公路工程路基質量及施工安全控制研究

閆曉山

（河北通宇建筑工程有限公司，河北 張家口 075000）

0 引言

隨著我國高速公路建設的快速發(fā)展，高速公路在填筑材料、施工技術等方面都發(fā)生了很大變化。為了更好地控制公路工程路基質量及施工安全，特別是施工管理水平，本文以河北邢臺高速公路路基工程質量控制為背景，研究施工過程中壓實質量及施工質量控制方法，并對施工質量進行監(jiān)督，以期為相關工程提供一定的參考。

1 工程概況

河北邢臺高速公路是河北省內重要的通道，也是河北省“三縱十一橫十一環(huán)”高速路網(wǎng)的重要組成部分。該高速設計時速為80km/h，線路總體地勢為西高東低，土層以長石砂巖、頁巖、細砂及泥灰?guī)r為主，年平均氣溫10℃，年平均降雨量540mm。

2 公路工程路基質量及施工安全控制研究

2.1 施工方法控制

根據(jù)工程地質勘查報告及設計文件制定合理的施工方案、施工計劃及施工人員，并清點現(xiàn)場的施工設備及施工材料；施工現(xiàn)場的氣候是影響后期施工的重要因素，根據(jù)施工氣候條件，合理的調整施工方案，以保證施工開始后盡可能減少工期浪費。

施工前準備工作完成后，應從以下幾個方面對施工質量進行控制：

2.1.1 填筑層厚度：總的原則為路基填料的最大粒徑不能超過25cm，且填筑層的厚度一般不超過50cm，具體的填筑層厚度，可以根據(jù)壓實機械及碾壓參數(shù)等確定。在進行公路路基填筑時，應遵循分層攤鋪，層層壓實的原則，且每級分層填料碾壓完成后，需要安排施工技術人員對施工質量進行記錄及評定，嚴格控制每層實際填料的攤鋪厚度不大于試驗段厚度?？赏ㄟ^立標桿的方法對每層填料的松鋪厚度進行控制及記錄。

2.1.2 填料質量控制：在進行填料選擇時應保證路基填料的強度滿足施工規(guī)范，如填石路基的填料強度應不小于15MPa，且填料最大粒徑除了小于25cm外，還需要不大于填筑層厚度的2/3。路基填料質量控制還應注意：

（1）填料從采石場裝運前安排專人驗收，并將明顯的大塊石在現(xiàn)場破碎，拒收不合格的填料。

（2）在進行填料攤鋪過程中，注意塊石攤鋪順序，遵循先鋪大塊石，后用小石塊找平，石屑塞填，當大塊石的顆粒級配較差時，可先用石渣、粗砂等對大塊石的空隙進行填塞，然后用壓力水將石渣、粗砂沖入填料下部，反復進行，直至空隙填滿。

（3）施工期間應嚴格做好施工記錄，對施工過程中的施工里程、填料松鋪厚度、碾壓遍數(shù)及施工機械的型號等進行記錄，以保證路基施工的質量依據(jù)。

2.1.3 路基穩(wěn)定性控制：當施工路段為邊坡路基時，需注意路基高度對路基邊坡穩(wěn)定性的影響，特別是當路基填料的性質特殊時，路基的沉降需要特別注意。比如，當填石路基采用傾倒填筑時，需要在路基坡腳處進行坡腳碼砌，當路基高度小于6m 時，坡腳碼砌的厚度需大于1m；當基高度小于6m 時，坡腳碼砌的厚度需大于2m。

2.2 壓實質量控制

路基的壓實質量是路基施工質量控制中的重中之重，不同路基填料的壓實質量控制方法不盡相同，如填石路基的壓實質量控制方法較填土路基更為嚴格，主要是因為不同路基填料的顆粒級配均勻性不同，導致填料的物理力學特性也不相同，相同外力作用下，表現(xiàn)出來的變形情況也不盡相同，因此結合實際工程，從定性和定量兩個方面對路基填料壓實質量控制進行研究。常見高速公路路基壓實質量控制指標有兩大類：一類為力學指標，如CBR 值、靜態(tài)回彈模量及動態(tài)回彈模量等；另一類為物理指標，如壓實度、沉降差等。

2.2.1 壓實度

高速公路路基的強度及穩(wěn)定性等力學特性是影響高速公路行車安全的重要因素，而路基的強度及穩(wěn)定性與路基壓實過程中的密實度密切相關，路基密實度越高，則公路路基的強度越大，穩(wěn)定性越好。因此，在高速公路路基施工過程中，合理的控制高速公路路基的壓實質量為重中之重，也是對路面平整度、剛度及高速公路使用壽命的重要保證。

考慮到施工過程中的方便性，常用壓實度及沉降差作為高速公路路基壓實質量的控制指標，其中壓實度是指現(xiàn)場碾壓完成后路基填料的干密度和原狀土在室內進行試驗得到的最大干密度之間的比值，如公式（1）所示。

式（1）中：為路基填料壓實度；ρ為現(xiàn)場填料干密度；為室內路基填料最大干密度。

現(xiàn)場路基填料干密度通過現(xiàn)場灌砂法或灌水法確定，即將標準砂填入典型路基試驗段開挖的一定體積試坑中，測量試坑的體積，并結合室內試驗確定現(xiàn)場填料的壓實度，以此對路基的壓實質量進行控制。為減少對壓實后路基的破壞，并提高檢測效率，當路基填料的粒徑較小時（最大粒徑在15mm 以下），應選擇小型灌砂筒（內徑100mm），當路基填料的粒徑較大時，選擇大型灌砂筒（內徑150mm）。具體步驟如下：

（1）根據(jù)路基填料的粒徑大小，確定試坑大小，并對試樣進行稱量、測定含水率；

（2）然后將標準砂灌滿容砂瓶，測定好容砂瓶內標準砂的體積和質量后，將標準砂倒入開挖好的試坑內，直至灌滿試坑；

（3）計算標準砂的剩余質量，并通過公式（2）得到現(xiàn)場路基填料的干密度。

式（2）中：ρ為路基填料干密度；為路基填料質量；為標準砂質量；為標準砂密度；為路基填料的含水量。

灌砂法作為最常見的壓實度檢測方法，在實際操作過程中，由于取土量較大且稱量過程多，容易出現(xiàn)一定誤差，因此為了盡可能保證檢測結果的準確性，現(xiàn)場檢測人員在進行檢查時應注意：

（1）標準砂的密度直接影響路基填料干密度的大小，因此每次使用標準砂都要對其密度進行測量，并且保證標準砂的干燥性，防止水分影響標準砂密度。另外，若在使用過程中標準砂數(shù)量不夠，應停止試驗；

（2）試坑體積是影響路基填料干密度的大小的另一重要因素，應選擇路基表面平整的地方為試坑位置或對試坑位置進行人工整平。試坑的坑壁應盡量保證垂直，試坑整體為近似圓柱形，且試坑深度不能大于下一層碾壓層；

（3）進行室內擊實試驗時，應保證擊實材料和原狀土相同。

2.2.2 表面標高沉降控制法

選定一定數(shù)量的石頭標高作為碾壓前水平測量的基準標高，然后用25～50t 鋼輪振動壓路機對路基進行碾壓，當達到施工規(guī)范要求中的碾壓遍數(shù)后，對碾壓前石頭的標高再次進行測量，比較碾壓前后的高程差，當高程值差值小于誤差允許范圍，則該層的壓實質量符合要求，否則繼續(xù)碾壓，直至滿足規(guī)范要求。

河北邢臺高速公路設計兩次碾壓沉降差小于2mm，對松鋪厚度50cm 路基的碾壓遍數(shù)和碾壓沉降進行研究，如圖1 所示。

圖1 碾壓遍數(shù)和碾壓沉降關系曲線

由圖1 可知，隨著碾壓遍數(shù)的增加，路基的沉降值減少，這是因為隨著碾壓遍數(shù)的增加，路基填料越來越密實，抵抗變形的能力也越來越強，所以沉降量逐漸減小，當最后兩遍碾壓沉降值小于2mm 時，即認為碾壓達到規(guī)范要求，根據(jù)圖1，碾壓6 遍即可達到要求。

2.3 公路施工安全控制

在公路施工過程中，現(xiàn)場管理人員是控制施工安全的主要因素，而工程監(jiān)理及工程質量監(jiān)督是實現(xiàn)施工安全的兩個重要渠道。在全國高速路網(wǎng)取得可喜可賀成績的同時，在工程監(jiān)理及工程質量監(jiān)督兩個方面仍有很多不盡如人意的地方。通過對工程監(jiān)理及工程質量監(jiān)督間的聯(lián)系及現(xiàn)狀進行分析探索一些解決辦法，以期進一步完善我國公路工程質量監(jiān)理和監(jiān)督工作職能。

2.3.1 加強和完善公路工程監(jiān)理工作

我國監(jiān)理業(yè)從20 世紀90 年代起步，發(fā)展至今取得了許多良好的成績，得到了社會的認可，但在激烈的市場競爭情況下，仍存在一系列的問題：其一，現(xiàn)代企業(yè)制度仍需進一步完善；其二，由于業(yè)主、法律法規(guī)等方面因素的限制，造成監(jiān)理單位的業(yè)務范圍較?。幻鎸ΡO(jiān)理單位目前的問題，應該建立現(xiàn)代監(jiān)理企業(yè)制度、向多元化經(jīng)營策略、規(guī)模化經(jīng)營、國際化經(jīng)營的方向發(fā)展，研究和參與“代建制”工程及項目管理。

2.3.2 加強和完善公路工程質量監(jiān)督工作

和業(yè)主單位及施工單位的監(jiān)督相比，工程質量監(jiān)督工作是行政執(zhí)法和監(jiān)督執(zhí)法的結合，其監(jiān)督工作具有強制、權威性等特點。工程質量監(jiān)督工作還應從以下方面進行改善：其一，提高工程質量監(jiān)督人員的素質及專業(yè)技術，是改善工程質量監(jiān)督工作的前提和保證；其二，對工程質量監(jiān)督的保證體系進一步改進，做好事前監(jiān)督工作；其三，對實體工程的監(jiān)督工作要進一步強化，并采用先進的檢測方法及設備，加強對試驗檢測的管理，以更好的提高質量監(jiān)督工作。

公路工程由于其特殊性，在施工過程中涉及許多方面的因素及人員，施工的質量是對公路運營期間的道路穩(wěn)定及人員安全的重要保證，對社會及環(huán)境效益影響很大。因此，在公路施工過程中需要各方工作人員有較高的質量意識，質量監(jiān)督人員須認真負責，將公路工程建設這一民心工程建設成為廣大人民群眾的放心工程。

3 結論

公路路基工程因其特殊的社會、投資及環(huán)境效益，使得其施工期間的質量及安全控制成為重中之重，但以往的研究中多只是對公路施工技術或者質量監(jiān)督的一個方面進行研究，因此，本文從公路施工質量及安全控制中的質量監(jiān)督兩個方面進行研究。得到以下結論：

其一，在對公路路基質量控制方面，結合實際工程及具體的路基填筑材料，從定性和定量兩個角度對公路路基的壓實機具、碾壓遍數(shù)進行了合理地分析，以期達到更好控制公路路基的填筑質量。

其二，分析了目前我國公路工程監(jiān)理和工程質量監(jiān)督工作存在的問題和面臨的挑戰(zhàn)，結合工程實際，提出了實際可行的方法，以期完善我國公路工程監(jiān)理和工程質量監(jiān)督工作。