劉志航

（廣東潮惠高速公路有限公司興汕建設(shè)管理處，廣東 汕尾 516600）

0 引言

高速公路線路通常包括橋梁、路基和隧道等結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度以及變形量中存在較大的差異，該問(wèn)題會(huì)給施工質(zhì)量帶來(lái)較大影響。在高速公路上，路基與橋涵之間連接的過(guò)渡段一直是這一類建設(shè)項(xiàng)目中最薄弱的環(huán)節(jié)。一方面，二者之間在剛度上存在較大差異，會(huì)造成公路的剛度突變；另一方面，二者之間的沉降差也會(huì)造成公路在后期運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)不平順的問(wèn)題，嚴(yán)重影響公路整體使用效果。由于當(dāng)前很少有學(xué)者專門對(duì)過(guò)渡段的施工安全質(zhì)量管控進(jìn)行研究，為改善該現(xiàn)狀，提升過(guò)渡段的施工質(zhì)量，該文以某高速公路為例，針對(duì)其路基橋涵過(guò)渡段施工提出相應(yīng)的安全質(zhì)量管控對(duì)策。

1 工程概況

為提高路基橋涵過(guò)渡段施工質(zhì)量，確保其具備足夠的安全性，以某高速公路建設(shè)項(xiàng)目為例，針對(duì)該公路路基橋涵過(guò)渡段施工提出相應(yīng)的管控對(duì)策。已知該高速公路建設(shè)項(xiàng)目沿線上一座橋梁建立在山坳結(jié)構(gòu)上，其現(xiàn)場(chǎng)施工條件復(fù)雜，且具有一定特殊性，因此針對(duì)該情況，在施工中采用預(yù)應(yīng)力混凝土T 型橋梁作為基本結(jié)構(gòu)，將其平面設(shè)置在半徑為1200m 的左偏圓曲線上。將該項(xiàng)目路基與橋涵的過(guò)渡段施工作為重點(diǎn)，其中包括了1 號(hào)橋臺(tái)過(guò)渡段和10 號(hào)橋臺(tái)過(guò)渡段。過(guò)渡段的全場(chǎng)為22.5m，填土高度為7.23m，邊坡坡度為1 ∶1.2。在各個(gè)過(guò)渡段層中將填料的厚度控制為30cm，誤差不超過(guò)±1cm，并設(shè)置3 層，及總厚度為（45±3）cm。該高速公路建設(shè)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段對(duì)路基橋涵過(guò)渡段的差異沉降量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為±5mm，如果超過(guò)該范圍，就說(shuō)明施工存在不合理的問(wèn)題，施工質(zhì)量無(wú)法滿足后期公路使用的要求。在具體施工過(guò)程中，按照地基處理、填料、施工工藝以及過(guò)程控制等環(huán)節(jié)施工。確定該工程項(xiàng)目的填筑材料包括灰土、碎石灰土以及級(jí)配碎石等。在施工中，遇到過(guò)度不平順的問(wèn)題，為此，采用加筋土法進(jìn)行處理，將角礫土作為主要填料原材料，加筋材料選用單向土工格柵。

2 高速公路路基橋涵過(guò)渡段施工的安全質(zhì)量管控對(duì)策

為提升高速公路路基橋涵過(guò)渡段施工的安全性，該文提出以下安全質(zhì)量管控對(duì)策，如圖1 所示。

圖1 安全質(zhì)量管控對(duì)策

2.1 控制過(guò)渡段兩側(cè)排水

為保證上述高速公路建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)階段的差異沉降要求，針對(duì)其施工過(guò)程中進(jìn)行管控。首先，針對(duì)該高速公路建設(shè)項(xiàng)目中的路基橋涵過(guò)渡段范圍以及兩側(cè)排水問(wèn)題進(jìn)行控制。在施工中，要求過(guò)渡段與其相鄰的路段路堤應(yīng)當(dāng)形成排水體系，以防止過(guò)渡段在實(shí)際施工中出現(xiàn)受水浸泡或沖刷的現(xiàn)象，保證后續(xù)施工順利進(jìn)行。為進(jìn)一步提高排水效果，需要在過(guò)渡段邊緣位置建設(shè)排水設(shè)施。

在設(shè)計(jì)排水設(shè)施時(shí)，需要對(duì)高速公路路基橋涵過(guò)渡段未來(lái)運(yùn)行期的洪峰流量進(jìn)行計(jì)算，如公式（1）所示。

式中：為徑流系數(shù)，為暴雨雨力，為流域匯流時(shí)間，為暴雨指數(shù)，為流域面積。在求得近幾年的洪峰流量后求出歷史洪峰流量的變率，如公式（2）所示。

式中：U為高速公路路基橋涵過(guò)渡段歷史年份中剔除最高值后遇到的最大洪峰流量，U為高速公路路基橋涵過(guò)渡段歷史年份中剔除最低值后遇到的最小洪峰流量，為統(tǒng)計(jì)總年長(zhǎng)。

為保證過(guò)渡段兩側(cè)能夠快速排水，應(yīng)根據(jù)以上洪峰流量設(shè)計(jì)排水體系深度。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意防止附近出現(xiàn)水土流失的問(wèn)題，盡可能第不破壞施工區(qū)域原有的天然體系，盡量采用有利于地質(zhì)條件的布置方式，建立人工溝渠。對(duì)過(guò)渡段兩側(cè)路基的排水體系來(lái)說(shuō)，還應(yīng)結(jié)合該高速公路建設(shè)項(xiàng)目所處地理位置的水文條件和道路等級(jí)進(jìn)行調(diào)整。在建立排水體系時(shí)，應(yīng)做到就地取材，盡可能地減少排水體系對(duì)路面造成的破壞，并且避免水流入路面結(jié)構(gòu)中。通過(guò)上述管控對(duì)策，提升路基橋涵過(guò)渡段承受荷載和承受雨水共同作用的能力。在設(shè)置排水體系時(shí)，橫向位置應(yīng)布置在路基路肩外側(cè)或較低的路堤坡腳外側(cè)。在設(shè)置其縱坡時(shí)，應(yīng)保證其方向與路基橋涵過(guò)渡段路線縱坡一致，并且將其角度嚴(yán)格控制在0.5% 以內(nèi)。設(shè)置排水體系長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)使其保持在合適區(qū)間，根據(jù)對(duì)該工程進(jìn)行分析，可知在單向排水長(zhǎng)度上每隔100 m～150 m 設(shè)置1 個(gè)出水口是合適的，可以避免出水不及時(shí)導(dǎo)致過(guò)渡段兩側(cè)因長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法排水造成路基橋涵受流水侵蝕出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的情況發(fā)生。最后，在對(duì)過(guò)渡段進(jìn)行施工時(shí)，需要同步進(jìn)行相鄰路堤的施工，將其看作一個(gè)整體，從而進(jìn)一步提高整體施工總質(zhì)量。

2.2 控制填料顆粒級(jí)配與含水量

在完成對(duì)過(guò)渡段兩側(cè)排水的控制后，需要從施工填料的角度出發(fā)，通過(guò)控制填料顆粒級(jí)配以及含水量，提高施工質(zhì)量。通過(guò)運(yùn)輸車輛將拌和完畢的材料輸送到施工現(xiàn)場(chǎng)。在應(yīng)用這些材料進(jìn)行施工前，需要對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行抽驗(yàn)，主要針對(duì)材料的顆粒級(jí)配以及含水量等參數(shù)數(shù)值進(jìn)行測(cè)定。在抽驗(yàn)過(guò)程中，每組材料都需要至少抽取一次。當(dāng)測(cè)定結(jié)果中的數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯變化，并超出規(guī)定范圍時(shí)，則需要立即進(jìn)行抽樣復(fù)測(cè)，并將得到的測(cè)驗(yàn)結(jié)果反饋給攪拌站。由攪拌站對(duì)填料的配比進(jìn)行調(diào)整，保證最終施工中使用的填料質(zhì)量符合規(guī)定要求。在選擇原材料時(shí)，盡可能地選擇品質(zhì)優(yōu)良的材料，為級(jí)配碎石質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。在過(guò)渡段填料時(shí)，很容易出現(xiàn)填料浪費(fèi)以及容易出裂的現(xiàn)象，為此在確保填料質(zhì)量符合要求后，需要結(jié)合過(guò)渡段施工的具體填鋪厚度要求以及運(yùn)輸車輛每次能夠輸送的材料量，對(duì)方格網(wǎng)面積進(jìn)行測(cè)定，可選擇通過(guò)石灰撒線的方式，劃分填料區(qū)域方格網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在填料時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照方格網(wǎng)的規(guī)格進(jìn)行填料，并確保方格網(wǎng)中每個(gè)邊界線都能夠超填10cm～15cm。級(jí)配碎石和級(jí)配砂礫石必須嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14684—2001，見(jiàn)表1。

與表1 中數(shù)字相比，砂的實(shí)際顆粒級(jí)配除4.75 mm 和0.60 mm 篩可以略有超出，但其超出總量應(yīng)小于5%。在過(guò)渡段的每層進(jìn)行填料時(shí)，都需要重新確定填料的顆粒級(jí)配以及含水量，保證其參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，保證其具備均勻性以及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，才能進(jìn)行碾壓夯實(shí)。過(guò)渡段填料顆粒級(jí)配碎石填筑處理方法如圖2 所示。

圖2 過(guò)渡段填料顆粒級(jí)配碎石填筑處理方法

表1 GB/T 14684-2001 顆粒級(jí)配

2.3 控制過(guò)渡段壓實(shí)質(zhì)量

在進(jìn)行基坑回填時(shí)，選用強(qiáng)度等級(jí)為C15 的素混凝土，通過(guò)攪拌站進(jìn)行集中拌和，在進(jìn)行密實(shí)處理時(shí)，采用插入式振搗器進(jìn)行振搗。在回填完畢后，針對(duì)過(guò)渡段的基底進(jìn)行處理，清除掉表面的松軟土以及腐殖土，利用振動(dòng)碾路機(jī)進(jìn)行密實(shí)。再針對(duì)地基的系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，保證其符合控制標(biāo)準(zhǔn)（大于或等于60 MPa/m）后，才能夠進(jìn)行后續(xù)施工工作。以上是控制過(guò)渡段壓實(shí)質(zhì)量的一般做法，但是在進(jìn)行過(guò)渡段壓實(shí)過(guò)程中，很少會(huì)對(duì)填料水泥含量進(jìn)行測(cè)定，只是進(jìn)行壓實(shí)，再人為觀察壓實(shí)質(zhì)量，很容易導(dǎo)致壓實(shí)質(zhì)量存在問(wèn)題。為解決該問(wèn)題，需要在填筑過(guò)程中，每填高90 cm 就應(yīng)對(duì)左、右和中間位置進(jìn)行填料水泥含量進(jìn)行測(cè)定，保證水泥含量控制在試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)配比量的±1%。針對(duì)過(guò)渡段級(jí)配碎石填層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)地基系數(shù)來(lái)說(shuō)，為保證實(shí)際施工中地基系數(shù)符合施工質(zhì)量要求，需要將其壓實(shí)度設(shè)置為大于150 MPa/m；動(dòng)態(tài)變形模量壓實(shí)大于50 MPa/m；變形模量壓實(shí)應(yīng)大于80 MPa/m。每壓實(shí)一層都需要對(duì)其孔隙率進(jìn)行檢測(cè)。在壓實(shí)區(qū)域選取3 個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別位移過(guò)渡段左側(cè)、右側(cè)和中間。每填高25 cm，都需要對(duì)其動(dòng)態(tài)變形模量進(jìn)行測(cè)定，同樣按照上述方式選擇3 個(gè)測(cè)點(diǎn)，針對(duì)過(guò)渡段的壓實(shí)不符合上述標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域，需要使用碾壓機(jī)對(duì)其進(jìn)行反復(fù)壓實(shí)，通過(guò)該方式解決以往目力檢測(cè)壓實(shí)質(zhì)量的問(wèn)題。在進(jìn)行壓實(shí)處理時(shí)，需要先進(jìn)行靜壓處理，再采用振動(dòng)碾壓的方式完成4 次壓實(shí)處理，振動(dòng)壓路機(jī)需要采用50t 以上的，使振動(dòng)頻率應(yīng)貼近基底土層狀態(tài)，最后，再進(jìn)行一次靜壓。在過(guò)渡段壓實(shí)處理施工過(guò)程中，碾壓次數(shù)應(yīng)在8 次以內(nèi)，如果超出8 次仍然沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的壓實(shí)效果，就需要對(duì)壓實(shí)位置進(jìn)行開(kāi)挖，并再次檢驗(yàn)填料質(zhì)量。為進(jìn)一步提高壓實(shí)質(zhì)量，還需要對(duì)壓實(shí)過(guò)程中碾壓的順序進(jìn)行調(diào)整，采取先向兩側(cè)碾壓，后中間碾壓，先緩慢碾壓，后快速碾壓的方式進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)交接位置需要互相重疊壓實(shí)，并針對(duì)靠近橋臺(tái)的區(qū)域進(jìn)行橫向碾壓。

3 管控效果

該文針對(duì)某高速公路建設(shè)項(xiàng)目中的路基橋涵過(guò)渡段施工提出了3 個(gè)方面的質(zhì)量管控對(duì)策，為驗(yàn)證上述內(nèi)容是否合理，根據(jù)該工程項(xiàng)目的基本施工條件，將這3 個(gè)方面的對(duì)策應(yīng)用于該建設(shè)項(xiàng)目中，并采用對(duì)過(guò)渡段承載能力進(jìn)行檢測(cè)的方式，分析管控效果，在對(duì)過(guò)渡段承載能力檢測(cè)時(shí)，采用灌砂法和環(huán)刀法相結(jié)合的方式，在過(guò)渡段的施工區(qū)域內(nèi)，每間隔5 m 設(shè)置1 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，共設(shè)置10 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中5 個(gè)位于過(guò)渡段左側(cè)，另外5 個(gè)位于過(guò)渡段右側(cè)。針對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的承載能力進(jìn)行測(cè)定。為方便論述，針對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，分別為GDL-01、GDL-02、GDL-03、GDL-04 和GDL-05、GDR-01、GDR-02、GDR-03、GDR-04 和GDR-05。在檢測(cè)過(guò)程中，利用分離式千斤頂進(jìn)行加載，并利用油壓表對(duì)其應(yīng)力進(jìn)行記錄，利用百分表對(duì)沉降值進(jìn)行測(cè)定。其中油壓表的測(cè)定精度為0.3 級(jí)，百分表的分辨率為0.01 mm。為了量化過(guò)渡段的沉降能力，將K30作為評(píng)價(jià)量化指標(biāo)。K30 為荷載強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)沉降的比值，通過(guò)該量化結(jié)果評(píng)價(jià)過(guò)渡段承載能力，測(cè)定得出的K30 數(shù)值越大，則說(shuō)明過(guò)渡段的承載能力越強(qiáng)；反之若測(cè)定得出的K30 數(shù)值越小，說(shuō)明過(guò)渡段承載能力越弱。根據(jù)上文，針對(duì)10 個(gè)測(cè)點(diǎn)的K30 數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，并將得出的結(jié)果記錄見(jiàn)表2。

表2 管控對(duì)策實(shí)施后的質(zhì)量效果記錄表

通常情況下，在正常高速公路建設(shè)項(xiàng)目中，符合質(zhì)量要求的路基橋涵過(guò)渡段K30 值應(yīng)大于150.0 MPa/m。從表2 中的數(shù)據(jù)可以看出，各個(gè)測(cè)點(diǎn)的K30 值均超過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，說(shuō)明各個(gè)測(cè)點(diǎn)上的承載能力均符合要求。因此，以上數(shù)據(jù)可以證明，在應(yīng)用上述3 個(gè)方面的管控對(duì)策后，可以明顯提升過(guò)渡段的承載能力，保證施工質(zhì)量。

再對(duì)施工完畢后過(guò)渡段的差異沉降量進(jìn)行記錄，通過(guò)上述論述可知該高速公路建設(shè)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段對(duì)路基橋涵過(guò)渡段的差異沉降量標(biāo)準(zhǔn)為±5 mm，將這一標(biāo)準(zhǔn)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)一步對(duì)過(guò)渡段的質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)證。在過(guò)渡段上平均劃分5 個(gè)區(qū)域，每個(gè)分區(qū)對(duì)應(yīng)編號(hào)I、II、III、IV 和V。針對(duì)每個(gè)區(qū)域利用HR8066 型號(hào)沉降監(jiān)測(cè)儀對(duì)其沉降量進(jìn)行測(cè)量。HR8066 型號(hào)沉降監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量精度為±0.1 mm，電源為5 V～24 V。將HR8066 型號(hào)沉降監(jiān)測(cè)儀測(cè)量結(jié)果記錄，并繪制成表3。

從表3 中的數(shù)據(jù)可以看出，采用該文上述3 個(gè)方面的對(duì)策對(duì)該高速公路建設(shè)項(xiàng)目中路基橋涵過(guò)渡段的施工質(zhì)量進(jìn)行控制，5 個(gè)區(qū)域的沉降量均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，并且隨著天數(shù)的增加，各個(gè)區(qū)域的沉降值并沒(méi)有出現(xiàn)明顯增加的趨勢(shì)。因此，上述結(jié)果說(shuō)明，該文提出的管控對(duì)策很好地控制了過(guò)渡段沉降量。

表3 路基橋涵過(guò)渡段沉降量記錄表

綜上所述，該文提出的管控對(duì)策在實(shí)際應(yīng)用中能夠提升路基橋涵過(guò)渡段的施工質(zhì)量，以此保障公路的安全。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)高速公路建設(shè)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，其施工要點(diǎn)較多，路基與橋涵過(guò)渡段的質(zhì)量控制難度較大，若控制不合理則會(huì)造成跳車和錯(cuò)臺(tái)問(wèn)題產(chǎn)生，進(jìn)而造成高速公路的通行服務(wù)質(zhì)量降低。針對(duì)這一問(wèn)題，該文以具體高速公路建設(shè)項(xiàng)目為例，針對(duì)其路基與橋涵的過(guò)渡段施工提出了3 個(gè)方面的管控策略，并采用對(duì)過(guò)渡段承載能力和沉降量測(cè)定的方式，驗(yàn)證了管控對(duì)策的可行性，通過(guò)該文研究，為保障高速公路路基橋涵過(guò)渡段施工安全提供一定的幫助。