盧海鋼

（北京住總集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 102300）

1 路基質(zhì)量病害與成因分析

1.1 路基質(zhì)量病害

1.1.1 路基沉陷

路基沉陷是常見的城市道路路基質(zhì)量病害類型之一，主要表現(xiàn)在局部路基區(qū)域存在顛簸、凹凸不平等、不均勻沉陷問題；路面的平整度不夠、路面時(shí)常出現(xiàn)坑坑洼洼等現(xiàn)象，行車穩(wěn)定性較差。城市道路路基沉降多發(fā)生于軟土區(qū)域，軟土的土壤含水量較大、地基強(qiáng)度不高、抗剪強(qiáng)度偏低，在高荷載條件下易出現(xiàn)沉陷[1]。在軟土層上實(shí)施路基工程，若對(duì)軟土層的處理不到位，雨水的侵蝕與滲透使得地基愈加不穩(wěn)，并在路基以下形成塌陷型空洞，誘發(fā)路基沉陷，影響路基的穩(wěn)定性與安全性。

1.1.2 路基變形或裂縫

路基變形或裂縫是指城市道路路基出現(xiàn)物理形變，或者路基出現(xiàn)橫向、縱向等不規(guī)則開裂現(xiàn)象。如果施工單位在路基工程實(shí)施時(shí)未能有效控制部分工程參數(shù)，如路基壓實(shí)度、分層填筑厚度、材料壓縮系數(shù)、材料含水量等，即會(huì)誘發(fā)路基變形。在長(zhǎng)時(shí)間行車高荷載環(huán)境下，路基變形程度將會(huì)進(jìn)一步加重，進(jìn)而導(dǎo)致路面出現(xiàn)橫向或縱向不規(guī)則裂縫，影響路基的結(jié)構(gòu)完整性。

1.1.3 路基翻漿

路基翻漿現(xiàn)象是季節(jié)性冰凍地區(qū)城市道路路基的常見質(zhì)量病害類型。在雨季，大量的雨水通過地表漫流與徑流滲入路基，由于城市道路瀝青路面透水性差，導(dǎo)致路基內(nèi)的水難以蒸發(fā)揮發(fā)。在冬季，氣溫驟降使得路基內(nèi)的水出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，及至春季凍結(jié)水融化，導(dǎo)致路基土壤含水量過飽和，路基強(qiáng)度急劇下降，車輛經(jīng)過時(shí)容易出現(xiàn)路面破裂、翻漿等問題，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致路基路面倒置、結(jié)構(gòu)混淆[2]。路基翻漿多發(fā)生在季節(jié)性冰凍地區(qū)，土壤類型多為鹽漬土或沼澤地。

1.1.4 邊坡滑塌

城市道路路基邊坡滑塌包括溜方、滑坡、風(fēng)化剝蝕等多種質(zhì)量病害。其中，溜方是指在流水沖刷或重力作用下，路基兩側(cè)邊坡的土體沿著側(cè)面方向向下整體性移動(dòng)的現(xiàn)象；滑坡是指路基上邊坡在自然或者人為影響因素的帶動(dòng)下，沿著斜坡向下滑動(dòng)并形成滑動(dòng)面的現(xiàn)象；風(fēng)化剝落是指城市道路路基兩側(cè)邊坡的巖石長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境下，受到強(qiáng)風(fēng)、暴雨等天氣條件影響而出現(xiàn)片狀化剝落的現(xiàn)象。城市道路路基出現(xiàn)邊坡滑塌質(zhì)量病害會(huì)增加城市道路行車的風(fēng)險(xiǎn)性，影響行車安全。

1.2 路基質(zhì)量病害成因分析

1.2.1 施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件

城市道路工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件是誘發(fā)路基沉陷、路基變形等質(zhì)量病害的重要成因。例如，工程施工現(xiàn)場(chǎng)的巖體土質(zhì)為沼澤性土質(zhì)等軟土層，在此基礎(chǔ)上實(shí)施路基填筑工序會(huì)出現(xiàn)施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、路基穩(wěn)固性與耐久性不足等問題，需要對(duì)軟土層區(qū)域進(jìn)行換土與回填加固處理。若地基的回填與加固處理不到位，會(huì)導(dǎo)致施工后的路基易出現(xiàn)壓縮性沉陷，或者擠壓式位移等現(xiàn)象。此外，施工現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌與地質(zhì)水文狀況也會(huì)加劇路基質(zhì)量病害癥狀，例如，施工現(xiàn)場(chǎng)的地形崎嶇、地質(zhì)復(fù)雜、溝壑縱橫。對(duì)途經(jīng)溝壑處的路基應(yīng)大幅度增加填土量，同時(shí)對(duì)路基橫跨的溝壑邊緣應(yīng)減少填土量，以保證路基的平整度[3]。若是工程施工中對(duì)不同地理位置的填土厚度把控不精準(zhǔn)，容易導(dǎo)致城市道路路基在使用后期出現(xiàn)不均勻沉降問題，影響行車的安全性。

1.2.2 施工現(xiàn)場(chǎng)氣候條件

波動(dòng)變化的氣溫、季節(jié)性強(qiáng)降水、強(qiáng)風(fēng)振動(dòng)等局部區(qū)域的特殊氣候條件也是誘發(fā)路基質(zhì)量病害的關(guān)鍵因素。例如，氣溫日變化較大，會(huì)使得路基內(nèi)的水反復(fù)凍結(jié)與融化，影響路基的穩(wěn)定性；短時(shí)間內(nèi)降雨量過大，會(huì)使得地表徑流增加，若是路基周邊的排水系統(tǒng)布設(shè)不到位，大量的雨水滲入路基，會(huì)導(dǎo)致路基出現(xiàn)濕軟現(xiàn)象，誘發(fā)路基翻漿、路面倒置等質(zhì)量病害。除城市道路工程所處局部區(qū)域的氣候條件外，施工過程中的天氣變化也會(huì)增加路基質(zhì)量病害發(fā)生的概率，例如，在低溫環(huán)境或暴雨環(huán)境下，對(duì)軟土層進(jìn)行換填與加固處理，會(huì)在一定程度上影響軟土層換土與加固的實(shí)際成效，導(dǎo)致施工后的路基易出現(xiàn)沉陷或位移。

1.2.3 施工材料質(zhì)量

城市道路路基工程施工中會(huì)使用碎石、砂土、防滲材料等施工材料，通過對(duì)施工材料進(jìn)行分層填筑與壓實(shí)，可以提高城市道路路基的承載力與穩(wěn)定性，再通過在路基表面鋪設(shè)防滲材料，提高城市道路路基的防滲與排水能力，可以更有效地防止城市道路路基因水土流失造成的穩(wěn)定性下降、路基塌陷、路基翻漿等質(zhì)量病害。作為施工要素體系的重要構(gòu)成部分，施工材料的質(zhì)量也是誘發(fā)城市道路路基質(zhì)量病害的重要因素之一。例如，在對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的軟土層進(jìn)行換土與回填時(shí)，若選用的回填礫石與砂土規(guī)格達(dá)不到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，地基的強(qiáng)度與穩(wěn)固性將受到影響，進(jìn)而影響路基的穩(wěn)定性以及行車的安全性。

1.2.4 施工組織設(shè)計(jì)方案

施工組織設(shè)計(jì)方案是城市道路路基工程實(shí)施的主要參照，用于指導(dǎo)城市道路路基施工前準(zhǔn)備工作、排水系統(tǒng)工程布設(shè)與施工、路基填筑與壓實(shí)等施工工序的有序開展。因此，施工組織設(shè)計(jì)方案的合理性與科學(xué)性直接關(guān)系到路基工程實(shí)施質(zhì)量以及路基質(zhì)量病害發(fā)生概率。例如，施工組織方案設(shè)計(jì)與編制時(shí)，排水系統(tǒng)布設(shè)不貼合實(shí)際、路基兩側(cè)邊坡結(jié)構(gòu)尺寸與參數(shù)存在偏差、路堤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性核算不準(zhǔn)確等都會(huì)誘發(fā)路路基質(zhì)量病害，影響城市道路路基的使用安全。

2 路基質(zhì)量病害處理對(duì)策研究

2.1 做好施工前準(zhǔn)備工作

2.1.1 施工現(xiàn)場(chǎng)勘察

工程地質(zhì)勘察是城市道路路基工程施工重要的前期準(zhǔn)備工作，施工單位需全面且詳盡地對(duì)城市道路途經(jīng)區(qū)域與路段的地形地貌條件、巖土體與地質(zhì)條件、局部氣候條件等進(jìn)行調(diào)研與勘察，對(duì)可能誘發(fā)路基質(zhì)量病害的特殊巖土體、不良地質(zhì)狀況所在的路段進(jìn)行精準(zhǔn)標(biāo)注，為施工組織設(shè)計(jì)提供精細(xì)的工程地質(zhì)勘察結(jié)果參考。例如，對(duì)于工程地質(zhì)勘察過程中發(fā)現(xiàn)的軟土層，可將其標(biāo)注為不良路段，并在施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，通過換土回填法或者在軟土層中添加白灰與水泥等施工材料對(duì)地基進(jìn)行加固處理，提高路基施工的質(zhì)量。同時(shí)，施工單位要認(rèn)真審閱設(shè)計(jì)文件，對(duì)照施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，綜合研判與分析城市道路各路段路基的填土情況、挖土情況、土方調(diào)配情況，以便施工過程中統(tǒng)籌調(diào)配土方資源。

2.1.2 施工組織設(shè)計(jì)

施工單位要通過科學(xué)、合理編制施工組織設(shè)計(jì)提高城市道路路基工程施工的有序性，保證各項(xiàng)工序高效、高質(zhì)開展，從施工層面有效控制路基質(zhì)量病害的出現(xiàn)。施工單位在編制施工組織設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)城市道路路基施工的工序合理安排施工內(nèi)容，包括地面清理、路基填筑、路基壓實(shí)等。在每一項(xiàng)工序中，需給出具體的施工工藝、機(jī)械設(shè)備、規(guī)格尺寸等，例如，施工組織設(shè)計(jì)方案編制時(shí)，需通過模擬邊坡結(jié)構(gòu)尺寸與截面尺寸等參數(shù)動(dòng)態(tài)分析路堤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，優(yōu)化路基工程參數(shù)，提高路基工程施工組織設(shè)計(jì)方案的合理性與可行性。

2.1.3 基底地面與土壤性質(zhì)處理

在城市道路路基工程填筑之前，需將基底地面的雜草、樹根、零散雜土等徹底清除。清除順序?yàn)橛缮现料?，采用橫挖法從基底表層開始向下挖，確保將基底表面存在的浮土、樹根、鹽漬土或膨脹土等不良土質(zhì)全部清除干凈。若是基底地面清除過程中遇到特殊性質(zhì)的土壤，如沼澤地、鹽漬土或者特殊的軟弱地面如泉眼、水塘等，則可選擇適宜的處理方法，如回填、換填、石灰等，對(duì)土壤性質(zhì)進(jìn)行特殊處理。

2.2 做好路基施工

2.2.1 路基填筑

路基填筑首先要選擇適宜的填料，施工單位要根據(jù)城市道路級(jí)別以及路基填高等選擇適宜強(qiáng)度與粒徑規(guī)格的填料。通常，路基填料多選用砂礫，以及塑性指數(shù)和含水量等參數(shù)均符合填料要求的砂土，禁止凍土、腐殖質(zhì)土、淤泥等土體被用作為填料。砂礫通常作為路床的填料，砂土或細(xì)粒土通常作為路堤底部的填料。路基填筑應(yīng)分層進(jìn)行，填筑與壓實(shí)應(yīng)交叉進(jìn)行。路基填筑的寬度與厚度均有一定要求。在寬度方面，應(yīng)控制填料寬度超過鋪路堤300 mm，以便路基壓實(shí)與修正后的邊緣壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；在厚度方面，應(yīng)控制每層填料的填筑厚度在500 mm 以上，不僅可以減少填筑的層數(shù)，還可以通過填料的厚鋪提高路基填筑的質(zhì)量。

2.2.2 路基壓實(shí)

填料不同、城市道路等級(jí)不同，路基壓實(shí)工藝以及相關(guān)參數(shù)不同。例如，對(duì)于砂礫土而言，適宜選擇振動(dòng)壓路機(jī)作為路基壓實(shí)機(jī)械，充分利用其滾壓與振動(dòng)雙重作用提高路基壓實(shí)成效。施工單位需要根據(jù)路基施工相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求，通過路段試驗(yàn)與對(duì)照分析，研究并確定路基填料壓實(shí)所使用的壓實(shí)機(jī)規(guī)格、壓實(shí)機(jī)碾壓遍數(shù)、碾壓速度等。路基壓實(shí)工序與填筑工序交叉開展，通過逐層填充與壓實(shí)，可以確保路基壓實(shí)高度符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如，普通城市道路的路基壓實(shí)高度應(yīng)控制在30 cm 以內(nèi)。壓實(shí)過程中，應(yīng)動(dòng)態(tài)觀察填料的含水量，確保壓實(shí)機(jī)壓實(shí)作業(yè)下的填料含水量為最優(yōu)值。路基壓實(shí)的情況可通過壓實(shí)度檢測(cè)進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，施工單位需嚴(yán)格按照壓實(shí)度規(guī)范要求調(diào)整優(yōu)化壓實(shí)作業(yè)的相關(guān)參數(shù)，確保路基壓實(shí)工序的實(shí)施質(zhì)量，以免路基壓實(shí)不到位導(dǎo)致路基強(qiáng)度不足、穩(wěn)定性較差，誘發(fā)路基沉陷等質(zhì)量病害產(chǎn)生。

2.3 做好路基排水系統(tǒng)施工

為了保持路基能經(jīng)常處于干燥、堅(jiān)固和穩(wěn)定狀態(tài)，必將對(duì)影響路基穩(wěn)定的地面水予以攔截，并排除到路基范圍之外，防止漫流、聚積和下滲。同時(shí)，對(duì)于影響路基穩(wěn)定的地下水，應(yīng)予以阻斷、疏干、降低水位，引導(dǎo)到路基范圍以外，使全線的溝渠、管道、橋涵構(gòu)成完整的排水體系。例如，施工單位需在村屯路段設(shè)置排水邊溝，在平坡路段邊溝須設(shè)有縱坡，確保排水通暢。高填方路段應(yīng)采用集中排水措施，并與警示樁、防撞墻統(tǒng)籌考慮，要求在每20～40 m 及主要變坡點(diǎn)處設(shè)置簡(jiǎn)易或永久性泄水槽；挖方段應(yīng)根據(jù)上邊坡的匯水面積開挖截水溝，并考慮邊坡土質(zhì)和邊坡，設(shè)置擋墻防止塌方；路基較低路段可以采取加設(shè)砂礫層及滲水盲溝，并加大、加深邊溝等排水措施，避免造成路基兩側(cè)長(zhǎng)期積水浸泡路基，使路基承載力下降面發(fā)生沉降變形。

3 結(jié)語

對(duì)路基質(zhì)量病害的形成原因進(jìn)行多維度、深層次分析，立足施工單位的視角探討路基質(zhì)量病害處理對(duì)策，研究路基施工質(zhì)量控制要點(diǎn)與技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)，對(duì)于減少路基質(zhì)量病害的發(fā)生概率、延長(zhǎng)城市道路的實(shí)際使用壽命、提高城市道路行車的安全性具有重要意義。在城市道路路基施工過程中，施工單位應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到施工質(zhì)量對(duì)路基病害的影響，認(rèn)真做好現(xiàn)場(chǎng)勘察、基底清理、土質(zhì)處理、填料選擇、分層填筑、逐層壓實(shí)等工作，并巧用當(dāng)?shù)氐匦蔚孛病⒔Y(jié)合周邊環(huán)境做好路基排水工作，切實(shí)降低城市道路路基病害發(fā)生概率。