固扎實的路基也就不會有穩(wěn)固的路面，因此高速公路路基的強度以及穩(wěn)定性是關(guān)鍵要素，而它又同時受制于一些主客觀原因的影響[1]。通常，高速公路路基存在的重點問題就是路基沉降現(xiàn)象，而造成這一問題的主要原因主要有以下幾方面。

1.1 受施工技術(shù)不合理規(guī)范的影響

首先，高速公路施工是一項大工程，通常工程建設(shè)周期都較長，而施工單位為追求經(jīng)濟利益的最大化，會想盡辦法節(jié)約人力、物力和財力，盡可能縮短工程建設(shè)周期，從而為自身追求更高的經(jīng)濟利潤。在此情況下，一些追求私利的施工單位工程建設(shè)往往會存在路基結(jié)構(gòu)碾壓不實，橋梁與路基銜接處施工工藝不到位引起無法壓實，沒有預(yù)留足夠充分的地基自然沉降等待周期等問題[2]。如此不按施工規(guī)范建設(shè)的高速公路，在正式投入使用之后，時間長了便會提高路基沉降的發(fā)生概率，該問題會直接反饋到高速公路的路面表層上。

其次，是高速公路縱向裂縫的問題。在施工環(huán)節(jié)中，施工單位未能按照嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留路基填筑寬度，采取分層填筑、碾壓臺階式分層的施工辦法，從而造成鑲邊的下沉，使高速公路路面形成縱向性裂縫。另外，由于施工后未能按要求進(jìn)行清淤處理，也會造成路基邊緣沉降并形成裂縫。

1.2 受土質(zhì)層濕度過大的影響

高速公路路基建設(shè)質(zhì)量的好壞也與施工環(huán)境及土質(zhì)層有著緊密的關(guān)系。通常，如果高速公路路基土質(zhì)層的濕度過大，而施工單位未能意識到這一問題，從而未能進(jìn)行科學(xué)有效的技術(shù)處理，回填土方時沒有滿足施工規(guī)范，這也會在很大程度上提高路基沉降問題的產(chǎn)生概率。

2 高速公路路基混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 混凝土施工的前期準(zhǔn)備

2.1.1 施工之前的準(zhǔn)備

首先，施工單位需要完全熟悉高速公路工程設(shè)計圖紙，設(shè)計單位要與施工單位做好圖紙設(shè)計交底工作，施工單位要在此基礎(chǔ)上開展現(xiàn)場核對與施工考察，核準(zhǔn)具體工程數(shù)量，制訂合理的土石方調(diào)配方案，實施施工組織設(shè)計工作。結(jié)合施工現(xiàn)場的實際地形地貌，制訂科學(xué)合理的地基施工方案。其次，根據(jù)施工現(xiàn)場地基施工基礎(chǔ)，制定合理的地基混凝土數(shù)量、型號，針對路基混凝土填料開展液塑限、塑性指數(shù)、顆粒大小、含水量、密度以及相對密度等實驗。

2.1.2 路基挖方施工環(huán)節(jié)

在高速公路路基正式開工之前，施工單位需要先將開工區(qū)域內(nèi)的積水使用抽水泵或是采用機械開挖技術(shù)進(jìn)行放水處理，再通過推土機進(jìn)行表面清淤，并將所清理出來的淤泥和表土轉(zhuǎn)移到施工范圍之外。按照所設(shè)計的路基高程，明確各個斷面所需要的開挖寬度和深度，并以控制樁進(jìn)行標(biāo)注記錄。新舊公路的路面銜接處要處理好臺階，所挖臺階的寬幅為80 cm、高度為20 cm左右，確保高速公路路基施工技術(shù)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。通過挖掘機進(jìn)行挖裝，安排自卸車運送到指定需要地點，再用推土機粗略將其平整化，最后用平地機進(jìn)行細(xì)致精平。按照之前實驗所最終確定的路基沉降值，進(jìn)行控面的標(biāo)高預(yù)留，在測量沉降值確定達(dá)到設(shè)計規(guī)范要求后再進(jìn)行路基結(jié)構(gòu)的碾壓，通?？燔嚨缐簩嵍缺仨氁哂?5%，慢車道以及人行道壓實度不得低于93%[3]。

2.1.3 混凝土材料的預(yù)備

高速公路施工單位在制作混凝土材料時，必須要嚴(yán)格控制好石料的顆粒大小和松鋪厚度。不同型號的混凝土?xí)斐刹牧匣旌虾螽a(chǎn)生較大差異，因此施工單位有必要根據(jù)所建地基的具體情況因地制宜地優(yōu)選混凝土型號，使用推土機和平地機規(guī)整出較為平整密實的工作面，所有需要填實空隙應(yīng)采用小石料通過人工作業(yè)填滿鋪平，同時要注意填料不可離析[4]。在壓路機碾壓工作中，施工人員要繼續(xù)添加小石料、石屑對縫隙處進(jìn)行填埋，重復(fù)壓路機重輪工作直至石料沒有松動現(xiàn)象、可見表面均勻平整即可。

2.1.4 壓沉值的測試方式

高速公路路基壓實的壓沉值測試方式為：在測試點上設(shè)置一個直徑為12 cm 的鋼球，使用壓路機將鋼球壓入到路堤，讓鋼球可與路堤表面相平，再用精密度準(zhǔn)確的專用儀器測量出鋼球頂面的標(biāo)高，使用振動壓路機進(jìn)行碾壓之后，重新再來測量鋼球頂面的標(biāo)高，借此得出最近兩次測試點的對應(yīng)沉降量，這就是壓沉值[5]。通常，高速公路路基的壓沉值始終保持在平均值小于5 cm、標(biāo)準(zhǔn)差小于3 cm的情況下即可符合施工的規(guī)范要求。

2.2 路基施工中混凝土的制作

2.2.1 混凝土拌料環(huán)節(jié)要確保各種衡器的準(zhǔn)確性

在混凝體的拌料環(huán)節(jié)中，高速公路施工單位首先需要經(jīng)常測試混凝土制作過程中的含水量，尤其是雨天作業(yè)情況下更應(yīng)增多測試的次數(shù)，以此準(zhǔn)確調(diào)節(jié)好混凝土材料與水的用量比例。其次，施工單位要嚴(yán)格控制好混凝土的拌料時間，不可隨意縮減時間，以免混凝土無法得到充分均勻的攪拌。在高速公路路基混凝土填筑之前要加強其質(zhì)量的控制，比如選擇合理的壓路機噸位和型號、監(jiān)管壓實工作次數(shù)、正確的壓實工作方法、是否處在壓實不均勻性等[6]。高速公路路基建設(shè)對壓實度的要求較高，因此也就對壓路機的噸位要求高，而不同類型的壓路機在施工作業(yè)中對不同土質(zhì)的壓實效果也各有不同。

2.2.2 混凝土攤鋪

首先，施工單位在對混凝土進(jìn)行攤鋪前，要針對模板位置以及支撐穩(wěn)定性問題，還有原傳力桿、拉桿以及鋼筋網(wǎng)的焊接等前置性工作進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的檢查[7]。安排專人來指揮混凝土自卸車，盡可能保證卸料位置的準(zhǔn)確性。如果因故使得混凝土初凝時間超過1 h 以上或已達(dá)到2/3凝固狀態(tài)，導(dǎo)致混凝土拌合物難以振實的情況下，施工單位則必須要在已鋪設(shè)的面板層設(shè)置施工縫，將無法振實的拌合物廢棄。其次，在選擇設(shè)計高速公路路基邊坡沖刷防護(hù)類型時，一些偏僻地區(qū)可能缺少片石、塊石材料，此時則可使用水泥混凝土預(yù)制塊做好防護(hù)措施，這樣做可有效防護(hù)和抵御較大的水流速度及水波浪的沖擊力，還可抵抗一定的冰壓力。通常，水泥混凝土預(yù)制塊建議制成邊長大于1 m、厚度不低于6 cm 的正方塊，其中配比一定的鋼筋材料，以此提高預(yù)制塊的堅固牢靠性。為有效減少水流等對預(yù)制塊的沖擊影響，在制作預(yù)制塊時應(yīng)預(yù)留孔眼為宜。

2.2.3 混凝土振實

施工單位應(yīng)使用插入式的振搗器進(jìn)行混凝土振實作業(yè)，通過振動梁進(jìn)行刮平提漿，最后以人工作業(yè)抹平。每個車道路面需要使用兩根振搗棒形成組合作業(yè)，沿著橫斷面連續(xù)不斷振搗緊實，同時要留意路面板底情況，邊角處及內(nèi)部位置不可少振搗或漏振搗，通常振搗工作時間應(yīng)不低于30 s，振搗作業(yè)時要以人工補料予以輔助，施工人員還應(yīng)隨時跟進(jìn)查看振實的效果好壞，其中模板、拉桿、傳力桿、鋼筋網(wǎng)等是否存在變形移位、松動漏漿的情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時停工糾正。高速公路路基施工完結(jié)之后，施工監(jiān)管單位要嚴(yán)格觀測其工程質(zhì)量，一是可采取試驗檢測，二是還應(yīng)在投入使用之后跟進(jìn)觀測效果；而為了提高社會效率、節(jié)約使用時間成本，建議實際操作中主要以試驗檢測高速公路工程質(zhì)量更為妥當(dāng)，此種方法可檢測混凝土質(zhì)量以測試高速公路工程的質(zhì)量[8]。要確保高速公路路基的質(zhì)量，應(yīng)合理控制好路基施工的材料和技術(shù)，這是提升高速公路路基的關(guān)鍵要素。在對高速公路的建設(shè)質(zhì)量評價中，一定要對其路基混凝土予以檢測，比如：在路基混凝土填制施工環(huán)節(jié)中，要分別針對每個批次的混凝土進(jìn)行必要的封存和實驗，檢驗各批次混凝土是否完全符合施工使用要求。

3 高速公路路基混凝土施工的質(zhì)量控制措施

綜上所述，筆者對高速公路路基混凝土施工技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析和總結(jié)，施工單位在合理處理好以上路基施工技術(shù)的同時，還需要從以下幾個方面進(jìn)一步加強高速公路路基混凝土施工作業(yè)，切實做好質(zhì)量控制措施。

3.1 制訂完善的施工安排計劃

首先，高速公路施工單位承接項目之后，應(yīng)制訂一套完善的施工安排計劃，這是保障路基施工質(zhì)量的基礎(chǔ)。在具體施工過程中，不管是哪個環(huán)節(jié)和步驟的施工選擇及具體施工參數(shù)的確定，都必須要以高速公路施工設(shè)計圖作為指導(dǎo)基礎(chǔ)。而在設(shè)計和確定施工圖紙時，應(yīng)注意不可照本宣科，針對原有舊設(shè)計圖上的弊端和問題，一定要在做出大量地質(zhì)調(diào)查并符合工程規(guī)范的前提下嚴(yán)謹(jǐn)對待。

3.2 構(gòu)建施工質(zhì)量全生命周期監(jiān)控體系

在高速公路路基施工中，要對施工各個環(huán)節(jié)進(jìn)行全程的監(jiān)督及質(zhì)量檢測，施工單位需構(gòu)建施工質(zhì)量全生命周期監(jiān)控體系，這是保障路基施工質(zhì)量的核心。不管是施工圖紙設(shè)計還是施工質(zhì)量水平的保障都應(yīng)建立在合理、規(guī)范、有效執(zhí)行的基礎(chǔ)之上，而只有以制度監(jiān)督才是保障合規(guī)性的關(guān)鍵手段。施工質(zhì)量全生命周期監(jiān)控體系可劃分為兩個部分：第一，監(jiān)督并審核高速公路施工設(shè)計的質(zhì)量，借助專業(yè)理論核算及地質(zhì)模型方式對施工設(shè)計是否科學(xué)合理并進(jìn)行全面評價，最終形成有效設(shè)計方案；第二，監(jiān)督并管理高速公路施工的整個過程，貫徹落實施工質(zhì)量管理體系，一是要對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面監(jiān)管，通過監(jiān)理單位監(jiān)督各個施工環(huán)節(jié)和步驟的執(zhí)行情況，針對施工入場材料、設(shè)施設(shè)備及施工作業(yè)人員等進(jìn)行監(jiān)管，必要情況下要留存原始記錄內(nèi)容以方便備查使用；二是要同時采取隨機抽查模式進(jìn)行監(jiān)管，針對施工作業(yè)人員、施工工程段等進(jìn)行隨機檢查，繼而可形成強有力的監(jiān)督制約措施，規(guī)避由人為因素所引發(fā)的施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)問題，以便及早發(fā)現(xiàn)并將監(jiān)督結(jié)果反饋報備，在有效時間內(nèi)進(jìn)行合理處理，避免問題擴大影響，給施工造成重大的質(zhì)量安全隱患。

4 結(jié)語

總而言之，高速公路路基混凝土施工技術(shù)及管控措施是路基建設(shè)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵，高質(zhì)量的高速公路建設(shè)工程必然離不開先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用及強有力的施工監(jiān)管。然而在高速公路建設(shè)體制及實踐過程中，仍舊存在一些有待改進(jìn)和不完善之處，究其原因分析還是由于施工機制的不健全及施工環(huán)節(jié)中的不合理所造成的，所以高速公路施工單位還應(yīng)采取對應(yīng)有效的機制和措施，從各個方面著手改善這之中的不合規(guī)管理，構(gòu)建科學(xué)、合理、全面、有效的施工監(jiān)督管理體系，繼而能為高速公路路基混凝土施工工程提供有力支撐，實現(xiàn)高質(zhì)量高速公路的產(chǎn)出和投入使用；尤其是要強化施工技術(shù)的規(guī)范應(yīng)用、施工人員的職責(zé)管理，保障混凝土路基施工技術(shù)的高效作業(yè)，最終確保整個高速公路路基建設(shè)的使用效果，切實提高我國高速公路的價值效能，更好地促進(jìn)國家交通事業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。